Կենսաբանական մոնիտորինգ. 8 քայլ (նկարներով)

2025 Հեղինակ: John Day | [email protected]. Վերջին փոփոխված: 2025-01-23 14:48

Ողջույն բոլորին, Ուսանողական նախագծի համատեքստում մեզ խնդրեցին հրապարակել մի ամբողջ գործընթաց նկարագրող հոդված:

Այնուհետև մենք ձեզ կներկայացնենք, թե ինչպես է աշխատում մեր կենսա մոնիտորինգի համակարգը:

Այն նախատեսված է շարժական սարք, որը թույլ է տալիս վերահսկել ջերմոցի ներսում խոնավությունը, ջերմաստիճանը և լուսավորությունը, այստեղ ՝ Փարիզի Պիեռ-է-Մարի-Կյուրի համալսարանում:

Քայլ 1: Բաղադրիչներ

Հատակի տվիչներ ՝ ջերմաստիճան (Grove 101990019) և խոնավություն (Grove 101020008)

Օդի տվիչներ. Tերմաստիճանի և խոնավության DHT22 (առկա է տուփից դուրս)

Լուսավորության սենսոր ՝ Adafruit TSL2561

Միկրոկոնտրոլեր `STM32L432KC

Էներգիա ՝ մարտկոց (3, 7 V 1050 mAh), արևային բջիջներ և լարման կարգավորիչ (LiPo Rider Pro 106990008)

LCD էկրան (128X64 ADA326)

Հաղորդակցություն. Sigfox մոդուլ (TD 1208)

Wifi մոդուլ ՝ ESP8266

Քայլ 2: Softwareրագրակազմ

Arduino. Այս ինտերֆեյսը թույլ տվեց մեզ վերբեռնել մեր ծածկագրերը

մեր միկրոկառավարիչը `սենսորների տարբեր արժեքները վերահսկելու համար: Միկրոկոնտրոլերը կարող է ծրագրավորվել ՝ վերլուծելու և արտադրելու էլեկտրական ազդանշաններ, որպեսզի կարողանա կատարել տարբեր առաջադրանքներ, ինչպիսիք են ՝ տան ավտոմատացումը (կենցաղային տեխնիկայի վերահսկում ՝ լուսավորություն, ջեռուցում…), ռոբոտ վարելը, ներդրված հաշվարկը և այլն:

Altium Designer: Այն օգտագործվել է մեր էլեկտրոնային քարտի PCB- ի նախագծման համար `մեր տարբեր սենսորները տեղավորելու համար:

SolidWorks: SolidWorks- ը 3D համակարգչային նախագծման ծրագրակազմ է, որն աշխատում է Windows- ի վրա: Մենք նախագծեցինք մեր քարտի, մեր տարբեր սենսորների և LCD էկրանին հարմարեցված տուփ: Ստեղծված ֆայլերն ուղարկվում են 3D տպիչ, որը կարտադրի մեր նախատիպը:

Քայլ 3: Հայեցակարգ

Առաջին քայլը տարբեր թեստեր կատարելն էր

սենսորներ ՝ վերլուծելու մեզ վերադարձված արժեքները և ինչ ձևաչափով:

Երբ բոլոր հետաքրքիր արժեքները մշակվեցին և ընտրվեցին, մենք կարողացանք մեկ առ մեկ ներկայացնել տարբեր սենսորներ: Այսպիսով, մենք կարող էինք առաջին նախատիպը պատրաստել Labdec բարձիկի վրա:

Երբ ծածկագրերն ավարտվեցին և նախատիպավորվեցին, մենք կարողացանք անցնել PCB- ին: Մենք պատրաստեցինք քարտի ուղղորդման տարբեր բաղադրիչների մատնահետքերը `ըստ մեր նախատիպի:

Մենք փորձել ենք առավելագույնս օպտիմալացնել տարածքը. մեր քարտի տրամագիծը 10 սմ է, որը համեմատաբար կոմպակտ է:

Քայլ 4: Բնակարանային ապահովում

Parallelուգահեռաբար մենք նախագծեցինք մեր պատյանը: Ավելի լավ էր, որ մենք ավարտեինք մեր գործի և ծավալի կառավարումը քարտը լրացնելուց հետո, որպեսզի ունենայինք քարտի ձևին համապատասխանող կոմպակտ արդյունք: Մենք վեցանկյուն պատրաստեցինք, որի մակերևույթի վրա տեղադրված էկրանը չափազանց օպտիմալացնում էր տարածությունը

Գործի սենսորները կառավարելու բազմաթիվ դեմքեր. Առջևի սենսորների առջևի միացում. Իհարկե, մեր խոնավության, լույսի և ջերմաստիճանի ցուցիչները նույնպես:

Դա թույլ տվեց սահմանափակել բնակարանում խոնավության ռիսկերը `նվազեցնելով առավելագույնը

Քայլ 5. Էներգիայի սպառման օպտիմալացում

Մենք վերլուծում ենք սպառման տարբեր աղբյուրներ

օգտագործել են Shunt Resistance (1 օմ)

Այսպիսով, մենք կարող ենք չափել դա. Գոյություն ունի հարյուր մԱ հզորություն (~ 135 մԱ), երբ մեր համակարգը հաղորդակցվում է, և կա սենսորների և էկրանի շարունակական սպառում ՝ մոտ 70 մԱ ֆունտ: Հաշվարկից հետո մենք գնահատել ենք 14 ժամ ինքնավարություն 1050mAh մարտկոցի համար:

Լուծում.

Սենսորների կառավարում ընդհատումներով ՝ նախքան ուղարկելը

Ամենաազդեցիկ գործողությունը զննման տնտեսությունն է, ուստի մենք փոխում ենք ուղարկումների հաճախականությունը, բայց կարող ենք նաև որոշակի ընդհատում դնել:

Քայլ 6: Հաղորդակցություն

Մենք օգտագործել ենք մոդուլ ՝ Գործիքային վահանակի հետ հաղորդակցվելու համար.

Actoboard

Sigfox- ը մի ցանց է, որն ունի հսկայական առավելություններ, ինչպիսիք են Longue Range- ը և ցածր սպառումը: Այնուամենայնիվ, պարտադիր է ունենալ տվյալների ցածր հոսք: (Flowածր հոսքի երկար հեռահարություն)

Այս սիներգիայի շնորհիվ մենք ստացանք իրական ժամանակի մոնիտորինգ ՝ հասանելի առցանց տվյալներով

Քայլ 7: Արդյունքներ

Այստեղ մենք կարող ենք տեսնել կիսամյակի ընթացքում կատարված մեր աշխատանքի արդյունքը: Մենք էինք

կարողանում է համատեղել տեսական և գործնական հմտությունները: Մենք գոհ ենք արդյունքներից; մենք ունենք բավականին լավ պատրաստի արտադրանք, որը համապատասխանում է մեր բնութագրերին: Այնուամենայնիվ, մենք խնդիրներ ունենք ակտոբորդի հաղորդակցության հետ, քանի որ ավարտել ենք վերջին բաղադրիչների զոդումը: WIP!