Փակ փակ աստղադիտարան. 9 քայլ (նկարներով)

2024 Հեղինակ: John Day | [email protected]. Վերջին փոփոխված: 2024-01-30 09:48

Այս նախագիծը ցույց կտա ձեզ, թե ինչպես կարելի է մի պարզ աստղադիտարան պատրաստել որոշ գոյություն ունեցող և հեշտ ձեռք բերվող սենսորներով: Իրոք, ես դա կառուցել եմ իմ ուսանողներից մեկի համար: Ուսանողը կցանկանար պարզել, թե ինչպես է արևի լույսը ազդում սենյակի ջերմաստիճանի և խոնավության վրա: Այս նախագծում հետաքրքրված ֆիզիկական քանակներն են (1) լույսի ինտենսիվությունը, (2) խոնավությունը, (3) ջերմաստիճանը և (4) օդի ճնշումը: Այդ տեղեկատվության շնորհիվ դուք կկարողանաք ստեղծել այլ համակարգեր կամ սարքեր, որոնք կառավարում են օդորակիչը, խոնավացուցիչը կամ ջեռուցիչը `սենյակի հարմարավետ միջավայր ստեղծելու համար:

Քայլ 1: Սենսորների պատրաստում

Դուք կարող եք միացում կառուցել հետևյալ տվիչներով կամ պարզապես գնել այդ տվիչների կամ մոդուլային տախտակի մոդուլային տախտակները:

1. Շրջակա լույսի ցուցիչ TEMT6000 (տվյալների թերթիկ PDF)

2. ureնշում և ջերմաստիճան BMP085 կամ BMP180 (*դրանք հին ապրանքներ են, գուցե անհրաժեշտ լինի այլընտրանքներ գտնել) (ուսումնական փաստաթուղթ Adafruit- ից)

3. Temերմաստիճանի և խոնավության տվիչ DHT11 (ուսումնական փաստաթուղթ Adafruit- ից)

4. Ուլտրամանուշակագույն լույսի ցուցիչ GUVA-S12SD (տվյալների թերթիկ PDF)

Սենսորների օգտագործման համար ես կցել եմ որոշ հղումներ: Ինտերնետում կարող եք գտնել որոշ օգտակար ձեռնարկներ և հղումներ:

Քայլ 2: Հիմնական պրոցեսորի պատրաստում

Ես ընտրել եմ Arduino Uno տախտակը `համակարգը և կոդավորումը ստուգելու համար: Այնուամենայնիվ, ես պարզեցի, որ atmega328P- ն չունի բավարար հիշողություն ՝ կոդը պահելու և գործարկելու համար, եթե ավելի շատ տվիչներ ավելացվեն: Այսպիսով, ես խորհուրդ եմ տալիս, որ կարողանաք օգտագործել atmega2560 Arduino տախտակը, երբ ձեզ անհրաժեշտ է ավելի քան 4 տվիչ:

Միկրո վերահսկիչ (MCU):

· Atmega328P տախտակ Arduino- ի համար

· Կամ Atmega2560 տախտակ Arduino- ի համար

Քայլ 3: Համակարգի պատրաստում

Ես կցանկանայի չափել որոշ ֆիզիկական բնութագրեր բացօթյա և փակ տարածքներում: Ի վերջո, ես հետևյալ սենսորները միացրեցի Atmega2560 տախտակին:

Ներքին միջավայր.

1. ureնշում եւ ջերմաստիճան BMP180 x 1 հատ

2. Temերմաստիճանի եւ խոնավության տվիչ DHT11 x 1 հատ

Բացօթյա միջավայր.

1. Շրջապատի լույսի ցուցիչ TEMT6000 x 1 հատ

2. ureնշում եւ ջերմաստիճան BMP085 x 1 հատ

3. Temերմաստիճանի եւ խոնավության տվիչ DHT11 x 1 հատ

4. Ուլտրամանուշակագույն լույսի ցուցիչ GUVA-S12SD x 1 հատ

Դուք կարող եք գտնել, որ ես օգտագործել եմ տարբեր սենսորներ ճնշումը չափելու համար: Դա պարզապես այն պատճառով, որ ես չունեմ BMP180 մոդուլի տախտակ, երբ ես կառուցում էի միացումը: Ես խորհուրդ եմ տալիս, որ դուք պետք է օգտագործեք նույն սենսորները, եթե ձեզ անհրաժեշտ է ճշգրիտ չափում և արդար համեմատություն:

Քայլ 4: Տվյալների գրանցման պատրաստում

Բացի այդ, ես կցանկանայի, որ սարքը պահեր տվյալները առանց համակարգչին միանալու: Ես ավելացրել եմ տվյալների մուտքագրման մոդուլ իրական ժամանակի ժամացույցով: Հետևյալը տվյալների գրանցման և լարերի միացման տարրերն են:

· SD քարտ

· CR1220 մետաղադրամ մարտկոց

· Տվյալների գրանցման մոդուլ Arduino- ի համար (ուսումնական փաստաթուղթ Adafruit- ից)

Քայլ 5: Գործիքների պատրաստում

Հետևյալը մի քանի գործիքներ կամ սարքեր են, որոնք անհրաժեշտ կլինեն միացում կառուցելու համար:

• 30AWG փաթաթման գործիք
• Sոդման երկաթ
• Sոդման մետաղալար (առանց կապարի)
• Breadboard
• 2,54 մմ վերնագրեր
• Jumper լարերը
• Փաթաթման լարեր (30AWG)
• Տաք սոսինձ
• 3D տպագրություն (եթե ձեզ անհրաժեշտ է պատյան ձեր սարքի համար)
• Arduino IDE (Մեզ դա անհրաժեշտ է միկրո վերահսկիչի տախտակը ծրագրավորելու համար)

Քայլ 6. Վերականգնել DS1307 Իրական ժամանակի ժամացույցը (RTC) տվյալների գրանցման մոդուլի վրա

Կցանկանայի տվյալները օգտագործել գիտական փորձի համար: Այսպիսով, տվյալների վերլուծության համար կարևոր է չափման ճիշտ ժամանակը: Mingրագրավորման մեջ հետաձգման () ֆունկցիայի օգտագործումը կառաջացնի չափման սխալ ժամանակի փոփոխության ժամանակ: Ընդհակառակը, ես չգիտեմ, թե ինչպես կարելի է ճշգրիտ ժամանակի չափումներ կատարել միայն Arduino հարթակում: Նմուշառման ժամանակի սխալից խուսափելու կամ չափման սխալը նվազագույնի հասցնելու համար ես կցանկանայի վերցնել յուրաքանչյուր չափման նմուշ `ժամանակի գրառումով: Բարեբախտաբար, տվյալների մուտքագրման մոդուլն ունի իրական ժամանակի ժամացույց (RTC): Մենք կարող ենք այն օգտագործել տվյալների նմուշառման համար ժամանակ տրամադրելու համար:

RTC- ից օգտվելու համար ես հետևում եմ RTC- ին վերակայելու հրահանգին (հղմանը): Ես խորհուրդ եմ տալիս դա անել առաջին հերթին Arduino Uno տախտակի հետ: Պատճառն այն է, որ Atmega2560 տախտակի օգտագործման դեպքում դուք պետք է փոխեք սխեման (I2C միացումն այլ է): RTC- ը սահմանելուց հետո չպետք է հեռացնեք cr1220 մարտկոցը: Մինչդեռ, տվյալների մուտքագրումից առաջ խնդրում ենք ստուգել մարտկոցի վիճակը:

Քայլ 7: Միացում

Ես առանձնացրել եմ ներքին և արտաքին չափումները: Այսպիսով, ես երկու վերնագիր եմ կազմել երկու տարբեր խմբերի սենսորների միացման համար: Ես օգտագործել եմ տվյալների մուտքագրման մոդուլի դատարկ տարածությունը `վերնագրերը տեղադրելու համար: Շղթայի միացումն ավարտելու համար ես օգտագործում եմ ինչպես զոդում, այնպես էլ փաթաթում: Փաթաթման գործընթացը մաքուր է և հարմար, մինչդեռ զոդման հանգույցը ամուր և ամրացված է: Շղթայի կառուցման համար կարող եք ընտրել հարմարավետ մեթոդ: Եթե դուք օգտագործում եք Atmega2560 տախտակը, համոզվեք, որ SDA և SCL կապերի համար անցումային կապ եք կառուցել: Տվյալների գրանցման վահանի վրա RTC- ի միացումը պետք է նորից միացված լինի:

Սենսորները միացնելու համար ես վերնագրերը զոդեցի սենսորային մոդուլների վրա, այնուհետև մետաղալարով փաթաթեցի բոլոր սենսորները վերնագրերին միացնելու համար: Երբ օգտագործում եք ելքային սենսորային մոդուլներ, ես խորհուրդ տվեցի, որ դուք պետք է ուշադիր ստուգեք աշխատանքային լարումը: Որոշ սենսորային մոդուլներ ընդունում են ինչպես 5 Վ, այնպես էլ 3.3 Վ մուտքեր, սակայն ոմանք սահմանափակված են միայն 5 Վ կամ 3.3 Վ լարման օգտագործմամբ: Ստորև բերված աղյուսակը ցույց է տալիս օգտագործված տվիչների մոդուլները և աշխատանքային լարումը:

Սեղան. Սենսորային մոդուլ և աշխատանքային լարում

Քայլ 8: MCU- ի ծրագրավորում

Բարեբախտաբար, ես կարող եմ գտնել բոլոր սենսորների կիրառման օրինակները: Եթե դուք նոր եք օգտագործում դրանք, կարող եք ներբեռնել դրանք ինտերնետում կամ կարող եք տեղադրել դրանք ՝ օգտագործելով գրադարանի կառավարիչը Arduino IDE- ում:

Ես ծրագրավորեցի համակարգի ելքը յուրաքանչյուր նմուշի համար: Լարը դուրս կգա և կպահվի տեղադրված SD քարտում: Եթե Ձեզ անհրաժեշտ է դիտել տվյալները, անջատեք սարքը և ապա ապատեղադրեք SD քարտը: Այնուհետև կարող եք SD քարտը միացնել քարտի ընթերցողին: Ֆայլը կպահվի որպես csv ֆայլ: Տվյալների ֆայլը համակարգչում ներբեռնելուց հետո այն կարող եք դիտել տեքստային ծրագրի կամ աշխատանքային թերթի ծրագրի միջոցով:

(Սկզբնական կոդը կարող եք ներբեռնել կից ֆայլում):

Քայլ 9: Փորձարկեք այն և օգտագործեք այն:

Կարևոր է, որ դուք իսկապես հասկանաք տվյալների իմաստը: Նմուշառման հաճախականությունը կարևոր պարամետրերից է: Չափման ընթացիկ ժամանակի միջակայքը 1 րոպե է, գուցե անհրաժեշտ լինի փոխել այն:

Բացի այդ, դուք կգտնեք, որ DHT11- ի ջերմաստիճանի չափումը ճշգրիտ չէ: Եթե Ձեզ անհրաժեշտ է ավելի ճշգրիտ արժեք, կարող եք պարզապես օգտագործել BMP ճնշման տվիչների ջերմաստիճանի ընթերցումը:

Շնորհակալություն սա կարդալու համար: