GreenHouse ցուցիչ `8 քայլ

2024 Հեղինակ: John Day | [email protected]. Վերջին փոփոխված: 2024-01-30 09:49

Tutorial GreenHouse ցուցիչ

Իրականացրել է Ալեն Վեյը ՝ Պասկալ Չենկապտորսի աջակցությամբ | սիգֆոքս | ubidots

1. Նպատակներ
2. Այս նախագծում օգտագործված իրերը
3. Իրականացման քայլ
4. Աշխատանքի սկզբունքը
5. Սարքի միացում
6. Մբեդ ծածկագիրը
7. Տվյալների մշակում և վերլուծություն
8. Օպտիմալացնել համակարգի սպառումը
9. Նկարներ

Քայլ 1: Նպատակներ

Այս նախագծի համար ես կցանկանայի իրականացնել ինքնավար էներգետիկ համակարգ, և ես պետք է չափեի. Օդի շրջակա միջավայրի ջերմաստիճանը, օդի խոնավությունը, հողի ջերմաստիճանը, հողի խոնավությունը, Լյուքսի և RGB պայծառությունը:

Քայլ 2: Այս նախագծում օգտագործվող բաները

Ապրանքների հաշիվը:

1) արևային բաղադրիչ. Խեժի բարակ շերտը թույլ է տալիս օգտագործել բացօթյա տարածք

2) Chip LiPo Rider Pro. Լիցքավորեք ձեր բոլոր նախագծերը 5 Վ լարումով

3) Chip microcontroller Nucleo STM 32L432KC. Օգտվողներին տրամադրում է մատչելի և ճկուն միջոց ՝ նոր գաղափարներ փորձարկելու և նախատիպեր ստեղծելու ցանկացած STM32 միկրոկոնտրոլերների գծով

4) Sigfox Wisol մոդուլ. Sigfox ցանցերով ձեր IOT նախատիպը նախագծելու համար

5) Էկրանի LCD. Այն միանում է միկրոկառավարիչին I2C կամ SPI ավտոբուսի միջոցով

6) Li-Ion մարտկոց 3, 7V 1050mAh. Պաշտպանություն ծանրաբեռնվածությունից և լիցքաթափումից:

7) Gravity Humidity Sensor SEN0193. Իմացեք ջրի կոնցենտրացիան գետնին: Սենսորը մատուցում է անալոգային լարման ՝ կախված ջրի պարունակությունից:

8) Tերմաստիճանի և խոնավության տվիչ DHT22. Իմանալ օդի ջերմաստիճանը և խոնավությունը և հաղորդակցվում է միկրոկոնտրոլեր arduino տիպի հետ կամ համատեղելի է թվային ելքի միջոցով:

9) Grove ջերմաստիճանի տվիչ. Իմացեք հողի ջերմաստիճանը, և այս մոդուլը միացված է Grove Base Shield- ի կամ Mega Shield- ի թվային մուտքին `ներառված 4-հաղորդիչ մալուխի միջոցով:

10) Գույնի տվիչ ADA1334. Հայտնաբերել լույսի աղբյուրի կամ առարկայի գույնը: Այն հաղորդակցվում է I2C պորտի միջոցով

11) Լույսի ցուցիչ TSL2561. Չափեք պայծառությունը 0.1 -ից մինչև 40000 Լյուքս: Այն հաղորդակցվում է Arduino միկրոկառավարիչի հետ I2C ավտոբուսի միջոցով:

Softwareրագրային ապահովում:

1) SolidWorks (դիզայնի ամուր մոդել)

2) Ներկել 3d (նախագծել դիմումի պատկերակը)

3) Ալտիում (նկարեք PCB)

4) Mbed (քարտի համար գրել կոդը)

Քայլ 3: Իրականացման քայլ

Նյութը և ծրագրաշարը իմանալուց հետո, որոնք մենք կօգտագործենք, կան մի շարք քայլեր, որոնք մենք պետք է գիտակցենք

1) մենք պետք է նմանակենք շղթան Altium- ի միջոցով

2) մենք պետք է կատարենք դիզայնի որոշ աշխատանքներ, օրինակ. SolidWorks- ի միջոցով ձևավորել ամուր մոդել, նախագծել կիրառման պատկերակը Paint 3d- ի միջոցով

3) եթե սխեման ճիշտ է, մենք կարող ենք միացումն իրականացնել PCB- ի վրա այն նյութերով, որոնք մենք դեռ պատրաստել ենք

4) միացումը միացնելուց հետո մենք պետք է եռակցենք բաղադրիչը և փորձարկենք միացման որակը

5) վերջում, մենք պետք է փաթեթավորենք շրջանը ամուր մոդելով, որն արդեն ավարտել ենք

Քայլ 4: Աշխատանքի սկզբունքը

Capacitive Soil Moisture Sensor SKU. Տեղադրեք այն ձեր բույսերի շրջակա հողի մեջ և տպավորեք ձեր ընկերներին իրական ժամանակի հողի խոնավության տվյալներով

Tերմաստիճանի և խոնավության տվիչ DHT11 ST052. Միացրեք սենսորը տախտակի կապում Գույնի տվիչ ADA1334. Ունի RGB և Clear light sensing տարրեր: IR արգելափակման զտիչը, որը չիպի վրա ինտեգրված է և տեղայնացված գույնի զգայուն լուսոդիոդների վրա, նվազագույնի է հասցնում մուտքի լույսի IR սպեկտրալ բաղադրիչը և թույլ է տալիս ճշգրիտ կատարել գույնի չափումները:

Grove ջերմաստիճանի տվիչ. Տեղադրեք այն ձեր բույսերի շրջակայքի հողի մեջ: DS18B20 թվային ջերմաչափն ապահովում է 9-բիթից մինչև 12-բիթ ջերմաստիճանի չափումներ և ունի ազդանշանային գործառույթ `օգտագործողի կողմից ծրագրավորվող ոչ ցնդող վերին և ստորին ձգան կետերով:

Լույսի ցուցիչ TTS2525. Սենսորն ունի թվային (i2c) ինտերֆեյս: Կարող եք ընտրել երեք հասցեներից մեկը, որպեսզի մեկ տախտակի վրա ունենաք մինչև երեք տվիչ ՝ յուրաքանչյուրը տարբեր i2c հասցեով: Ներկառուցված ADC- ն նշանակում է, որ դուք կարող եք օգտագործել այն ցանկացած միկրոկառավարիչի հետ, նույնիսկ եթե այն չունի անալոգային մուտքեր:

1) տվիչների օգտագործումը տվյալների հավաքման համար

2) Տվյալները կփոխանցվեն միկրոկոնտրոլերին

3) Միկրոկոնտրոլերը կիրականացնի այն ծրագիրը, որը մենք արդեն գրել ենք և տվյալները կփոխանցի Sigfox Wisol մոդուլին

4) Sigfox Wisol մոդուլը տվյալները կփոխանցի Sigfox Backend կայքին ալեհավաքի միջոցով

Քայլ 5: Սարքի միացում

SPIPreInit gSpi (D11, NC, D13); // MOSI MISO CLK

Adafruit_SSD1306_Spi gOled (gSpi, D10, D4, D3); // DC RST CS

Սերիական վիսոլ (USBTX, USBRX); // tx (A2), rx (A7)

DHT dht22 (A5, DHT:: DHT22); // անալոգային

TSL2561_I2C ճրագ (D0, D1); // sda, scl

TCS3472_I2C rgbc (D12, A6); // sda, scl

Խոնավության մեջ (A1); // անալոգային

DS1820 զոնդ (A0); // անալոգային

DigitalIn դրոշ (D6); // անջատիչի էկրանի կառավարում

Քայլ 6: Mbed ծածկագիր

Այնտեղ կարող եք գտնել mbed ծածկագիրը ՝

Քայլ 7: Տվյալների մշակում և վերլուծություն

Sigfox կայք տվյալներ ուղարկելուց հետո, քանի որ Sigfox- ը սահմանափակում է յուրաքանչյուր հաղորդագրության առավելագույնը 12 բայթ (96 բիթ), ուստի մենք տարբեր չափումներ ենք հատկացնում տարբեր բայթերի չափերին, և տվյալները դնում ենք վեցանկյուն: Տվյալները ավելի հստակ և հարմարավետ ստանալու համար օգտվողներին հնարավորություն տալու համար մենք տվյալները փոխանցում ենք Sigfox- ից ամպային հարթակ, ամպային հարթակում, ներկայացնում ենք տվյալները և վերլուծում դրանք: Իրականացման գործընթացը հետևյալն է.

1) Գրանցեք մեր սարքերը ամպային հարթակում

2) Մուտքագրեք Sigfox սարքի հետադարձ կապի հրատարակության կայքը

3) Սահմանեք պարամետրերի կազմաձևը

4) Ամպային հարթակում սարքի հաշվի հղումը տեղադրեք url ձևաչափով (հետ կանչեք սերվերի հասցեն)

5) Լրացրեք հետադարձ կապի մարմինը (հետադարձ կապի հարցման տեղեկատվության մարմինը)

6) Պահեք կարգավորումները

Պատկերը ցույց է տալիս արդյունքը Ubidots հարթակում, մենք կարող ենք տեսնել, որ տվյալները վերածվում են տասնորդականի, այնպես որ մենք ստանում ենք տվյալներ ավելի հստակ և հարմարավետ, և կարող ենք մանրամասնորեն նայել յուրաքանչյուր տվյալների գծապատկերին, օրինակ. Մենք կարող ենք գտնել ամենաբարձրը ջերմաստիճանը օդում

Քայլ 8. Օպտիմալացրեք համակարգի սպառումը

MCU- ում կա մինի usb- ի և Vin- ի միջև կարգավորիչ, այս կարգավորիչը կբարձրացնի կորուստը, մեր համակարգի կորուստը նվազագույնի հասցնելու համար, մենք միկրոկոնտրոլերը կկերակրենք թվային ելքից, իսկ երբ համակարգը չենք օգտագործում, պատրաստեք միկրոկոնտրոլերը և տվիչները քնում են: Մենք ապացուցում ենք, որ այս երկու մեթոդները կարող են արդյունավետորեն նվազեցնել կորուստը.

1) Ավելացրեք դիմադրություն միկրոկառավարիչի և գեներատորի միջև

2) Գտեք հոսանքը օսլիլոսկոպի դիմադրության միջոցով

3) տվիչներին քնեցրեք և հոսանքը վերականգնեք օսլիլոսկոպի դիմադրության միջոցով

4) Միկրոկոնտրոլերը քուն մտցրեք և հոսանքը վերականգնեք օսլիլոսկոպի դիմադրության միջոցով: Մեր փորձարարական արդյունքները հետևյալն են.

Մենք հայտնաբերում ենք, որ երբ մենք միկրոկառավարիչին քնում ենք, համակարգի կորուստը նվազագույնի է հասցվում: Եվ երբ միկրոկառավարիչը արթնանում է, սենսորները կարող են հավաքել տվյալներ և ուղարկել դրանք Sigfox- ին: Բայց խնդիր կա, երբ մենք միկրոկոնտրոլերը քնում ենք, դեռ հոսանք կա MCU- ի և տվիչների միջև, ինչպե՞ս վերացնել այս հոսանքը: Mosfet- ի միջոցով մենք դարպասը կապում ենք MCU- ի թվային ելքի հետ, արտահոսքը միացնում ենք տվիչներով, իսկ աղբյուրը միացնում ենք 3, 3V MCU- ի քորոցով: Երբ դարպասի լարումը փոքր է Vgs- ից (դարպասի շեմի լարում), աղբյուրի և արտահոսքի միջև կա արգելափակում, սենսորների վերջում լարվածություն չկա: Այսպիսով, երբ մենք միկրոկառավարիչին քնում ենք, մենք պետք է ապահովենք, որ դարպասի լարումը փոքր լինի Vgs- ից, և երբ MCU- ն աշխատում է, դարպասի լարումը պետք է լինի ավելի մեծ, քան Vgs- ը: Սրանք այն կանոններն են, որոնք կիրառելի Mosfet գտնելու համար: