GreenHouse -sensor: 8 stappe

2024 Outeur: John Day | [email protected]. Laas verander: 2024-01-30 07:26

Tutoriaal GreenHouse Sensor

Gerealiseer deur Alain Wei bygestaan deur Pascal Chencaptors | sigfox | ubidots

1. Doelwitte
2. Dinge wat in hierdie projek gebruik word
3. Implementering stap
4. Werkbeginsel
5. Toestelverbinding
6. Die mbed -kode
7. Verwerking en ontleding van data
8. Optimaliseer die verbruik van die stelsel
9. Foto's

Stap 1: Doelwitte

Vir hierdie projek wil ek 'n outonome energiestelsel realiseer, en ek moet meet: die omgewingstemperatuur van die lug, die humiditeit van die lug, die temperatuur van die grond, die humiditeit van die grond, Lux en RGB -helderheid.

Stap 2: Dinge wat in hierdie projek gebruik word

Materiaallêer:

1) sonkomponent: 'n dun laag hars laat buite gebruik toe

2) Chip LiPo Rider Pro: laai al u projekte in 5 V

3) Chip -mikrobeheerder Nucleo STM 32L432KC: bied gebruikers 'n bekostigbare en buigsame manier om nuwe idees uit te probeer en prototipes te bou met enige STM32 -mikrobeheerderlyn

4) Module Sigfox Wisol: om u IOT -prototipe te ontwerp met Sigfox -netwerke

5) Skerm -LCD: dit kan via die I2C- of SPI -bus met 'n mikrobeheerder verbind word

6) Li-Ion battery 3, 7V 1050mAh: beskerming teen oorlading en ontlading.

7) Gravitasie Humiditeit Sensor SEN0193: ken die konsentrasie van water in die grond. Die sensor lewer 'n analoog spanning, afhangende van die waterinhoud.

8) Temperatuur- en humiditeitsensor DHT22: ken die temperatuur en humiditeit van die lug, en kommunikeer met 'n arduino -tipe mikrobeheerder of is verenigbaar via 'n digitale uitset.

9) Grove-temperatuursensor: ken die grondtemperatuur, en hierdie module is gekoppel aan 'n digitale ingang van Grove Base Shield of Mega Shield via 'n 4-aderige kabel

10) Kleursensor ADA1334: bespeur die kleur van 'n ligbron of voorwerp. Dit kommunikeer via 'n I2C -poort

11) Lichtsensor TSL2561: meet 'n helderheid van 0,1 tot 40000 Lux. Dit kommunikeer met 'n Arduino -mikrobeheerder via die I2C -bus.

Sagteware:

1) SolidWorks (ontwerp soliede model)

2) Verf 3d (ontwerp die toepassingsikoon)

3) Altium (teken die PCB)

4) Mbed (skryf kode vir kaart)

Stap 3: Implementering Stap

Nadat ons die materiaal en die sagteware wat ons sal gebruik, ken, is daar 'n aantal stappe wat ons moet uitvoer

1) ons moet die stroombaan met Altium simuleer

2) ons moet 'n paar ontwerpontwerpe doen, byvoorbeeld: ontwerp soliede model met behulp van SolidWorks, ontwerp die ikoon van toepassing met Paint 3d

3) as die stroombaan korrek is, kan ons die kring op die PCB realiseer met die materiaal wat ons nog voorberei het

4) na die aansluiting van die stroombaan, moet ons die komponent sweis en die kwaliteit van die stroombaan toets

5) aan die einde moet ons die stroombaan verpak met die soliede model wat ons reeds voltooi het

Stap 4: Werkbeginsel

Kapasitiewe grondvogsensor SKU: steek dit in die grond rondom u plante en beïndruk u vriende met intydse grondvogdata

Temperatuur- en humiditeitsensor DHT11 ST052: verbind die sensor met die penne op die bord Kleursensor ADA1334: het RGB- en helder ligwaarnemingselemente. 'N IR-blokkeerfilter, geïntegreerd op die chip en gelokaliseer by die kleurwaarnemende fotodiodes, verminder die IR-spektrale komponent van die inkomende lig en laat kleurmetings akkuraat toe.

Grove-temperatuursensor: steek dit in die grond rondom u plante, die DS18B20 digitale termometer bied temperatuurmetings van 9 tot 12 bit Celsius en 'n alarmfunksie met nie-vlugtige gebruikersprogrammeerbare boonste en onderste snellerpunte.

