Arduino Pro-mini Ma'lumotlarni yozuvchi: 15 qadam

2024 Muallif: John Day | [email protected]. Oxirgi o'zgartirilgan: 2024-01-30 13:26

Ochiq manbali Arduino mini-manba pro-mini uchun ko'rsatmalar yarating

Ogohlantirishlar: Quyidagi dizayn va kodni yuklab olish va ishlatish bepul, lekin hech qanday kafolat yoki kafolat bilan ta'minlanmagan.

Men, avvalo, bu ma'lumotlarni yozuvchi g'oyasini yaratgan va ishlatilgan kod va sensorlarga hissa qo'shgan iqtidorli odamlarga minnatdorchilik bildirishim va rag'batlantirishim kerak. Birinchidan, ma'lumotlarni yozish g'oyasi juda yaxshi ishlab chiqilgan va yaxshi tushuntirilgan (afsuski, bizning darsligimiz unchalik yaxshi emas) Edvard Mallon ma'lumot yozuvchisidan kelgan: https://thecavepearlproject.org/2017/06/19/ arduin …

Ikkinchidan, bu erda ishlatiladigan ochiq manba tuproq namligi datchiklari, shuningdek ularni ishlatish uchun kod/kutubxona Catnip Electronics tomonidan ishlab chiqilgan va qurilgan. Bu yuqori sifatli sensorlar va juda mustahkam. Ularni qayerdan sotib olish va ishlatish kodini olish haqida ma'lumot (rahmat Ingo Fisher) quyida keltirilgan.

1 -qadam: Kerakli materiallar, asboblar, uskunalar

Pro-mini Arduino taxtasi. Ushbu ilova uchun biz ochiq manbali (barcha qismlarimiz kabi) Xitoyda ishlab chiqarilgan pro-mini klonlardan (5V, 16MGts, ATmega 326 mikroprotsessor) foydalanamiz (1a-rasm). Ushbu taxtalarni Aliexpress, Ebay va shunga o'xshash veb -saytlarda $ 2USD dan past narxda sotib olish mumkin. Shu bilan birga, boshqa taxtalarni ham osonlikcha ishlatish mumkin edi (kerakli datchiklarning kuchlanish talablariga, shuningdek dastur xotirasi talablariga e'tibor bering).

SD-karta va Deek-Robot (ID: 8122) tomonidan chiqarilgan real vaqtda (RTC) qayd qilish moduli (1b-rasm). Bu modulga DS13072 RTC va micro-sd kartani o'quvchi kiradi. Bu taxtalarning narxi 2 AQSh dollaridan kam va juda mustahkam.

Arduino nano (ha-"nano") vintli klemensli adapter, shuningdek, Aliexpress yoki shunga o'xshash 2 AQSh dollaridan past narxda sotib olinadigan Deek-Robotni o'chiradi (1c-rasm). Ko'rib turganingizdek, biz Aliexpress -ni yaxshi ko'ramiz.

22 gage qattiq yadroli izolyatsiyalangan sim (1d-rasm).

Ma'lumotlarni yozish qutisi (1e-rasm). Biz "tadqiqot darajasidagi" qutilaridan foydalanamiz, lekin arzon plastik idishlar ko'p hollarda yaxshi ishlaydi.

4 ta AA NiMh batareyasi uchun batareya qutisi (1f -rasm). Ularni Aliexpress -da taxminan sotib olish mumkin. Har biri 0,20 dollar (ha - 20 sent). Pulingizni qimmatroq akkumulyator qutilariga sarflamang.

6V, taxminan 1W quyosh paneli. Aliexpress -da 2 AQSh dollaridan past narxda sotib olish mumkin.

Lehimlash temir, lehim va o'tgan turdagi oqim.

Issiq yopishtiruvchi qurol.

2 -qadam: ko'rsatmalar yaratish

Qurilish uchun zarur bo'lgan vaqt: taxminan 30-60 min.

Lehimlash uchun nano terminalli adapterni tayyorlang.

Ushbu namoyish uchun biz nano vintli terminal adapterini uchta I2C tuproq namlik sezgichini ulashni osonlashtiradigan qilib tayyorlaymiz. Biroq, ozgina ijodkorlik bilan, vintli terminallar boshqa qurilmalarni osonlashtirish uchun har xil usulda tayyorlanishi mumkin edi. Agar siz I2C nima ekanligini bilmasangiz, quyidagi veb -saytlarni ko'rib chiqing:

howtomechatronics.com/tutorials/arduino/ho…

www.arduino.cc/en/Reference/Wire

Nano vintli adapterlardan foydalanish g'oyasi Edvard Mallonning ajoyib ma'lumotlarni yig'ish dizaynidan olingan:

thecavepearlproject.org/2017/06/19/arduino…

3, 5, 9, 10 va 11 -pozitsiyalarda katta va kichik pinlar orasidagi vintli terminalning orqa qismidagi izlarni kesib oling (terminalning yuqori qismidan sanab) (2 -rasm). Bu izlar vint terminalidagi "RST", "A7", "A3", "A2" va "A1" belgilariga mos keladi. Agar sizda "Dremel" tipidagi asbob bo'lsa, izlarni kesish ancha oson bo'ladi, lekin agar bo'lmasa, kichkina pichoq oson ishlaydi. O'zingizni kesmang! E'tibor bering, vintli terminalda va pro-mini-dagi teglar bir xil emas (nano va pro-mini-ning har xil joylarida pinlar bor). Bu dizayndagi noqulayliklardan biri, lekin agar xohlasangiz, ish tugagandan so'ng terminal panelini qayta etiketlash juda oson.

Ehtiyotkorlik bilan (Dremel yoki kichik pichoq yordamida) yupqa epoksi qatlamini 9, 10 va 11 -yirik pinlarga (nano -terminalda "A3", "A2", "A1" deb yozilgan) ulashgan (2 -rasm).. Epoksi ostidagi ochiq mis qoplamasi Arduino pro-mini taxtasiga ulangan. Keyinchalik biz bu ochiq qismni ulashgan pimlarga lehimlaymiz va shu bilan uchta tuproqli vintli terminalni ta'minlaymiz.

3 -qadam: ko'rsatmalar yaratish

8 sm uzunlikdagi sakkiz uzunlikdagi izolyatsiyalangan 22 o'lchagichli simni kesib oling va bir chetidan 5 mm va boshqa uchidan 3 mm izolyatsiyani kesib oling. Qattiq yadroli simlardan foydalanishni tavsiya etamiz.

Bu simlarning to'rttasini oling, bir uchini 90 daraja buking (uchi 5 mm yoki ochiq simli) va * bo'ylab * lehimlang (ya'ni, barcha pimlarni mo'l lehim va oqim bilan birlashtirish):

1 -sim: 3, 4 va 5 -yirik pinlar (nano -terminalda "RST", "5V", "A7" deb belgilangan). Biz bu uchta vintli terminalni uchta VCC terminaliga o'zgartiramiz (3 -rasm).

4 -qadam: ko'rsatmalar yaratish

2 -sim: katta pinlar 9, 10 va 11 (nano -terminalda "A3", "A2", "A1" deb belgilangan), shuningdek, ilgari ochilgan mis qoplamasi. Ko'p miqdorda lehimdan foydalaning. Agar u iflos ko'rinsa, xavotir olmang. Biz bu uchta vintli terminalni uchta tuproqli (-) terminalga o'zgartiramiz (4-rasm).

5 -qadam: ko'rsatmalar yaratish

3 -sim: katta pinlar 13, 14 va 15 (nano terminalda 'REF', '3V3', 'D13' deb yozilgan). Biz bu uch vintli terminalni I2C aloqasi uchun uchta A5 SCL terminaliga o'zgartiramiz (5 -rasm).

6 -qadam: ko'rsatmalar yaratish

4 -sim: 28, 29 va 30 katta pinlar (nano -terminalda "D10", "D11", "D12" deb belgilangan). Biz bu uch vintli terminalni I2C aloqasi uchun uchta A4 SDA terminaliga o'zgartiramiz (6 -rasm).

7 -qadam: ko'rsatmalar yaratish

Kichik (yana aytaman - kichik) pinlarning har biriga bitta simni lehimlang (nano terminalda 'A3', 'A2', 'A1' deb yozilgan) (7 -rasm).

8 -qadam: ko'rsatmalar yaratish

Lehim

qolgan simni 22 -pinli ulagichga ulang (nano -terminalda "D4" deb yozilgan) (8 -rasm).

9 -qadam: ko'rsatmalar yaratish

Har bir simning bo'sh uchini "Deek-Robot" ma'lumotlarni yozish qalqonidagi mos keladigan teshiklarga lehimlang (9-rasm):

katta pin 'RST+5V+A7' 5V pinli teshikka

katta pin 'A3+A2+A1' GND pin teshigiga

kichik pin 'A3' SCK pin teshigiga

kichik pin 'A2' MISO pin teshigiga

kichik pin 'A1' MOSI pin teshigiga

SCL pin teshigiga katta REF+3V3+D13 pin

katta pin 'D10+D11+D12' SDA pin teshigiga

va katta pin "D4" CS pin teshigiga

10 -qadam: ko'rsatmalar yaratish

E'tibor bering, biz bu erda faqat ulanish qulayligi uchun nano teglar bilan ta'minlaymiz. Bu teglar vintli terminalga kiritilgandan so'ng, pro-mini kartadagi pinlarga mos kelmaydi.

Pro-mini taxtaning pastki qismidan A4 va A5 teshiklariga 6 sm uzunlikdagi ikkita simni lehimlang (10-rasm).

11 -qadam: ko'rsatmalar yaratish

Mini-plataga lehim pimlarini joylashtiring va tugallangan vintli terminalga joylashtiring. A5 va A4 simlarini nano -platadagi D12 (A4) va D13 (A5) terminallariga kiritishni unutmang. Har doim esda tutingki, Arduino va vintli terminal yorliqlari bir-biriga to'g'ri kelmaydi (pro-mini va nano-taxtalarda har xil pinli tuzilmalar mavjud).

CR 1220 batareyasini va micro-sd kartasini jurnalga yozing. Biz sig'imi 15 Gb dan kam bo'lgan SD -kartalardan foydalanamiz, chunki katta hajmli kartalar bilan muammolarga duch keldik. Biz kartalarni FAT32 formatida ishlatamiz.

Nihoyat, barcha lehimlangan bo'g'inlarni yoping va barcha simlarni terminalga issiq elim bilan mahkamlang.

Endi taxta foydalanishga tayyor. To'ldirilgan taxta endi shunday bo'lishi kerak: 11 -rasm.

12-qadam: Ma'lumotlarni yozuvchini maydonda ishlatish uchun sozlash

Ma'lumotlarni yozuvchi ma'lumot qutisiga o'girilib ketishining oldini olish uchun, shuningdek, aloqa pinlariga oson kirishni ta'minlash uchun biz barqarorlashtiruvchi platforma yaratishni tavsiya qilamiz. Platforma, shuningdek, suv bosgan taqdirda, elektronni qutining pastki qismidan kamida bir necha santimetr masofada saqlaydi. Biz 1,5 mm akril varaqdan foydalanamiz va uni 4 mm boltlar, yong'oqlar va kir yuvish mashinalari yordamida ma'lumotlarni qayd etuvchi bilan bog'laymiz (12-rasm).

13 -qadam:

Biz ochiq manbali I2C sig'im tipidagi tuproq namligi sezgichlaridan foydalanamiz. Biz ularni Catnip Electronics -dan sotib olamiz (quyida joylashgan veb -sayt). Ularni Tindie -dan sotib olish mumkin va standart model uchun taxminan 9 AQSh dollari, qo'pol model uchun esa 22 AQSh dollari turadi. Biz qo'pol versiyani dala tajribalarida ishlatganmiz. Ular juda bardoshli va shunga o'xshash ishlashni ancha qimmat tijorat alternativalari sifatida taklif qilishadi (biz hech kimni Front Streetga qo'ymaymiz, lekin siz, ehtimol, gumondorlarni bilasiz).

Catnip Electronics I2C sensori ushbu qo'llanmada keltirilgan:

bu erda sotib oling:

arduino kutubxonasi:

Github -dagi arduino kutubxonasi:

I2C sensoridan sariq simni A5 vintli terminallardan biriga ulang. I2C sensoridan yashil simni A4 terminallaridan biriga ulang. Sensordan qizil va qora simlar mos ravishda VCC va tuproqli terminallarga o'tadi.

Batareya qutisiga to'rtta zaryadlangan NiMh batareyasini joylashtiring. Qizil (+) simni ma'lumot yozish qurilmasidagi RAW piniga ulang (ya'ni, mini-kartadagi RAW-pin) (lekin quyida "quvvat tejash" bo'limiga qarang). Qora (-) simni ma'lumot yozish moslamasidagi tuproqli pinlardan biriga ulang.

Uzoq muddatli dala foydalanish uchun 6V 1W quyosh panelini loggerga ulang. Quyosh paneli ma'lumotni yozish qurilmasini ishga tushirish va kun davomida batareyalar to'plamini zaryadlash uchun ishlatiladi va hatto bulutli osmonda ham ishlaydi (garchi qor muammoli bo'lsa ham).

Birinchidan, quyosh panelining musbat terminalida ~ 2A Schottky diodini lehimlang. Bu quyosh radiatsiyasi bo'lmaganida tokning quyosh paneliga qaytishini oldini oladi. Buni qilishni unutmang, aks holda sizda batareyalar tezda o'lib ketadi.

(+) Terminalini quyosh panelidan (ya'ni dioddan) loggerdagi RAW piniga (pro-mini-dagi RAW piniga) va (-) terminalini quyosh panelidan erning biriga ulang. loggerdagi terminallar.

