Arduino Pro-mini Տվյալների գրանցիչ ՝ 15 քայլ

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

Կառուցեք հրահանգներ բաց կոդով Pro-mini Arduino տվյալների գրանցման համար

Հրաժարում. Հետևյալ դիզայնը և ծածկագիրն անվճար են ներբեռնելու և օգտագործելու համար, բայց բացարձակապես որևէ երաշխիք կամ երաշխիք չունեն:

Նախ պետք է շնորհակալություն հայտնեմ և նպաստեմ տաղանդավոր մարդկանց, ովքեր ներշնչել են այս տվյալների գրանցման գաղափարը և նպաստել օգտագործված ծածկագրին և տվիչներին: Նախ, տվյալների գրանցման գաղափարը ծագեց Էդվարդ Մալոնի շատ լավ մշակված և լավ բացատրված (կներեք, որ մեր ձեռնարկը այդքան էլ լավ չէ) տվյալների գրանցիչից ՝ https://thecavepearlproject.org/2017/06/19/ Արդուին…

Երկրորդ, այստեղ օգտագործվող հողի խոնավության բաց կոդերը, ինչպես նաև դրանց գործարկման ծածկագիրը/գրադարանը նախագծվել և կառուցվել են Catnip Electronics- ի կողմից: Սրանք բարձրորակ սենսորներ են և շատ կոշտ: Ստորև բերված են տեղեկատվություն այն մասին, թե որտեղից կարող եք դրանք գնել և գործարկել ծածկագիրը (շնորհակալություն Ինգո Ֆիշերին):

Քայլ 1: Անհրաժեշտ նյութեր, գործիքներ, սարքավորումներ

Pro-mini Arduino տախտակ: Այս հավելվածի համար մենք օգտագործում ենք բաց կոդ (ինչպես և մեր բոլոր մասերը) չինական արտադրության պրո-մինի կլոններ (5V, 16MHz, ATmega 326 միկրոպրոցեսոր) (նկ. 1 ա): Այս տախտակները կարելի է ձեռք բերել Aliexpress- ում, Ebay- ում և նմանատիպ վեբ կայքերում 2 ԱՄՆ դոլարից պակաս գնով: Այնուամենայնիվ, այլ տախտակներ կարող են օգտագործվել նույնքան հեշտությամբ (նկատի ունեցեք անհրաժեշտ տվիչների լարման պահանջները, ինչպես նաև ծրագրային հիշողության պահանջները):

SD քարտ և իրական ժամանակի ժամացույցի (RTC) անտառահատման մոդուլ, որը տեղադրված է Deek-Robot- ի կողմից (ID: 8122) (Նկար 1 բ): Այս մոդուլը ներառում է DS13072 RTC և micro-sd քարտի ընթերցող: Այս տախտակները կարժենան 2 ԱՄՆ դոլարից պակաս և շատ ամուր են:

Arduino nano (այո-«նանո») պտուտակավոր տերմինալի ադապտեր, միացված է նաև Deek-Robot- ը, որը կարելի է ձեռք բերել $ 2 ԱՄՆ դոլարից պակաս Aliexpress- ից կամ նմանատիպ այլոց (նկ. 1c): Ինչպես տեսնում եք, մենք պարզապես սիրում ենք Aliexpress- ը:

22 gage ամուր միջուկի մեկուսացված մետաղալար (նկ. 1 դ):

Տվյալների գրանցման տուփ (նկ. 1 ե): Մենք օգտագործում ենք «հետազոտական» տուփեր, բայց էժան պլաստմասսայե իրերը շատ դեպքերում լավ են աշխատում:

Մարտկոցի պատյան 4 AA NiMh մարտկոցի համար (նկ. 1 զ): Դրանք կարելի է ձեռք բերել Aliexpress- ից մոտավորապես: 0,20 դոլար յուրաքանչյուրը (այո - 20 ցենտ): Մի վատնեք ձեր գումարը մարտկոցի ավելի թանկ պատյանների վրա:

6 Վ, մոտ 1 Վտ արևային վահանակ: Կարող եք ձեռք բերել Aliexpress- ից 2 ԱՄՆ դոլարից պակաս գնով:

Sոդման երկաթ, զոդման և անցյալ տիպի հոսք:

Տաք սոսինձ ատրճանակ:

Քայլ 2: Կառուցեք հրահանգներ

Կառուցման համար պահանջվող ժամանակը ՝ մոտ 30-60 րոպե:

Պատրաստեք եռակցման համար նանո տերմինալային ադապտեր:

Այս ցուցադրման նպատակի համար մենք կպատրաստենք նանո պտուտակային տերմինալային ադապտեր `հեշտացնելու հողի խոնավության երեք սենսորների միացումը: Այնուամենայնիվ, միայն մի փոքր ստեղծագործականությամբ պտուտակավոր տերմինալները կարող են տարբեր կերպ պատրաստվել ՝ այլ սարքերին հեշտացնելու համար: Եթե չգիտեք, թե ինչ է I2C- ը, ստուգեք հետևյալ կայքերը.

howtomechatronics.com/tutorials/arduino/ho…

www.arduino.cc/hy/Reference/Wire

Նանո պտուտակային ադապտերներ օգտագործելու գաղափարը վերցվել է Էդվարդ Մալոնի տվյալների գրանցման հիանալի նախագծից.

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

Կտրեք պտուտակային տերմինալի հետևի հետքերը մեծ և փոքր կապանքների միջև ՝ 3, 5, 9, 10 և 11 դիրքերում (հաշվելով տերմինալի վերևից) (նկ. 2): Այս հետքերը համապատասխանում են պտուտակային տերմինալին «RST», «A7», «A3», «A2» և «A1» պիտակներին: Հետքերը կտրելը շատ ավելի հեշտ է, եթե ունեք «Dremel» տիպի գործիք, բայց եթե չունեք, մի փոքր դանակ հեշտությամբ կաշխատի: Մի՛ կտրիր քեզ: Ուշադրություն դարձրեք, որ պտուտակավոր տերմինալի և պրո-մինի պիտակները բոլորը նույնը չեն (նանոն և մինի-մինին տարբեր տեղերում ունեն որոշ կապում): Սա այս դիզայնի անհարմարություններից մեկն է, բայց ցանկության դեպքում հեշտությամբ բավականաչափ հեշտ է տերմինալային տախտակի վերանշանակումը:

Fullyգուշորեն քերեք (օգտագործելով Dremel կամ փոքր դանակ) էպոքսիդի բարակ շերտը, որն անմիջապես կից է 9, 10 և 11 մեծ կապումներին (պիտակավորված «A3», «A2», «A1» նանո տերմինալում) (նկ. 2). Էպոքսիդի տակ գտնվող պղնձե ծածկույթը հիմնված է Arduino պրո-մինի տախտակի վրա: Մենք հետագայում կպցնենք այս բացված հատվածը հարակից կապումներին, դրանով իսկ ապահովելով երեք հիմնավորված պտուտակավոր տերմինալներ:

Քայլ 3: Կառուցեք հրահանգներ

Կտրեք 8 սմ երկարությամբ մեկուսացված 22 չափիչ մետաղալար և 8 ծայր մեկ ծայրից, իսկ մյուս ծայրից `3 մմ: Խորհուրդ ենք տալիս օգտագործել պինդ միջուկի մետաղալարեր:

Վերցրեք այս լարերից չորսը, մի ծայրը թեքեք 90 աստիճանով (վերջը ՝ 5 մմ կամ բաց մետաղալարով) և զոդեք * * * (այսինքն ՝ միացրեք բոլոր կապում առատ զոդման և հոսքի հետ) հետևյալ կետերին.

Հաղորդալար 1. Մեծ կապեր 3, 4 և 5 (պիտակավորված 'RST', '5V', 'A7' նանո տերմինալում): Այս երեք պտուտակավոր տերմինալները կփոխենք երեք VCC տերմինալների (նկ. 3):

Քայլ 4: Կառուցեք հրահանգներ

Հաղորդալար 2. 9, 10 և 11 մեծ կապում (պիտակավորված «A3», «A2», «A1» նանո տերմինալում), ինչպես նաև պղնձի ծածկույթը, որը ավելի վաղ ենթարկվել էր: Օգտագործեք շատ զոդ: Մի անհանգստացեք, եթե այն խառնաշփոթ տեսք ունի: Այս երեք պտուտակավոր տերմինալները կփոխենք երեք ստորգետնյա (-) տերմինալների (նկ. 4):

Քայլ 5: Կառուցեք հրահանգներ

Հաղորդալար 3. 13, 14 և 15 մեծ կապում (նանո տերմինալում մակնշված «REF», «3V3», «D13»): Այս երեք պտուտակավոր տերմինալները կփոխենք երեք A5 SCL տերմինալների I2C հաղորդակցությունների համար (նկ. 5):

Քայլ 6: Կառուցեք հրահանգներ

Հաղորդալար 4. 28, 29 և 30 խոշոր կապում (նանո տերմինալի վրա նշված է «D10», «D11», «D12»): Այս երեք պտուտակավոր տերմինալները կփոխենք երեք A4 SDA տերմինալների I2C հաղորդակցությունների համար (նկ. 6):

Քայլ 7: Կառուցեք հրահանգներ

Փոքրիկ (նորից եմ ասում `փոքր) 9, 10 և 11 կապանքներին կպցրեք մեկ մետաղալար (նանո տերմինալին մակնշված« A3 »,« A2 »,« A1 ») (նկ. 7):

Քայլ 8: Կառուցեք հրահանգներ

Sոդող

մնացած մետաղալարը դեպի 22 -րդ մեծ կապում (նանո տերմինալի վրա նշված է «D4») (նկ. 8):

Քայլ 9: Կառուցեք հրահանգներ

Wireոդեք յուրաքանչյուր մետաղալարերի ազատ ծայրը համապատասխան Deep-Robot տվյալների գրանցման վահանի համապատասխան քորոցների մեջ (նկ. 9).

մեծ կապում 'RST+5V+A7' դեպի 5V կապի անցք

մեծ կապում 'A3+A2+A1' դեպի GND կապի անցք

փոքր կապում «A3» դեպի SCK կապի անցք

փոքր կապում «A2» դեպի MISO կապի անցք

փոքր կապում 'A1' դեպի MOSI կապի անցք

մեծ քորոց 'REF+3V3+D13' դեպի SCL կապի անցք

մեծ կապում 'D10+D11+D12' դեպի SDA կապի անցք

և մեծ կապում «D4» դեպի CS կապի անցք

Քայլ 10: Կառուցեք հրահանգներ

Խնդրում ենք նկատի ունենալ, որ մենք այստեղ տրամադրում ենք նանո պիտակները միայն կապի հեշտության համար: Այս պիտակները չեն համապատասխանի պրո-մինի տախտակի կապումներին, երբ այն տեղադրվի պտուտակային տերմինալի մեջ:

6-սմ երկարությամբ երկու մետաղալարեր կպցրեք A4 և A5 փոսերի մեջ `մինի-տախտակի ներքևից (նկ. 10):

Քայլ 11: Կառուցեք հրահանգներ

Sոդիչը կապում է պրո-մինի տախտակին և տեղադրում այն ավարտված պտուտակային տերմինալի մեջ: Մի մոռացեք, որ A5 և A4 լարերը տեղադրեք նանո տախտակի D12 (A4) և D13 (A5) տերմինալների մեջ: Միշտ հիշեք, որ Arduino- ի և պտուտակավոր տերմինալների պիտակների վրա կապումներն ուղղակիորեն չեն համընկնի (պրո-մինի և նանո տախտակները ունեն քորոցների տարբեր դասավորություններ):

Տեղադրեք CR 1220 մարտկոց և micro-sd քարտ անտառահատ տախտակի մեջ: Մենք օգտագործում ենք 15 ԳԲ -ից պակաս հզորությամբ SD քարտեր, քանի որ խնդիրներ ենք ունեցել ավելի մեծ հզորության քարտերի հետ: Մենք օգտագործում ենք քարտերի ձևաչափը FAT32- ում:

Ի վերջո, ծածկեք բոլոր եռակցված հոդերը և ամրացրեք բոլոր լարերը տերմինալային տախտակին տաք սոսինձով:

Տախտակն այժմ պատրաստ է օգտագործման համար: Լրացված տախտակն այժմ պետք է ունենա այս տեսքը. Նկար 11:

Քայլ 12. Տվյալների գրանցման կարգավորում դաշտային օգտագործման համար

Տվյալների գրանցամատյանում տվյալների գրանցման տուփի շրջվելը կանխելու, ինչպես նաև կապի կապերին հեշտ հասանելիություն ապահովելու համար խորհուրդ ենք տալիս ստեղծել կայունացնող հարթակ: Հարթակը նաև էլեկտրոնիկան պահում է տուփի ներքևից առնվազն մի քանի սանտիմետր հեռավորության վրա ՝ ջրհեղեղի դեպքում: Մենք օգտագործում ենք 1.5 մմ ակրիլային թերթ և այն միացնում ենք տվյալների գրանցիչին 4 մմ պտուտակներով, ընկույզներով և լվացարաններով (նկ. 12):

