„GreenHouse“jutiklis: 8 žingsniai

2024 Autorius: John Day | [email protected]. Paskutinį kartą keistas: 2024-01-30 10:47

„GreenHouse“jutiklio pamoka

Suprato Alain Wei, padėjo Pascal Chencaptors | sigfox | ubidots

1. Tikslai
2. Daiktai, naudojami šiame projekte
3. Įgyvendinimo žingsnis
4. Veikimo principas
5. Įrenginio prijungimas
6. Mbed kodas
7. Duomenų apdorojimas ir analizė
8. Optimizuokite sistemos suvartojimą
9. Nuotraukos

1 žingsnis: Tikslai

Šiam projektui norėčiau įgyvendinti autonominę energetinę sistemą ir turiu išmatuoti: aplinkos aplinkos temperatūrą, oro drėgmę, dirvožemio temperatūrą, dirvožemio drėgmę, liukso ir RGB ryškumą.

2 žingsnis: Šiame projekte naudojami dalykai

Sąmata:

1) saulės komponentas: plonas dervos sluoksnis leidžia naudoti lauke

2) „Chip LiPo Rider Pro“: įkraukite visus savo projektus 5 V įtampa

3) Mikrovaldiklio mikroschema Nucleo STM 32L432KC: suteikia prieinamą ir lankstų būdą vartotojams išbandyti naujas idėjas ir kurti prototipus naudojant bet kurią STM32 mikrovaldiklių liniją

4) „Sigfox Wisol“modulis: sukurtas jūsų IOT prototipas naudojant „Sigfox“tinklus

5) Ekrano LCD: Jis jungiamas prie mikrovaldiklio per I2C arba SPI magistralę

6) Ličio jonų baterija 3, 7V 1050mAh: apsauga nuo perkrovų ir iškrovimų.

7) Gravitacijos drėgmės jutiklis SEN0193: žinokite vandens koncentraciją žemėje. Jutiklis tiekia analoginę įtampą, priklausomai nuo vandens kiekio.

8) Temperatūros ir drėgmės jutiklis DHT22: žino oro temperatūrą ir drėgmę ir palaiko ryšį su arduino tipo mikrovaldikliu arba suderinama per skaitmeninę išvestį.

9) „Grove“temperatūros jutiklis: žinokite dirvožemio temperatūrą, o šis modulis yra prijungtas prie skaitmeninio „Grove Base Shield“arba „Mega Shield“įvesties per 4 laidų kabelį

10) Spalvų jutiklis ADA1334: aptinka šviesos šaltinio ar objekto spalvą. Jis palaiko ryšį per I2C prievadą

11) Šviesos jutiklis TSL2561: išmatuokite ryškumą nuo 0,1 iki 40000 liuksų. Jis bendrauja su „Arduino“mikrovaldikliu per I2C magistralę.

Programinė įranga:

1) „SolidWorks“(tvirto dizaino modelis)

2) Paint 3d (suprojektuokite programos piktogramą)

3) „Altium“(nupieškite pcb)

4) Mbed (parašykite kortelės kodą)

3 žingsnis: diegimo žingsnis

Žinodami medžiagą ir programinę įrangą, kurią naudosime, turime atlikti keletą veiksmų

1) turėtume imituoti grandinę naudodami „Altium“

2) turėtume atlikti kai kuriuos projektavimo darbus, pavyzdžiui: suprojektuoti tvirtą modelį naudojant „SolidWorks“, sukurti taikymo piktogramą naudojant „Paint 3d“

3) jei grandinė yra teisinga, mes galime realizuoti grandinę ant PCB su medžiagomis, kurias mes jau paruošėme

4) po prijungimo grandinės turėtume suvirinti komponentą ir išbandyti grandinės kokybę

5) pabaigoje turėtume supakuoti grandinę su tvirtu modeliu, kurį jau baigėme

4 žingsnis: darbo principas

Talpus dirvožemio drėgmės jutiklis SKU: įterpkite jį į dirvą aplink savo augalus ir nustebinkite savo draugus realiu laiku esančiais dirvožemio drėgmės duomenimis

Temperatūros ir drėgmės jutiklis DHT11 ST052: prijunkite jutiklį prie kaiščių ant plokštės Spalvų jutiklis ADA1334: turi RGB ir aiškios šviesos jutimo elementus. Infraraudonųjų spindulių blokuojantis filtras, integruotas mikroschemoje ir lokalizuotas spalvų jutimo fotodioduose, sumažina gaunamos šviesos IR spektrinį komponentą ir leidžia tiksliai išmatuoti spalvas.

„Grove“temperatūros jutiklis: įterpkite jį į dirvą aplink savo augalus. Skaitmeninis DS18B20 termometras suteikia 9–12 bitų Celsijaus temperatūros matavimus ir turi aliarmo funkciją su nepastoviais vartotojo programuojamais viršutiniais ir apatiniais paleidimo taškais.

Šviesos jutiklis TSL2561: jutiklis turi skaitmeninę (i2c) sąsają. Galite pasirinkti vieną iš trijų adresų, kad vienoje plokštėje galėtumėte turėti iki trijų jutiklių, kurių kiekvienas turi skirtingą „i2c“adresą. Integruotas ADC reiškia, kad galite tai naudoti su bet kokiu mikrovaldikliu, net jei jis neturi analoginių įėjimų.

1) Jutiklių naudojimas duomenims rinkti

2) Duomenys bus perduoti mikrovaldikliui

3) Mikrovaldiklis vykdys mūsų jau parašytą programą ir perduos duomenis į „Sigfox Wisol“modulį

4) Modulis „Sigfox Wisol“per anteną perduos duomenis į „Sigfox Backend“svetainę

5 veiksmas: įrenginio prijungimas

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

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

Serial Wisol (USBTX, USBRX); // tx (A2), rx (A7)

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

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

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

AnalogIn humidite (A1); // analogas

Zondas DS1820 (A0); // analogas

„DigitalIn“vėliava (D6); // perjungiklio ekrano valdymas

6 žingsnis: Mbed kodas

Mbed kodą rasite čia:

7 žingsnis: duomenų apdorojimas ir analizė

Išsiuntę duomenis į svetainę „Sigfox“, nes „Sigfox“apriboja kiekvieną pranešimą iki daugiausiai 12 baitų (96 bitų), todėl skirtingus matavimus priskyrėme skirtingiems baitų dydžiams ir nustatėme šešioliktainius duomenis. Kad vartotojai galėtų aiškiau ir patogiau gauti duomenis, siunčiame duomenis iš „Sigfox“į debesies platformą, debesies platformoje, pateikiame duomenis ir analizuojame. Įgyvendinimo procesas yra toks:

1) Užregistruokite mūsų įrenginius debesies platformoje

2) Įeikite į „Sigfox“įrenginio atšaukimo leidimo svetainę

3) Nustatykite parametrų konfigūraciją

4] Įdėkite įrenginio paskyros nuorodą į debesies platformą pagal URL šabloną (paskambinkite serverio adresu)

5) Užpildykite „callbackBody“(atgalinio užklausos informacijos turinys)

6) Išsaugokite nustatymus

Paveikslėlyje parodytas rezultatas platformoje „Ubidots“, matome, kad duomenys konvertuojami į dešimtainius, todėl gauname duomenis aiškiau ir patogiau, taip pat galime išsamiai pažvelgti į kiekvieno duomenų diagramą, pavyzdžiui: galime rasti didžiausią temperatūra ore

8 žingsnis: optimizuokite sistemos suvartojimą

MCU yra reguliatorius tarp mini usb ir „Vin“, šis reguliatorius padidins nuostolius, kad sumažintume mūsų sistemos nuostolius, maitinsime mikrovaldiklį iš skaitmeninės išvesties, o kai nenaudosime sistemos, pagaminsime mikrovaldiklį ir jutikliai miega. Mes įrodome, kad šie du metodai gali veiksmingai sumažinti nuostolius:

1) Pridėkite rezistorių tarp mikrovaldiklio ir generatoriaus

2) Raskite srovę per osciloskopo varžą

3) Priverskite jutiklius miegoti ir susigrąžinkite srovę per osciloskopo varžą

4) Priverskite mikrovaldiklį miegoti ir susigrąžinkite srovę per osciloskopo varžą. Mūsų eksperimentiniai rezultatai yra tokie

Mes atrandame, kad kai priverčiame mikrovaldiklį miegoti, sistemos nuostoliai sumažinami iki minimumo. Kai mikrokontroleris pažadinamas, jutikliai gali rinkti duomenis ir siųsti juos „Sigfox“. Tačiau yra problema, kai priverčiame mikrovaldiklį miegoti, tarp MCU ir jutiklių vis dar yra srovė, kaip pašalinti šią srovę? Naudodami „Mosfet“, mes sujungiame vartus su skaitmenine MCU išvestimi, prijungiame kanalizaciją su jutikliais ir prijungiame šaltinį prie 3, 3 V MCU kaiščio. Kai vartų įtampa yra mažesnė nei Vgs (vartų slenksčio įtampa), tarp šaltinio ir nutekėjimo yra blokas, jutiklių gale nėra įtampos. Taigi, kai priverčiame mikrovaldiklį miegoti, turime užtikrinti, kad vartų įtampa būtų mažesnė nei Vgs, o kai veikia MCU, vartų įtampa turėtų būti didesnė nei Vgs, tai yra taisyklės, kurias reikia rasti norint rasti tinkamą „Mosfet“.