Ushbu sozlash mini-platadagi o'rnatilgan voltaj regulyatoriga quyosh panelidan ham, batareyalar to'plamidan keladigan kuchlanishni tartibga solish imkonini beradi. Endi… Men aytamanki, bu NiMh batareyalarini zaryad qilish uchun ideal moslama emas (hatto mukammal sharoitda ham qiyin). Biroq, biz ishlatadigan quyosh panellari to'liq quyoshli sharoitda taxminan 150mA quvvatni o'chiradi, bu taxminan 0,06 C (C = batareya to'plamining sig'imi) ga to'g'ri keladi, bu bizni oddiy, xavfsiz va ishonchli zaryadlash usuli ekanligini isbotladi. yozuvchilarimiz uchun. Biz ularni Koloradoda bir yilgacha dalada shunday yugurtirdik. Biroq, iltimos, rad javobini ko'ring - bizning yozuvchilarimiz hech qanday kafolat yoki kafolat bermaydi. Qachonki siz dalada batareyalar yoki quyosh batareyalaridan foydalansangiz, siz olov yoqish xavfiga duch kelasiz. Ehtiyot bo'ling. Ushbu dizayndan o'zingizning xavfingiz ostida foydalaning!

Ma'lumotlarni yozish qurilmasi va batareya paketini ob-havoga chidamli qutiga joylashtiring (13-rasm).

14 -qadam: Quvvatni tejash

Biz tez-tez pro-mini va ma'lumotlar yozish kartalaridagi LEDlarni o'chirib qo'yamiz. Ushbu LEDlarning izlari ustara bilan ehtiyotkorlik bilan kesilishi mumkin (quyidagi havolaga qarang). Har bir LED 5V da 2,5 mA oqim sarflaydi (pastdagi havola). Biroq, ko'pgina ilovalar uchun bu miqdordagi quvvat yo'qotilishi ahamiyatsiz bo'ladi va tadqiqotchi shunchaki LED -larni xuddi shunday qoldirishi mumkin.

www.instructables.com/id/Arduino-low-Proje…

Shuningdek, biz "LowPower.h" kutubxonasini ishga tushiramiz ("rocketscream"; havola quyida berilgan), bu ishlatish uchun juda qulay va kesish vaqtlari orasidagi quvvat sarfini sezilarli darajada kamaytiradi.

github.com/rocketscream/Low-Power

Pro-mini va ma'lumotlarni yozish kartasidan quvvat LEDlarini olib tashlab, LowPower.h kutubxonasini ishga tushirgandan so'ng (quyida "kod" ga qarang), logistor taxminan. Uyqu holatida 5V da 1mA tok. Bir vaqtning o'zida uchta I2C sensori ishlayotganda, uyqu rejimida yozuvchi (namuna olish oralig'ida) 5Vda taxminan 4,5mA, namuna olishda esa taxminan 80mA sarflaydi. Biroq, namuna olish juda tez va kamdan -kam hollarda sodir bo'lganligi sababli, 80mA oqim chizig'i batareyaning zaryadsizlanishiga katta hissa qo'shmaydi.

(+) Batareya terminalini to'g'ridan -to'g'ri yozgichdagi VCC piniga ulab, quyosh panellaridan foydalanilmaganda ko'proq quvvatni tejash mumkin. Biroq, RAW pinidan emas, balki to'g'ridan-to'g'ri VCC-ga ulanish bortdagi voltaj regulyatoridan qochadi va sensorlardagi oqim regulyator orqali o'tkazilgandek deyarli o'zgarmaydi. Masalan, batareya quvvati kunlar va haftalar davomida zaryadsizlanishi natijasida kuchlanish pasayadi va ko'p hollarda bu sensorlar o'qishining o'zgarishiga olib keladi (qaysi sensorlardan foydalanayotganingizga qarab). Quyosh panelini to'g'ridan -to'g'ri VCC -ga ulamang.

15 -qadam: Kod

Biz uchta I2C tuproq namligi sensori bilan ma'lumotlarni yozish qurilmasini ishga tushirish uchun ikkita eskizni o'z ichiga olamiz. Birinchi "logger_sketch" eskizi har bir sensordan har 30 daqiqada sd kartasiga sig'im va harorat ma'lumotlarini tanlaydi (lekin foydalanuvchi tomonidan osongina o'zgartirilishi mumkin). Ikkinchi eskiz "ChangeSoilMoistureSensorI2CAddress" foydalanuvchiga har bir datchikga har xil I2C manzillarini belgilashga imkon beradi, shuning uchun ular bir vaqtning o'zida ma'lumotlarni yozuvchi tomonidan ishlatilishi mumkin. "Logger_sketch" dagi manzillarni 25, 26 va 27 -qatorlarda o'zgartirish mumkin. Sensorni ishga tushirish uchun zarur bo'lgan kutubxonalarni Github -da topish mumkin.