Šiltnamio projektas (RAS): stebėkite elementus, kurie reaguoja į mūsų plantaciją: 18 žingsnių (su nuotraukomis)

2024 Autorius: John Day | [email protected]. Paskutinį kartą keistas: 2024-01-30 10:48

Šiame projekte siūloma stebėti oro temperatūrą, šviesumą ir drėgmę, taip pat giraitės temperatūrą ir drėgmę. Ji taip pat siūlo susieti šias priemones, kurias taip galima perskaityti svetainėje Actoborad.com

Norėdami tai padaryti, prie „Nucleo“mikrovaldiklio L432KC prijungiame 4 jutiklius:

- „Adafruit“šviesumo jutiklis TLS2561;

- „Gotronic“drėgmės ir temperatūros jutiklis DHT22;

- temperatūros zondas DS1820;

- drėgmės jutiklis „Grove“- „Seeed Studio“drėgmės jutiklis

Priemonės atliekamos kas 10 minučių ir sujungiamos į tinklą naudojant „Sigfox“„Breakout TD1208“. Kaip minėta aukščiau, tai galima perskaityti svetainėje Actoboard.com. Prie šio mikrovaldiklio taip pat prijungtas 128 x 64 OLED ekranas, kuriame nuolat bus rodomos paskutinės atliktos priemonės. Galiausiai sistema yra savarankiškai aprūpinta 8x20 cm fotoelementų elementu ir 1,5 Ah talpos baterija. Jie yra prijungti prie „Nulceo“naudojant „Seeed Studio“„LiPo Rider Pro“. Sistema įdėta į 3D spausdintą dėžutę.

Kaip matote sinoptikoje.

Kodas, surinktas mikrovaldiklyje per os.mbed.com, vadinamas „main.cpp“. Naudojamas bibliotekas galite rasti paspaudę šią nuorodą, kokia yra mūsų projekto informacija:

1 žingsnis: tinklų kūrimas

Svarbi šio projekto dalis buvo tinklo matavimai ir jų prieinamumas. Kas 10 minučių jutikliai matuoja skirtingus parametrus, o matavimams perduoti naudojamas „sigfox TD1208“modulis. Rezultatus rasite „Actoboard“svetainėje:

Sukūrę „Bluemix“paskyrą, galime naudoti „Node-red“programą, kad mūsų rezultatai būtų rodomi grafiškai.

Programavimas raudoname mazge, norint atkurti informaciją iš „Actoboard“

Vieša nuoroda, skirta rezultatams peržiūrėti realiuoju laiku:

2 žingsnis: komponentai

Šiame projekte pateikiamas pagrindinių naudojamų komponentų sąrašas:

Mikrokontroleris: Nucleo STM32L432KC

Ekranas: LCD ekranas

„Sigfox“: „Sigfox“modulis

Apie jutiklius:

- Oro jutiklis: DHT22 (temperatūra ir drėgmė)

- Grindų jutikliai: giraitės temperatūra ir griovelio drėgmė

- Šviesumo jutiklis: šviesos jutiklis

Maitinimo šaltinis:

- LIPO (maitinimo adapterio kortelė)

- Baterija

- Fotoelektrinė plokštė

3 žingsnis: vartojimas

Vienas iš svarbiausių mūsų projekto taškų yra tai, kad sistema turi būti autonomiška energijos srityje. Tam naudojame bateriją ir saulės elementą. Baterija gali tiekti 1050 mA srovę per 1 valandą, esant 3,7 V įtampai: 3, 885Wh. Saulės elementas naudojamas akumuliatoriui įkrauti, jis tiekia 5,5 V įtampą, esant 360 mA, o galia lygi 2 W.

Teorinis mūsų sistemos sunaudojimas: - Temperatūros jutiklis DHT22: esant ne daugiau kaip 1,5 mA ir ramybės būsenoje 0,05 mA modulis: siunčia 24 mA (šiame projekte šis modulis nieko negauna) ir ramybės būsenoje - 1,5 μA

Ramybės būsenoje suvartojimas yra nereikšmingas, palyginti su akumuliatoriaus galia. Kai sistema išsijungia (kas 10 minučių), visi jutikliai atlieka matavimus, ekrane rodomas rezultatas, o „sigfox“modulis perduoda šiuos rezultatus. Manoma, kad visi komponentai šiuo metu sunaudoja daugiausiai: mes sunaudojame apie 158 mA kas 10 minučių, taigi 6 * 158 = 948 mA per 1 valandą. Akumuliatorius gali išsilaikyti šiek tiek daugiau nei valandą, kol visiškai išsikraus.

Tikslas yra išleisti kuo mažiau energijos, kad būtų kuo mažiau poreikio įkrauti akumuliatorių. Priešingu atveju, jei saulės elementas kurį laiką negaus saulės, jis negalės įkrauti akumuliatoriaus, kuris išsikraus ir mūsų sistema išsijungs.

4 žingsnis: suprojektuokite PCB

Pradėkime PCB dalį!

Mes turėjome daug problemų dėl žingsnio, kurio nemanėme, kad užtruksime tiek daug laiko. Pirma klaida: neišsaugota PCB keliose vietose. Iš tiesų, pirmasis suprastas PCB buvo ištrintas, kai USB turėjo tam tikrų problemų. Dabar visi USB viduje esantys failai yra nepasiekiami. Staiga reikėjo rasti šiai dėlionei reikalingos energijos mūsų projekto industrializacijai. Maža detalė, kuri išlieka svarbi, būtina, kad visos jungtys būtų apatinėje PCB pusėje ir kad būtų sudarytas masės planas. Suradę drąsos, galime vėl atlikti elektroninę ALTIUM schemą, kaip matote žemiau:

5 žingsnis:

Jame yra jutikliai, „Nucleo“kortelė, „Sigfox“modulis ir LCD ekranas.

Mes pereiname prie PCB dalies, prarandame tiek daug laiko, bet galų gale mums tai pavyko. Išspausdinę mes jį išbandome … ir čia yra drama. Pusė NUCLEO kortelės yra atvirkštinė. Taip pat galime pažvelgti į aukščiau pateiktą schemą. Kairysis NUCLEO atšaka nuo 1 iki 15, pradedant nuo viršaus, o dešinės - nuo 1 iki 15 - nuo viršaus. Dėl ko niekas neveikia. Reikėjo atgauti mintis, trečią kartą pakartoti avarinę PCB, atkreipiant dėmesį į visas jungtis. Hallelujah PCB yra sukurtas, jį matome žemiau esančiame paveikslėlyje:

6 žingsnis:

Viskas buvo tobula, M. SamSmile suvirintos siūlės buvo nepakartojamo grožio. Per gerai, kad būtų tiesa? Tiesa, viena ir vienintelė problema:

7 žingsnis:

Padidinkite jį šiek tiek arčiau:

8 žingsnis:

Tai matome dešiniajame žemėlapyje, kuriame PCB yra pagrįstas SDA ryšiu D7 ir SCL D8 (būtent tai, ko mums reikia). Tačiau kai bandėme su komponentais, nesupratome gautos informacijos nenuoseklumo ir staiga, kai dar kartą peržiūrėjome antrosios dokumentacijos dokumentus, pastebėjome, kad D7 ir D8 nėra specifiškumo.

Todėl mūsų duonos gaminimas labai gerai veikia prieš pritaikant jungtis PCB, kad būtų lengviau nukreipti. Bet kai PCB nepakeistas, mes gauname informaciją, nepaisant visų jutiklių, išskyrus šios versijos šviesos jutiklį.

9 žingsnis: suprojektuokite „3D BOX“

Pradėkime 3D dizaino dalį!

Čia paaiškiname 3D dizaino dėžutės dalį, norėdami pasveikinti visą mūsų sistemą. Ji atėmė daug laiko ir jūs suprasite kodėl. Apibendrinant: mes turime turėti galimybę dėžutėje turėti PCB ir visus susijusius komponentus. Kitaip tariant, pagalvokite apie skystųjų kristalų ekraną, bet ir apie visus jutiklius, kiekvienam iš jų suteikiant erdvę, kad jie galėtų būti naudojami ir efektyvūs matuojant. Be to, tam reikia maitinimo šaltinio su LIPO kortele, kuri yra prijungta prie akumuliatoriaus ir fotoelektros skydo, todėl mūsų sistema yra autonomiška. Įsivaizduojame pirmą dėžutę, kurioje bus PCB, visi jutikliai, ekranas ir prie akumuliatoriaus prijungta LIPO kortelė. Akivaizdu, kad būtina numatyti konkrečią vietą LCD ekranui, šviesos jutikliui (jei jis paslėptas arba šone jis negaus tikrosios šviesos), temperatūros jutikliui, DHT22, būtina jį išmatuoti vertė artima augalui ir nepamirštant giraitės drėgmės jutiklio, kuris turi turėti kontaktą su tiesiogine žeme. Mes nepamirštame skylės, skirtos prijungti anteną prie modulio „sigfox“, ir dar vienos angos, kad fotoelektrinių plokščių sūnus būtų perduotas žemėlapiui LIPO. Čia yra pagrindinė dėžutė:

10 veiksmas:

Mums reikalinga dalis, skirta fotovoltinei plokštei pritaikyti ir prijungti skydą prie LIPO plokštės.

Štai rezultatas:

11 veiksmas:

Turime sugebėti uždaryti šią nuostabią dėžę!

Čia yra pritaikytas dangtelis:

12 žingsnis:

Kaip matome, tai yra dangtelis, kuriame yra dantys, esantys pagrindinėje dėžutėje, kad būtų užtikrintas geresnis stabilumas.

Štai tada, kai pridedame jį prie savo nuostabios dėžutės:

13 žingsnis:

Norint įgyti atsparumą, pridedamos stumdomos durys, kurios yra įdėtos į dėžę, bet ir į dangtį, kuris griežtai laiko dvi dalis ir užtikrina patikimumą bei vidinių komponentų saugumą.

Štai pirmoji stumdomų durų versija:

14 žingsnis:

Norėdami eiti dar toliau, sumanėme į pagrindinę dėžę įtraukti fotoelektrinį modulį, kad jis būtų tame pačiame lygyje kaip šviesos jutiklis ir jo strateginė padėtis, ir pajusti, kad autonominė sistema yra kažkas panašaus į „Jungtinę“.

Čia yra antroji stumdomų durų versija su galimybe iškirpti anksčiau pateiktą fotovoltinį modulį:

15 žingsnis:

Štai tada, kai pridedame jį prie savo nuostabios dėžutės, kuri jau turi puikų dangtį:

16 žingsnis:

Ar tu šiek tiek pasimetęs? Parodykime, kokia yra galutinė šios stebuklingos dėžutės būsena!

17 žingsnis:

(Žala, kurią kol kas negalėjome atspausdinti dėl 3D spausdintuvo, nes manęs paprašė tvirtumo, ką aš padariau, bet turiu patikėti, kad turiu šiek tiek per daug, iš tikrųjų storis didesnis nei 4 mm, todėl nesugebėjau jo atspausdinti, nes reikėjo daug medžiagos, per daug liūdna) … Bet dar nevėlu spausdinti, bent jau dėl malonumo = D

Taip gražu:

18 žingsnis:

Ačiū.