The Greenhouse Project (RAS): Monitor die elemente wat op ons plantasie sal reageer: 18 stappe (met foto's)

2024 Outeur: John Day | [email protected]. Laas verander: 2024-01-30 07:27

Hierdie projek stel voor om die lugtemperatuur, helderheid en humiditeit, sowel as die temperatuur en humiditeit van die bos te monitor. Dit stel ook voor om hierdie maatreëls wat so leesbaar is op die webwerf Actoborad.com, te netwerk

Om dit te doen, koppel ons 4 sensors aan die Nucleo -mikrobeheerder L432KC:

- 'n helderheidssensor TLS2561 van Adafruit;

- 'n humiditeits- en temperatuursensor DHT22 van Gotronic;

- 'n tempearture sonde DS1820;

- 'n humiditeitsensor Grove - Vogsensor deur Seeed Studio

Elke 10 minute word maatreëls uitgevoer en via 'n Breakout TD1208 deur Sigfox verbind. Soos hierbo gesê, kan hierdie een op die webwerf Actoboard.com gelees word. Op hierdie mikrobeheerder is ook 'n OLED -skerm 128x64 ingeskakel wat die laaste maatreëls permanent vertoon. Uiteindelik is die stelsel elektries selfvoorsienend danksy 'n fotovoltaïese sel van 8 x 20 cm en 'n battery van 1,5 Ah. Hulle is verbind met die Nulceo met 'n LiPo Rider Pro deur Seeed Studio. Die stelsel word in 'n 3D -gedrukte boks geplaas.

Soos u in die sinoptiese kan sien.

Die kode wat in die mikrobeheerder via os.mbed.com saamgestel is, word 'main.cpp' genoem. Die gebruikte biblioteke is beskikbaar in die volgende skakel, wat is ons projek:

Stap 1: Netwerk

'N Belangrike deel van hierdie projek was om netwerkmetings te maak en dit maklik toeganklik te maak. Elke 10 minute meet sensors verskillende parameters en 'n sigfox TD1208 -module word gebruik om die metings daarvan oor te dra. Die resultate is beskikbaar op die Actoboard -webwerf:

Nadat ons 'n bluemix-rekening geskep het, kan ons die Node-rooi toepassing gebruik om ons resultate grafies te vertoon.

Programmering op Node-rooi om inligting van Actoboard te herstel

Openbare skakel om die resultate intyds te sien:

Stap 2: Komponente

Hier is 'n lys van die belangrikste komponente vir hierdie projek:

Mikrokontroleur: Nucleo STM32L432KC

Display: LCD skerm

Sigfox: Sigfox -module

Oor die sensors:

- Lugsensor: DHT22 (temperatuur en vog)

- Vloersensors: Grove -temperatuur en Grove -vog

- Lichtsensor: Lichtsensor

Kragtoevoer:

- LIPO (voedingsaanpassingskaart)

- Battery

- Fotovoltaïese paneel

Stap 3: Verbruik

Een van die belangrikste punte van ons projek is dat die stelsel outonoom van energie moet wees. Hiervoor gebruik ons 'n battery en 'n sonsel. Die battery kan 'n stroom van 1050 mA in 1 uur lewer met 'n spanning van 3,7 V: 3, 885Wh. Die sonsel word gebruik om die battery te herlaai, dit lewer 'n spanning van 5,5 V onder 360 mA, 'n krag gelyk aan 2 W.

Teoretiese verbruik van ons stelsel: - Temperatuursensor DHT22: by maks 1.5 mA en in rus 0.05 mA - Grove temperatuur sensor: maks 1.5 mA - Lichtsensor: 0.5 mA - Nucleo Cart: + 100 mA - LCD -skerm: 20 mA - Sigfox TD1208 module: stuur 24 mA (in hierdie projek word niks met hierdie module ontvang nie) en in rus 1,5 μA

In rus is die verbruik onbeduidend in vergelyking met die krag van die battery. As die stelsel uit die slaap gaan (elke 10 minute), doen al die sensors metings, die skerm vertoon die resultaat en die sigfox -module stuur hierdie resultate. Daar word geglo dat alle komponente tans 'n maksimum verbruik: ons gebruik elke 15 minute ongeveer 158 mA, dus 6 * 158 = 948 mA in 1 uur. Die battery kan 'n bietjie meer as 'n uur hou voordat dit heeltemal ontlaai word.

Die doel is om 'n minimum aan energie te bestee om die minste moontlike behoefte om die battery te herlaai. Andersins, as die sonsel 'n rukkie nie sonskyn ontvang nie, kan dit nie die battery laai wat laai nie, en ons stelsel sal afskakel.

Stap 4: Ontwerp PCB

Kom ons begin die PCB -deel!

Ons het baie probleme gehad vir 'n stap wat ons nie gedink het ons sou soveel tyd neem nie. Eerste fout: ek het nie die PCB op verskeie plekke gestoor nie. Die eerste PCB wat besef is, is inderdaad verwyder toe die USB probleme ondervind het. Nou is al die lêers in die USB nie toeganklik nie. Skielik was dit nodig om die nodige energie vir hierdie legkaart te vind vir die industrialisering van ons projek. Klein detail wat belangrik bly, dit is nodig dat die verbindings aan die onderkant van die PCB is en dat 'n massa -plan opgestel word. Sodra die moed gevind is, kan ons die elektroniese skema op ALTIUM weer doen, soos u hieronder kan sien:

Stap 5:

Dit bevat die sensors, die Nucleo -kaart, die Sigfox -module en die LCD -skerm.

