Alaska Datalogger: 5 stappe (met foto's)

2024 Outeur: John Day | [email protected]. Laas verander: 2024-01-30 07:25

Alaska is aan die rand van klimaatsverandering. Die unieke posisie dat dit 'n taamlik onaangeraakte landskap met 'n verskeidenheid kanarie -kanaries het, bied baie navorsingsmoontlikhede. Ons vriend Monty is 'n argeoloog wat help met kampe vir kinders in inheemse dorpe versprei oor die staat--Culturalalaska.com. Hy het kasgebiede vir die historiese bewaring van voedsel saam met hierdie kinders gebou en wou 'n manier hê om die temperatuur vir ongeveer 8 maande in die winter te monitor. 'N Voedselkas in Alaska is bedoel om Bear te vermy en kan begrawe word of in 'n klein kajuitagtige struktuur op pale vasgemaak word. Ongelukkig maak die opwarming van die klimaat baie van hierdie handige yskasontwerpe hierdie somer meer soos 'n mikrogolfoond-eerlikwaar, dit is regtig warm hier! Daar is baie kommersiële datalogmasjiene, maar Alaska het sy eie DIY -handelsmerk nodig gehad: waterdig, twee waterdigte sensors op lang rye wat in die kas kan lê en nog een om op die oppervlak te lê, iets wat gebou kan word vir kinders met 'n STEM -program, Minimal onderhoud, langtermynbattery, maklik aflaai vanaf SD -kaart, 3D -drukbaar, herlaaibaar, intydse klok en goedkoop.

Die ontwerp kan heeltemal met enige 3D -drukker gedruk word, en ek het die ontwerp vir die PCB gedoen wat u kan bestel en invul met maklik verkrygbare komponente. Die battery is 'n algemene 18650 wat ongeveer 'n jaar moet duur met 'n lesing van 12x/dag en laai word gedoen deur net 'n dag 'n bietjie krag in te skakel. Dit is ontwerp (Fusion 360) rondom die O-ring wat in huishoudelike watersuiweraars gebruik word, sodat dit maklik verkrygbaar is, en met silikonvet moet die goed geplaasde boute die Alaska-winter beskerm as dit hierdie jaar kom …

Stap 1: Versamel u voorraad

Die wonderlike ontwerpe van Adafruit maak die meeste komponente op die bord uit-dit is 'n bietjie duurder, maar dit is baie werkbaar en betroubaar. (Ek het geen finansiële bande met enige onderneming nie …) Ek het 'n Creality CR10 -drukker gebruik vir die 3D -onderdele. Die twee skakelaars is waterdig.

1. Vktech 5 stuks 2M waterdigte digitale temperatuur temperatuur sensor sonde DS18b20 $ 2

2. Adafruit DS3231 Precision RTC Breakout [ADA3013] $ 14

3. Adafruit TPL5111 Low Power Timer Breakout $ 5

4. Adafruit Feather 32u4 Adalogger $ 22 U kan ook die MO -weergawe gebruik, maar die batteryvlaklyn is op 'n ander pen en u moet dit in die sagteware verander.

5. IZOKEE 0,96 '' I2C IIC 12864 128X64 Pixel OLED $ 4

6. Robuuste aan-/afskakelaar van metaal met blou LED -ring - 16 mm blou aan/af $ 5

7. Robuuste metaaldrukknop met blou LED -ring - 16 mm blou oombliklik $ 5

8. 'n Verskeidenheid vinnige verbindings om die montering maklik te maak

9. 18650 Battery $ 5

10. Captain O-Ring-Whirlpool WHKF-DWHV, WHKF-DWH & WHKF-DUF Waterfilter vervanging

Stap 2: Bou dit

Die ontwerp van die behuising is gebou rondom die maklik verkrygbare o-ring van 'n standaard Westinghouse waterfilter vir die hele huis. Die ring glip in 'n silikon gesmeerde groef tussen die twee gedrukte helftes van die omhulsel. Die onderkant van die omhulsel het plek vir die 18650-battery en die twee waterdigte stuurskakelaars-daar is ook 'n gat vir die uitgang van die kabels vir die temp-sondes. Die twee lêers vir die boonste en onderste helfte is hieronder.

Die onderste gedeelte word voltooi deur nylonboute van ongeveer 4 mm of 'n ekwivalente grootte te neem, hul koppe te verwyder en vas te maak in die steunpilare wat geboor is om dit te akkommodeer. Gebruik 'n gepaste lengte sodat die moere van die nylon dop aan die bokant dit net bedek as die twee helftes verbind is. Beide die boonste en onderste dele moet met ondersteuning gedruk word. Die boonste gedeelte word voltooi deur 'n ronde plastiekvenster van dun lexaan vas te plak.