Lichtsensor TSL2561: Die sensor het 'n digitale (i2c) koppelvlak. U kan een van drie adresse kies, sodat u tot drie sensors op een bord kan hê, elk met 'n ander i2c -adres. Die ingeboude ADC beteken dat u dit met enige mikrobeheerder kan gebruik, selfs al het dit nie analoog insette nie.

1) Gebruik die sensors om data te versamel

2) Die data word na die mikrobeheerder gestuur

3) Die mikrobeheerder voer die program uit wat ons reeds geskryf het en stuur die data na Module Sigfox Wisol

4) Module Sigfox Wisol stuur die data na die webwerf Sigfox Backend deur die antenna

Stap 5: Toestelverbinding

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

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

Seriële wysheid (USBTX, USBRX); // tx (A2), rx (A7)

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

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

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

Analoog In humidiet (A1); // analoog

DS1820 sonde (A0); // analoog

DigitalIn -vlag (D6); // skakelaar skerm beheer

Stap 6: Die Mbed -kode

U kan die mbed-kode daar vind:

Stap 7: Verwerking en ontleding van data

Nadat ons data na die webwerf Sigfox gestuur het, omdat Sigfox elke boodskap tot 'n maksimum van 12 grepe (96 bisse) beperk, het ons verskillende metings aan verskillende bytegroottes toegeken en die data op heksadesimaal gestel. Om gebruikers in staat te stel om data duideliker en geriefliker te ontvang, stuur ons die data van Sigfox na die wolkplatform, op die wolkplatform, bied ons die data aan en ontleed dit. Die implementeringsproses is soos volg:

1) Registreer ons toestelle op die wolkplatform

2) Voer die webwerf in van die terugbel -uitgawe van Sigfox -toestelle

3) Stel parameters op

4) Plaas 'n rekeningskakel vir die toestel op die wolkplatform in die URL -patroon (bel die bedieneradres terug)

5) Vul die terugbel -liggaam in (die gegewe inligting vir die terugbelversoek)

6) Stoor instellings

Die prentjie toon die resultaat op die platform Ubidots, ons kan sien dat die data na desimaal omgeskakel is, sodat ons data duideliker en geriefliker ontvang, en ons kan die diagram van elke data in detail kyk, byvoorbeeld: ons kan die hoogste vind temperatuur in die lug

Stap 8: Optimaliseer die verbruik van die stelsel

Daar is 'n reguleerder tussen mini -usb en Vin in die MCU; hierdie reguleerder sal die verlies verhoog, om die verlies van ons stelsel tot 'n minimum te beperk, voed ons die mikrobeheerder van digitale uitset, en as ons nie die stelsel gebruik nie, maak ons die mikrobeheerder en sensors slaap. Ons bewys dat hierdie twee metodes die verlies effektief kan verminder:

1) Voeg 'n weerstand tussen die mikrobeheerder en kragopwekker by

2) Vind die stroom deur die weerstand op die ossilloskoop

3) Laat die sensors slaap en herstel die stroom deur die weerstand op die ossilloskoop

4) Laat die mikrobeheerder slaap en herstel die stroom deur die weerstand op die ossilloskoop Ons eksperimentele resultate is soos volg

Ons ontdek dat die verlies aan stelsel tot 'n minimum beperk word as ons die mikrobeheerder laat slaap. En as die mikrobeheerder wakker word, kan die sensors data versamel en dit na Sigfox stuur, maar daar is 'n probleem: as ons die mikrobeheerder laat slaap, is daar nog steeds die stroom tussen MCU en sensors, hoe kan u hierdie stroom uitskakel? Met Mosfet verbind ons 'n hek met 'n digitale uitset van die MCU, ons verbind die drein met sensors en ons verbind die bron met 'n pen van 3, 3V van die MCU. As die hekspanning kleiner is as Vgs (hekdrempelwaarde), is daar die blok tussen bron en drein, daar is geen spanning aan die einde van die sensors nie. Dus, as ons die mikrobeheerder laat slaap, moet ons seker maak dat die hekspanning kleiner is as Vgs, en as die MCU werk, moet die hekspanning groter wees as Vgs, dit is die reëls wat geld vir die vind van toepaslike Mosfet.