Ons skakel oor na die PCB se deel, ons verloor soveel tyd daaraan, maar aan die einde het ons daarin geslaag. Sodra dit gedruk is, toets ons dit … en hier is die drama. Die halwe NUCLEO -kaart is omgekeer. Ons kan ook na die diagram hierbo kyk. Die linker NUCLEO -tak van 1 tot 15 begin van bo af, terwyl die tak van die regterkant 15 tot 1 ook van bo af begin. Wat niks laat werk nie. Dit was nodig om sy gedagtes te herstel, om die nood -PCB vir die derde keer te herhaal, met aandag aan al die verbindings. Hallelujah die PCB is geskep, ons kan dit op die onderstaande prentjie sien:

Stap 6:

Alles was perfek, die sweislasse wat deur SamSmile gemaak is, was van onvergelyklike skoonheid. Te goed om waar te wees? Inderdaad, die enigste probleem:

Stap 7:

Zoom dit 'n bietjie nader:

Stap 8:

Ons sien dit op die kaart aan die regterkant waarop die PCB gebaseer is op 'n SDA -verbinding op D7 en 'n SCL op D8 (presies wat ons nodig het). Maar toe ons met die komponente toets, het ons nie die teenstrydigheid van die ontvangde inligting verstaan nie, en skielik, toe ons die dokumentasie oor die tweede dokumentasie weer sien, sien ons dat daar geen spesifiekheid is oor D7 en D8 nie.

As gevolg hiervan werk ons broodmaak baie goed voordat ons die verbindings op die PCB aanpas vir maklike routing. Maar sodra die PCB nie gewysig is nie, kry ons die inligting ondanks alle sensors behalwe die ligsensor in hierdie weergawe.

Stap 9: Ontwerp 3D BOX

Kom ons begin met die 3D -ontwerpgedeelte!

Hier verduidelik ons die 3D -ontwerpgedeelte van die boks om ons volledige stelsel te verwelkom. Sy het baie tyd geneem, en u sal verstaan hoekom. Om op te som: Ons moet die PCB en al die verwante komponente in ons boks kan bevat. Dit wil sê, dink aan die LCD -skerm, maar ook aan alle sensors deur elkeen ruimte te gee sodat hulle bruikbaar en effektief kan wees in hul metings. Boonop benodig dit ook die kragtoevoer met sy LIPO -kaart wat gekoppel is aan 'n battery en 'n fotovoltaïese paneel wat ons stelsel outonoom maak. Ons verbeel ons 'n eerste boks met die PCB, al die sensors, die skerm en die LIPO -kaart wat aan die battery gekoppel is. Dit is duidelik nodig om 'n spesifieke plek vir die LCD -skerm, die ligsensor, te sien (as dit weggesteek is of aan die kant sal dit nie die regte lig ontvang nie), vir die temperatuursensor, vir die DHT22 is dit nodig dat dit kan meet die waarde naby die aanleg en sonder om die voetsensor van die bos te vergeet, wat met die direkte aarde in aanraking moet kom. Ons vergeet nie die gat om die antenna aan te sluit op die sigfox -module en 'n ander gat om die seun van die fotovoltaïese panele na die LIPO -kaart te bring nie. Hier is die hoofvak:

Stap 10:

Ons benodig 'n onderdeel om die fotovoltaïese paneel te akkommodeer en die paneel aan die LIPO -bord te koppel.

Hier is die resultaat:

Stap 11:

Ons moet hierdie wonderlike boks kan toemaak!

Hier is die aangepaste deksel:

Stap 12:

Soos ons kan sien, is dit 'n deksel met tande wat in die hoofkas kom vir beter stabiliteit.

Dit is wanneer ons dit by ons wonderlike boks voeg:

Stap 13:

Om weerstand te kry, word 'n skuifdeur bygevoeg wat in die boks ingebring word, maar ook in die deksel wat die twee dele streng hou en betroubaarheid en die veiligheid van die komponente daarbinne bied.

Hier is die eerste weergawe van skuifdeur:

Stap 14:

Om nog verder te gaan, het ons gedink om die fotovoltaïese module in die hoofkas op te neem, sodat dit op dieselfde vlak as die ligsensor en sy strategiese posisie is, en om te voel dat die outonome stelsel iets van 'United' is.

Hier is die tweede weergawe van die skuifdeur met die moontlikheid om die fotovoltaïese module wat voorheen aangebied is, te knip:

Stap 15:

Hier is wanneer ons dit byvoeg op ons wonderlike boks wat reeds sy uitstekende deksel het:

Stap 16:

Is jy 'n bietjie verlore? Laat ons u wys wat die finale toestand van hierdie magiese boks is!

Stap 17:

(Skade dat ons dit nie kon druk nie, danksy die 3D -drukker omdat ek gevra is vir robuustheid, iets wat ek gedoen het, maar ek moet glo dat ek 'n bietjie te veel het, omdat die dikte groter is as 4 mm, so ek kon dit nie druk nie, want dit sou te veel materiaal verg, te hartseer) … Maar dit is nog nie te laat om dit af te druk nie, al was dit net vir plesier = D

So mooi:

Stap 18:

Dankie.