Stap 3: Bedraad dit

Die montering van die PCB is redelik eenvoudig. Ek het die bord in Eagle ontwerp en dit vir vervaardiging na PCBway gestuur-eerlikwaar die goedkoopste ding ooit. As u dit maklik wil doen, volg die kringdiagram op die Brd-lêer. Die klein LED -skerm word saam met krag en grond deur die I2C -verbindings op die bord geheg. Die kern van die stelsel is die TPL5111 wat direk aan die battery gekoppel is en die hele tyd aan bly. Dit het 'n selekteerbare timer (veranderlike weerstand) wat die stelsel elke 2 uur tot elke sekonde wakker maak deur die aktiveringspen op die Feather -module in te skakel. Die RTC kommunikeer met dieselfde I2C-bus as die LED-hulle het verskillende adresse. Die Feather word ook via die JST -kabel aan die 18650 -battery gekoppel deur die aan/uit -skakelaar om alle krag van die stelsel af te skakel. Dit laat ingeboude laai deur die veer toe wanneer die battery leeg is, deur 'n mikro -USB in die veer aan te sluit. Elke keer as u nuwe sagteware na die Feather oplaai, moet u onthou om die TPL5111 te begin deur op die knoppie te druk, anders beantwoord die Feather nie die USB -oproep nie. Die drukknop is ontwerp om die LED -skerm slegs krag te gee as dit ingedruk word, en ook om 'n hoë sein na die TPL5111 te stuur sodat die veer kan aanskakel solank u die knoppie ingedruk het. Dit word gedoen om die hoeveelheid tyd wat die skerm aan is, te beperk - dit word slegs gebruik om die status van die temp -sondes, batteryniveau en tyd/datum en die grootte lêer wat u bou, na te gaan. Die laaste stuk bedrading is die twee sondes wat deur die laaste boorplek op die onderste helfte geplaas word. Dit is verbind met JST 3 -pins verbindings om die verwydering makliker te maak. Ek het nagelaat om die 4.7K -weerstand op die bord te plaas om die data- en spanningspen op die temp -sensorbus aan te sluit. Dit moet dus gedoen word op een van die sensorverbindingspunte op die bord-dit is gemerk, sodat dit maklik moet wees. Hulle gaan albei na dieselfde GPIO -pen op die veer, sodat slegs een weerstandsverbinding nodig is.

Stap 4: programmeer dit

Die program is baie maklik om te verstaan. Die SD -biblioteek is vir die gebruik van die SD -kaartlêer wat in die veerbord ingebou is. Die OneWire- en Dallas Temp-biblioteke is bedoel om die eendraadmetings van die temp-sondes af te haal. DonePin moet die TPL5111 in kennis stel dat alle data gelees is, en dit is goed om die Featherboard uit te skakel. VBatpin is die pen op die veer met 'n spanningsverdeler om die waarde van die Lipo -battery te lees. Die Asciiwire -biblioteek moet die LED -skerm vertoon. Die OneWireBus is GPIO pin 6 in hierdie geval. Die SD -lêerstelsel vir hierdie Datalogger stel 'n lêer ANALOG02. TXT op om al die data te versamel. Dit maak elke keer dieselfde lêer oop en voeg net by. Om van ou data ontslae te raak, moet u die chip uit die SD-kaarthouer haal en dit op 'n rekenaar aflaai, byvoorbeeld in die EXCEll spreadsheet. Dit word maklik gedoen met die DATA -invoerafdeling van die sigblad. Die lêers word dan van die skyf verwyder, en as die veer dit weer oopmaak, bou dit 'n nuwe een. Daarna kom die tyd/datum -instelling vir die RTC. //rtc.adjust(DateTime(F(_DATE_), F (_ TIME_))); verwyder die kommentaarkarakters om u RTC op u opstarttyd in te stel, en herprogrammeer dan die chip met hierdie kommentaar sodat die volgende keer dat die rekenaar opstart nie weer dieselfde opstarttyd gebruik nie, in plaas daarvan dat die tydhouer met batterye dit kan vul in. Die lus () -afdeling maak die SD -lêer oop, kry die datum/tyd, lees en omskakel beide sensors, bereken die batteryniveau en skryf dit na die SD -kaart. Dit maak dan die donePin hoog om die reeks af te sluit.

Stap 5: Gebruik dit

Die battery word volledig gelaai deur die veer in 'n MicroUSB -prop te koppel. Die laai-LED gaan aan totdat dit volledig gelaai is-dit is stadig. 'N Nuwe SD -kaart sonder ANALOG02. TXT word in die skyfiehouer geplaas. Die deksel word aangebring en die vyf moere word teen die rubber pakking vasgeskroef. Die aan / uit -knoppie word aangeskakel en na ongeveer 4 sekondes word die drukknop ingedruk. Dit sal eers 'n standaardtemperatuur vertoon, en na 'n skermskerm sal dit T1 en T2 as uitsette van die temp -sondes wys. U kan een met u hand opwarm sodat dit gemerk kan word as T1 en T2. Die skerm sal ook die uur, minuut, sekonde, dag, maand en jaar van die lesing, sowel as die batteryniveau en hoe groot u lêer op hierdie punt is, vertoon. Hierdie ondersoek word gedoen om seker te maak dat alles goed verloop voordat u dit vir 8 maande verlaat. Laat die knoppie los en plaas die sondes waar u wil hê dat die temperatuurmetings gedoen moet word. Hulle is waterdig en so ook u masjien hopelik. Die eerste uitstappie van hierdie masjiene is in Iliamna Alaska, waar dit ondergronds sal wees tot volgende April. By die vroeë toetsing is gevind dat die grootte van die battery ten minste 1 1/2 jaar lank teen 12 lesings per dag goed genoeg was, vanweë die kragopwekking van die TPL5111. Aardverwarmingstudies is baie belangrik vir almal om by betrokke te wees-kom uit en doen 'n bietjie wetenskap!