Jednostavna zatvorena opservatorija: 9 koraka (sa slikama)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja promjena: 2024-01-30 09:35

Ovaj će vam projekt pokazati kako napraviti jednostavnu zvjezdarnicu s nekim postojećim i lako nabavljivim senzorima. Zaista, ovo sam sagradio za jednog od svojih učenika. Učenik bi želio saznati kako sunčeva svjetlost utječe na sobnu temperaturu i vlažnost. Zainteresirane fizičke veličine u ovom projektu su (1) intenzitet svjetlosti, (2) vlažnost, (3) temperatura i (4) tlak zraka. S tim podacima moći ćete izraditi druge sustave ili uređaje za upravljanje klima uređajem, ovlaživačem zraka ili grijačem za stvaranje ugodnog okruženja u prostoriji.

Korak 1: Priprema senzora

Krug možete izgraditi sa sljedećim senzorima ili jednostavno kupiti ploče modula tih senzora ili ploču modula.

1. Senzor ambijentalnog svjetla TEMT6000 (Tehnički list u PDF -u)

2. Tlak i temperatura BMP085 ili BMP180 (*stari su proizvodi, možda ćete morati pronaći druge alternative) (dokument za učenje od Adafruit -a)

3. Senzor temperature i vlažnosti DHT11 (dokument za učenje od Adafruit -a)

4. Senzor UV svjetla GUVA-S12SD (Tehnički list PDF)

Za upotrebu senzora priložio sam neke referentne veze. Možda ćete na internetu pronaći neke korisne vodiče i reference.

Korak 2: Priprema glavnog procesora

Odabrao sam Arduino Uno ploču za testiranje sustava i kodiranja. Međutim, otkrio sam da atmega328P nema dovoljno memorije za pohranu i pokretanje koda ako se doda više senzora. Stoga preporučujem da možete koristiti atmega2560 Arduino ploču kada trebate više od 4 senzora.

Mikro kontroler (MCU):

· Atmega328P ploča za Arduino

· Ili Atmega2560 ploča za Arduino

Korak 3: Priprema sustava

Htio bih izmjeriti neke fizičke karakteristike na otvorenom i u zatvorenom prostoru. Na kraju sam spojio sljedeće senzore na ploču Atmega2560.

Unutrašnje okruženje:

1. Tlak i temperatura BMP180 x 1 kom

2. Senzor temperature i vlažnosti DHT11 x 1 kom

Vanjsko okruženje:

1. Senzor ambijentalnog svjetla TEMT6000 x 1 kom

2. Tlak i temperatura BMP085 x 1 kom

3. Senzor temperature i vlažnosti DHT11 x 1 kom

4. Senzor UV svjetla GUVA-S12SD x 1 kom

Možda ćete otkriti da sam za mjerenje tlaka koristio različite senzore. To je samo zato što nemam ploču modula BMP180 dok sam gradio krug. Preporučujem da trebate koristiti iste senzore ako trebate precizno mjerenje i poštenu usporedbu.

Korak 4: Priprema zapisivanja podataka

Osim toga, želio bih da uređaj pohranjuje podatke bez povezivanja s računalom. Dodao sam modul za bilježenje podataka sa satom u stvarnom vremenu. Slijede stavke za bilježenje podataka i povezivanje žicama.

· SD kartica

· Novčana baterija CR1220

· Modul evidentiranja podataka za Arduino (dokument za učenje od Adafruit -a)

Korak 5: Priprema alata

Slijede neki alati ili uređaji koji bi bili potrebni za izgradnju kruga.

• 30AWG Alat za omatanje
• Lemilica
• Žica za lemljenje (bez olova)
• Oglasna ploča
• 2,54 mm zaglavlja
• Kratkospojne žice
• Žice za omatanje (30AWG)
• Vruće ljepilo
• 3D ispis (ako vam treba futrola za uređaj)
• Arduino IDE (Ovo nam je potrebno za programiranje ploče mikro kontrolera)

Korak 6: Resetirajte sat DS1307 u stvarnom vremenu (RTC) na modulu za bilježenje podataka

Htio bih koristiti podatke za znanstveni eksperiment. Stoga je za analizu podataka važno točno vrijeme mjerenja. Korištenje funkcije delay () u programiranju izazvalo bi pogrešku mjerenja u pomaku vremena. Naprotiv, ne znam kako izvršiti precizno mjerenje u stvarnom vremenu samo na Arduino platformi. Kako bih izbjegao pogrešku u uzorkovanju ili smanjio pogrešku mjerenja, htio bih uzeti svaki mjerni uzorak s zapisom vremena. Srećom, modul za bilježenje podataka ima sat u stvarnom vremenu (RTC). Pomoću njega možemo ispisati vrijeme uzorkovanja podataka.

Za korištenje RTC -a slijedim upute (veza) za resetiranje RTC -a. Preporučujem da to prvo učinite s Arduino Uno pločom. To je zato što morate promijeniti krug kada se koristi ploča Atmega2560 (I2C veza je drugačija). Nakon što postavite RTC, ne biste trebali vaditi bateriju cr1220. U međuvremenu, prije bilježenja podataka provjerite stanje baterije.

Korak 7: Povezivanje

Odvojio sam unutarnje i vanjsko mjerenje. Tako sam napravio dva zaglavlja za povezivanje dviju različitih skupina senzora. Koristio sam prazan prostor na modulu za bilježenje podataka za montažu zaglavlja. Da bih dovršio povezivanje kruga, koristim i lemljenje i omatanje. Proces omotavanja je čist i praktičan, dok je lemni spoj jak i osiguran. Možete odabrati ugodnu metodu za izgradnju kruga. Ako koristite ploču Atmega2560, provjerite jeste li izgradili vezu za preskakanje za SDA i SCL pinove. Povezivanje RTC -a na štitu za bilježenje podataka mora se ponovno spojiti.

Za spajanje senzora lemio sam zaglavlja na senzorskim modulima, a zatim sam upotrijebio omotač žice za povezivanje svih senzora s zaglavljima. Kada koristite izlazne module senzora, preporučio sam vam da pažljivo provjerite radni napon. Neki senzorski moduli prihvaćaju i 5V i 3.3V ulaze, ali neki su ograničeni na upotrebu samo 5V ili 3.3V. Sljedeća tablica prikazuje korištene module senzora i radni napon.

Stol. Senzorski modul i radni napon

Korak 8: Programiranje MCU -a

Srećom, mogu pronaći primjere primjene za sve senzore. Ako ih tek koristite, možete ih preuzeti na internetu ili ih instalirati pomoću upravitelja knjižnice u Arduino IDE -u.

Programirao sam ispis sustava nizom za svaki uzorak. Niz će se ispisati i pohraniti na montiranu SD karticu. Ako trebate pregledati podatke, isključite uređaj, a zatim odspojite SD karticu. Zatim možete umetnuti SD karticu u čitač kartica. Datoteka će biti pohranjena kao csv datoteka. Nakon što preuzmete podatkovnu datoteku na računalo, možete je vidjeti pomoću tekstualnog programa ili programa za radni list.

(Izvorni kod možete preuzeti u priloženoj datoteci.)

Korak 9: Testirajte ga i upotrijebite ga

Važno je da razumijete značenje podataka. Učestalost uzorkovanja jedan je od važnih parametara. Trenutni interval mjerenja je 1 min, možda ćete ga morati promijeniti.

Osim toga, otkrili biste da mjera temperature DHT11 nije točna. Ako trebate precizniju vrijednost, možete upotrijebiti očitanje temperature BMP osjetnika tlaka.

Hvala što ste ovo pročitali!