Քայլ 13:

Մենք օգտագործում ենք բաց կոդով I2C հզորության տիպի հողի խոնավության տվիչներ: Մենք դրանք գնում ենք Catnip Electronics- ից (կայքը ՝ ստորև): Դրանք կարելի է ձեռք բերել Tindie- ից և արժեն մոտ 9 ԱՄՆ դոլար ստանդարտ մոդելի համար և մոտ 22 ԱՄՆ դոլար ՝ խորդուբորդ մոդելի համար: Մենք օգտագործել ենք կոպիտ տարբերակը դաշտային փորձերի ժամանակ: Նրանք շատ ամուր են և առաջարկում են նմանատիպ կատարում, ինչպես շատ ավելի թանկարժեք առևտրային այլընտրանքներ (մենք ոչ ոքի չենք դնի Front Street- ում, բայց հավանաբար ծանոթ եք սովորական կասկածյալներին):

Այս ձեռնարկում ներկայացված Catnip Electronics I2C սենսորը.

գնել այստեղ ՝

arduino գրադարան ՝

arduino գրադարան Github- ում ՝

I2C սենսորից դեղին մետաղալարը ամրացրեք A5 պտուտակավոր տերմինալներից մեկին: Միացրեք կանաչ մետաղալարերը I2C սենսորից A4 տերմինալներից մեկին: Սենսորից կարմիր և սև լարերը անցնում են համապատասխանաբար VCC և հողային տերմինալներ:

Տեղադրեք չորս լիցքավորված NiMh մարտկոց մարտկոցի պատյանում: Կցեք կարմիր (+) մետաղալարը տվյալների անտառահատիչի RAW կապին (այսինքն ՝ RAW կապը պրո-մինի տախտակի վրա) (բայց ստորև տեսեք «էներգախնայողություն» բաժինը): Սև (-) մետաղալարը ամրացրեք տվյալների գրանցման գրունտներից մեկին:

Երկարաժամկետ օգտագործման համար փայտանյութին կցեք 6V 1W արևային վահանակ: Արևային վահանակը կօգտագործվի օրվա ընթացքում տվյալների գրանցման և մարտկոցների լիցքավորման համար և կաշխատի նույնիսկ ամպամած երկնքի տակ (չնայած ձյունը խնդիր է):

Նախ, զոդեք ott 2A Schottky դիոդով արևային վահանակի դրական տերմինալի վրա: Սա թույլ չի տա, որ հոսանքը վերադառնա արևային վահանակ, երբ արևային ճառագայթում չկա: Մի մոռացեք դա անել, հակառակ դեպքում շուտով մարտկոցներ կունենաք:

Կցեք (+) տերմինալը արևային վահանակից (այսինքն ՝ դիոդից) դեպի անտառահատիչի RAW քորոցին (այսինքն ՝ RAW քորոցը պրո-մինի վրա) և (-) տերմինալը արևային վահանակից դեպի գետնից մեկը տերմինալներ լոգերի վրա:

Այս կարգավորումը թույլ է տալիս ներկառուցված լարման կարգավորիչին պրո-մինի տախտակում կարգավորել ինչպես արևային մարտկոցից, այնպես էլ մարտկոցից ստացվող լարումը: Հիմա… Ես կասեմ, որ դա իդեալական սարք չէ NiMh մարտկոցների լիցքավորման համար (դժվար է նույնիսկ կատարյալ պայմաններում): Այնուամենայնիվ, մեր կողմից օգտագործվող արևային վահանակները լիցքաթափվում են մոտ 150 մԱ, ինչը համապատասխանում է մոտ 0,06 C (C = մարտկոցի հզորությունը), ինչը մեզ համար ապացուցվել է որպես պարզ, անվտանգ և հուսալի լիցքավորման մեթոդ: մեր անտառահատների համար: Մենք ունեցել ենք նրանց, ովքեր այսպես են վազում դաշտում մինչև մեկ տարի Կոլորադոյում: Այնուամենայնիվ, խնդրում ենք տեսնել մերժում. Մեր անտառահատները բացարձակապես երաշխիք կամ երաշխիք չունեն: Ամեն անգամ, երբ մարտկոցներ կամ արևային մարտկոցներ եք օգտագործում դաշտում, դուք կրակի բռնկման վտանգի եք ենթարկվում: Զգույշ եղիր. Օգտագործեք այս դիզայնը ձեր ռիսկով:

Ապահովեք տվյալների գրանցման և մարտկոցի տուփը եղանակից պաշտպանված տուփի մեջ (նկ. 13):

Քայլ 14: Էլեկտրաէներգիայի խնայողություն

Մենք հաճախ անջատում ենք հոսանքի LED- ները ինչպես պրո-մինի, այնպես էլ տվյալների գրանցման տախտակներից: Այս LED- ների հետքերը կարող են խնամքով կտրվել ածելիով (տե՛ս ստորև բերված հղումը): Յուրաքանչյուր LED սպառում է մոտ 2,5 մԱ հոսանք 5 Վ լարման դեպքում (ստորև բերված հղումը): Այնուամենայնիվ, շատ ծրագրերի համար այս էներգիայի կորուստը աննշան կլինի, և հետազոտողը կարող է պարզապես թողնել էներգիայի LED- ները այնպիսին, ինչպիսին կան:

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

Մենք նաև վարում ենք «LowPower.h» գրադարանը («rocketscream» - ով, ստորև տրված հղումը), որը շատ հեշտ է օգտագործել և զգալիորեն նվազեցնում է էներգիայի սպառումը անտառահատումների միջակայքերի միջև:

github.com/rocketscream/Low-Power

Պրո-մինիից և տվյալների գրանցման տախտակից էներգիայի LED- ները հանելուց և LowPower.h գրադարանը գործարկելուց հետո (տե՛ս ստորև 'կոդը'), անտառահատողը կսպառի մոտ. Քնած ժամանակ 1 մԱ հոսանք 5 Վ լարման դեպքում: Երեք I2C տվիչ միաժամանակ գործարկելով ՝ քունը քնելու ռեժիմում (նմուշառման կրկնությունների միջև) սպառում է մոտ 4.5 մԱ 5 Վ լարման դեպքում, և մոտ 80 մԱ ՝ նմուշառման ժամանակ: Այնուամենայնիվ, քանի որ նմուշառումը տեղի է ունենում շատ արագ և շատ հազվադեպ, 80 մԱ հոսանքի հոսքը նշանակալիորեն չի նպաստում մարտկոցի լիցքաթափմանը:

Ավելի շատ էներգիա կարող է խնայվել արևային վահանակներ չօգտագործելիս `մարտկոցի (+) տերմինալը միացնելով անմիջապես անտառահատի VCC կապին: Այնուամենայնիվ, ուղղակիորեն VCC- ին միանալու փոխարեն, այլ ոչ թե RAW քորոցին, խուսափում է ներկառուցված լարման կարգավորիչը, և սենսորներին հոսանքը գրեթե նույնքան հաստատուն չի լինի, որքան կարգավորիչի միջոցով անցնելը: Օրինակ, լարումը կնվազի, քանի որ մարտկոցը սպառվում է օրերի և շաբաթների ընթացքում, և շատ դեպքերում դա կհանգեցնի սենսորների ընթերցումների նշանակալի տատանումների (կախված այն բանից, թե ինչ սենսորներից եք օգտվում): Մի միացրեք արևային մարտկոցը անմիջապես VCC- ին:

Քայլ 15: Կոդ

Մենք ներառում ենք երկու էսքիզ ՝ տվյալների գրանցման գործարկման համար `I2C հողի խոնավության երեք սենսորով: Առաջին էսքիզը 'logger_sketch' յուրաքանչյուր սենսորից նմուշառելու է և տարողունակության և ջերմաստիճանի տվյալներ մուտքագրում է sd քարտին յուրաքանչյուր 30 րոպեն մեկ (բայց այն հեշտությամբ կարող է փոխվել օգտվողի կողմից): Երկրորդ ՝ «ChangeSoilMoistureSensorI2CAddress» ուրվագիծը թույլ կտա օգտագործողին տվիչներից յուրաքանչյուրին նշանակել տարբեր I2C հասցեներ, որպեսզի դրանք միաժամանակ օգտագործվեն տվյալների գրանցման կողմից: «Logger_sketch» - ի հասցեները կարող են փոխվել 25, 26 և 27 տողերում: Սենսորը գործարկելու համար անհրաժեշտ գրադարանները կարող եք գտնել Github- ում: