Issiqxona loyihasi (RAS): Bizning plantatsiyamizga ta'sir qilish elementlarini kuzating: 18 qadam (rasmlar bilan)

2024 Muallif: John Day | [email protected]. Oxirgi o'zgartirilgan: 2024-01-30 13:28

Ushbu loyiha havoning harorati, yorqinligi va namligini, shuningdek, o'rmon harorati va namligini kuzatishni taklif qiladi. U Actoborad.com veb -saytida o'qilishi mumkin bo'lgan ushbu choralarni tarmoqqa qo'shishni taklif qiladi

Buning uchun biz L432KC Nucleo mikrokontrolleriga 4 ta sensorni ulaymiz:

- Adafruit tomonidan TLS2561 nashrida sensori;

- namlik va harorat sensori DHT22 Gotronic;

- DS1820 harorati tekshiruvi;

- namlik sensori Grove - namlik sensori, Seeed Studio

O'lchovlar har 10 daqiqada amalga oshiriladi va Sigfox tomonidan Breakout TD1208 orqali ulanadi. Yuqorida aytilganidek, buni Actoboard.com veb -saytida o'qish mumkin, bu mikrokontrollerda 128x64 o'lchamli OLED -displey o'rnatilgan, u oxirgi qilingan chora -tadbirlarni doimiy ravishda aks ettiradi. Nihoyat, 8x20 sm o'lchamdagi fotovoltaik xujayrasi va 1,5Ah batareyasi tufayli tizim o'z-o'zini elektr bilan ta'minlay oladi. Ular Nulceo -ga Seeed Studio tomonidan LiPo Rider Pro bilan ulangan. Tizim 3D bosilgan qutiga joylashtirilgan.

Sinoptikada ko'rib turganingizdek.

Os.mbed.com orqali mikrokontrollerda tuzilgan kod "main.cpp" deb nomlanadi. Ishlatilgan kutubxonalar quyidagi havolada mavjud, bizning loyihamiz nima:

1 -qadam: tarmoqqa ulanish

Loyihaning muhim qismi tarmoq o'lchovlari va ularni osonlik bilan ochish edi. Har 10 daqiqada sensorlar turli parametrlarni o'lchaydilar va sigfox TD1208 moduli uning o'lchovlarini uzatish uchun ishlatiladi. Natijalar Actoboard veb -saytida mavjud:

Bluemix hisobini yaratgandan so'ng, biz tugun-qizil dasturidan foydalanib, natijalarimizni grafik ko'rinishida ko'rsatishimiz mumkin.

Actoboard-dan ma'lumotlarni tiklash uchun tugun-qizil dastur

Natijalarni real vaqtda ko'rish uchun ochiq havola:

2 -qadam: komponentlar

Loyiha uchun bu erda ishlatiladigan asosiy komponentlar ro'yxati keltirilgan:

Mikrokontroller: Nucleo STM32L432KC

Displey: LCD displey

Sigfox: Sigfox moduli

Sensorlar haqida:

Havo sensori: DHT22 (harorat va namlik)

- Zamin sensorlar: Grove harorati va Grove namligi

- Yorug'lik sensori: yorug'lik sensori

Quvvatlantirish manbai:

- LIPO (alimentatsiya adaptator kartasi)

- Batareya

- Fotovoltaik panel

3 -qadam: iste'mol

Loyihamizning eng muhim nuqtalaridan biri - bu tizim avtonom bo'lishi kerak. Buning uchun biz batareyadan va quyosh batareyasidan foydalanamiz. Batareya 3,50 V: 3, 885 Vt / soat kuchlanish bilan 1 soat ichida 1050 mA tokni etkazib berishi mumkin. Quyosh batareyasi batareyani zaryad qilish uchun ishlatiladi, u 360 mA ostida 5,5 V kuchlanishni beradi, 2 Vt quvvatga teng.

Bizning tizimning nazariy iste'moli: - DHT22 harorat sensori: maksimal 1,5 mA va dam olishda 0,05 mA - Grove harorat sensori: maksimal 1,5 mA - Nur sensori: 0,5 mA - Nukleo aravachasi: + 100 mA - LCD displey: 20 mA - Sigfox TD1208 modul: 24 mA yuborish (bu loyihada bu modul bilan hech narsa olinmaydi) va dam olishda 1,5 mA

Dam olish holatida, batareya quvvati bilan taqqoslaganda, iste'mol ahamiyatsiz. Tizim uyqudan chiqqanda (har 10 daqiqada), barcha sensorlar o'lchov o'tkazadi, ekranda natija ko'rsatiladi va sigfox moduli bu natijalarni uzatadi. Hozirgi vaqtda barcha komponentlar maksimal darajada iste'mol qilinadi deb hisoblanadi: biz har 10 daqiqada taxminan 158 mA sarflaymiz, shuning uchun 1 soat ichida 6 * 158 = 948 mA. Batareya to'liq zaryadsizlanishidan oldin bir soatdan ko'proq vaqt ushlab turishi mumkin.

Maqsad, batareyani qayta zaryad qilish uchun iloji boricha kamroq energiya sarflashdir. Aks holda, agar quyosh batareyasi bir muncha vaqt quyosh nuri olmagan bo'lsa, u zaryadsizlanadigan batareyani zaryad qila olmasdi va tizimimiz o'chadi.

4 -qadam: PCB dizayni

PCB qismini boshlaylik!

Bizda ko'p vaqt bor deb o'ylamagan bir qadam uchun juda ko'p muammolar bor edi. Birinchi xato: tenglikni bir necha joyda saqlamaslik. Haqiqatan ham, USB -da ba'zi muammolar bo'lganida, amalga oshirilgan birinchi PCB o'chirildi. Endi USB ichidagi barcha fayllarga kirish mumkin emas. To'satdan, bizning loyihamizni sanoatlashtirish uchun bu jumboq uchun kerakli energiyani topish kerak bo'ldi. Muhim bo'lib qoladigan kichik tafsilotlar, ulanishlar tenglikni pastki qismida bo'lishi va massa rejasini tuzishi shart. Jasorat topilgach, biz quyida ko'rib turganingizdek, ALTIUM elektron sxemasini yana qila olamiz:

5 -qadam:

Unda sensorlar, Nucleo kartasi, Sigfox moduli va LCD displey mavjud.

Biz PCB qismiga o'tamiz, ko'p vaqtni yo'qotamiz, lekin oxirida biz bunga erishdik. Chop etilganidan keyin biz uni sinovdan o'tkazamiz … va mana bu drama. Yarim NUCLEO kartasi teskari. Yuqoridagi diagramaga ham qarashimiz mumkin. Chap NUCLEO filiali 1 dan 15 gacha yuqoridan boshlanadi, o'ngdagi filial 15 dan 1 gacha yuqoridan. Hech narsa ishlamaydigan narsa. Aqlini tiklash kerak edi, barcha ulanishlarga e'tibor berib, favqulodda tenglikni 3 -marta takrorlash kerak edi. Hallelujah PCB yaratilgan, biz uni quyidagi rasmda ko'rishimiz mumkin:

6 -qadam:

Hammasi juda zo'r edi, janob SamSmaylning payvand choklari beqiyos go'zallikka ega edi. Haqiqat bo'lish juda yaxshi? Darhaqiqat, bitta va yagona muammo:

7 -qadam:

Bir oz yaqinlashtiring:

8 -qadam:

Biz shuni ko'ramizki, o'ng tomonda, PCB D7 -dagi SDA ulanishiga va D8 -dagi SCL -ga asoslangan (aynan bizga kerak bo'lgan narsa). Ammo biz komponentlar bilan sinovdan o'tkazganimizda, biz olingan ma'lumotlarning nomuvofiqligini tushunmadik va birdaniga ikkinchi hujjatning hujjatlarini qayta ko'rib chiqsak, D7 va D8da aniqlik yo'qligini ko'ramiz.

Natijada, bizning non tayyorlashimiz PCB ulanishlarini oson yo'naltirish uchun moslashtirishdan oldin juda yaxshi ishlaydi. Ammo PCB o'zgartirilmagandan so'ng, biz ushbu versiyadagi yorug'lik sensori bundan mustasno, barcha sensorlarga qaramay, ma'lumotlarni olamiz.

9 -qadam: 3D BOXni loyihalash

Keling, 3D dizayn qismini boshlaymiz!

Bu erda biz to'liq tizimimizni kutib olish uchun qutining 3D dizayn qismini tushuntiramiz. U juda ko'p vaqt talab qildi va buning sababini tushunasiz. Xulosa qilish uchun: biz o'z qutimizda tenglikni va unga aloqador barcha komponentlarni o'z ichiga olishi kerak. Boshqacha qilib aytganda, LCD displey haqida o'ylab ko'ring, shuningdek, har bir sensor uchun o'lchovlar uchun qulay va samarali bo'lishi uchun joy ajratib bering. Bundan tashqari, u batareyaga ulangan LIPO kartasi va tizimimizni avtonom qiladigan fotovoltaik panel bilan quvvat manbaini talab qiladi. Biz PCB, barcha sensorlar, ekran va batareyaga ulangan LIPO kartasini o'z ichiga oladigan birinchi qutini tasavvur qilamiz. Shubhasiz, LCD displey uchun aniq joyni oldindan bilish kerak, yorug'lik sensori (agar u yashiringan yoki yon tomonda bo'lsa, u haqiqiy nurni olmaydi), harorat sensori uchun, DHT22 uchun o'lchash mumkin. o'simlikka yaqin bo'lgan qiymat va to'g'ridan -to'g'ri er bilan aloqada bo'lishi kerak bo'lgan daraxtzor namlik sensori. Biz sigfox moduliga antennani ulash uchun teshikni va fotovoltaik panellarning o'g'lini LIPO xaritasiga o'tkazish uchun yana bir teshikni unutmaymiz. Mana asosiy quti:

10 -qadam:

Fotovoltaik panelni joylashtirish va panelni LIPO kartasiga ulash uchun bizga qism kerak.

Mana natija:

11 -qadam:

Biz bu ajoyib qutini yopishimiz kerak!

Mana, moslashtirilgan qopqoq:

12 -qadam:

Ko'rib turganimizdek, bu barqarorlik uchun asosiy qutiga kiradigan tishlari bo'lgan qopqoq.

Mana biz uni ajoyib qutimizga qo'shganimizda:

13 -qadam:

Qarshilik olish uchun qutiga, shuningdek, ikkita qismni mahkam ushlab turuvchi va ichidagi komponentlarning ishonchliligi va xavfsizligini ta'minlaydigan qopqog'iga o'rnatilgan toymas eshik qo'shiladi.

Mana, toymas eshikning birinchi versiyasi:

14 -qadam:

Yana oldinga siljish uchun biz fotovoltaik modulni yorug'lik sensori va uning strategik pozitsiyasi bilan bir xil darajada bo'lishini va avtonom tizim "Yunayted" ekanligini his qilishni o'yladik.

Bu ilgari taqdim etilgan fotovoltaik modulni kesish imkoniyatiga ega toymas eshikning ikkinchi versiyasi:

15 -qadam:

Mana, biz uni o'zining ajoyib qopqog'iga ega bo'lgan ajoyib qutimizga qo'shganimizda:

16 -qadam:

Bir oz adashdingizmi? Sizga bu sehrli qutining oxirgi holati nima ekanligini ko'rsatib beraylik!

17 -qadam:

(3D printer tufayli hozircha biz uni chop eta olmadik, chunki men mustahkamlikni so'radim, lekin men ishonamanki, menda juda ko'p narsa bor, qalinligi 4 mm dan katta, shuning uchun men uni chop eta olmadi, chunki juda ko'p material kerak bo'lardi, juda achinarli) … Lekin uni chop etishga kech emas, hech bo'lmaganda zavq uchun = D

Juda chiroyli:

18 -qadam:

Rahmat.