Senzor GreenHouse: 8 koraka

2025 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja promjena: 2025-01-23 14:47

Vodič za senzor GreenHouse

Ostvario Alain Wei uz pomoć Pascala Chencaptorsa | sigfox | ubidots

1. Ciljevi
2. Stvari korištene u ovom projektu
3. Korak implementacije
4. Princip rada
5. Povezivanje uređaja
6. Mbed kod
7. Obrada i analiza podataka
8. Optimizirajte potrošnju sustava
9. Fotografije

Korak 1: Ciljevi

Za ovaj projekt želio bih ostvariti autonomni energetski sustav i moram mjeriti: temperaturu zraka u prostoriji, vlažnost zraka, temperaturu tla, vlažnost tla, Lux i RGB svjetlinu.

Korak 2: Stvari korištene u ovom projektu

Opis materijala:

1) solarna komponenta: tanki sloj smole omogućuje uporabu na otvorenom

2) Chip LiPo Rider Pro: napunite sve svoje projekte u 5 V

3) Čip mikrokontroler Nucleo STM 32L432KC: pruža pristupačan i fleksibilan način za korisnike da isprobaju nove ideje i izgrade prototipove sa bilo kojom linijom mikrokontrolera STM32

4) Modul Sigfox Wisol: za projektiranje vašeg IOT prototipa sa mrežama Sigfox

5) Zaslon LCD: Povezuje se s mikrokontrolerom putem I2C ili SPI sabirnice

6) Li-Ion baterija 3, 7V 1050mAh: zaštita od preopterećenja i pražnjenja.

7) Senzor gravitacije vlage SEN0193: poznajte koncentraciju vode u tlu. Senzor daje analogni napon ovisno o sadržaju vode.

8) Senzor temperature i vlažnosti DHT22: poznaje temperaturu i vlažnost zraka te komunicira s mikrokontrolerom tipa arduino ili kompatibilnim putem digitalnog izlaza.

9) Senzor temperature Grove: znajte temperaturu tla, a ovaj modul je povezan s digitalnim ulazom Grove Base Shielda ili Mega Shielda putem 4-vodičkog kabela koji je uključen

10) Senzor boje ADA1334: detektira boju izvora svjetlosti ili objekta. Komunicira putem I2C porta

11) Senzor svjetla TSL2561: izmjerite svjetlinu od 0,1 do 40000 Lux. Komunicira s Arduino mikrokontrolerom putem I2C sabirnice.

Softver:

1) SolidWorks (dizajn solidnog modela)

2) Boja 3d (dizajnirajte ikonu aplikacije)

3) Altium (nacrtajte PCB)

4) Mbed (upišite kod za karticu)

Korak 3: Korak implementacije

Nakon što upoznamo materijal i softver koji ćemo koristiti, potrebno je realizirati niz koraka

1) trebali bismo simulirati sklop pomoću Altiuma

2) trebali bismo napraviti neke poslove dizajna, na primjer: dizajnirati čvrsti model pomoću SolidWorksa, dizajnirati ikonu aplikacije pomoću Paint 3d

3) ako je krug ispravan, možemo realizirati krug na PCB -u s materijalima koje smo već pripremili

4) nakon povezivanja kruga, trebali bismo zavariti komponentu i ispitati kvalitetu kruga

5) na kraju bismo trebali spojiti krug s čvrstim modelom koji smo već završili

Korak 4: Princip rada

Kapacitivni senzor vlažnosti tla SKU: umetnite ga u tlo oko biljaka i impresionirajte svoje prijatelje podacima o vlažnosti tla u stvarnom vremenu

Senzor temperature i vlažnosti DHT11 ST052: spojite osjetnik na pinove na ploči Osjetnik boje ADA1334: ima RGB i Clear senzorske elemente. Infracrveni filter za blokiranje, integriran na čipu i lokaliziran na fotodiodama za osjetljivost boje, minimizira IC spektralnu komponentu dolazne svjetlosti i omogućuje precizna mjerenja boje.

Senzor temperature Grove: umetnite ga u tlo oko vaših biljaka, digitalni termometar DS18B20 omogućuje mjerenje temperature od 9 do 12 bita Celzijusa i ima funkciju alarma s nepromjenjivim gornjim i donjim okidačkim točkama koje može programirati korisnik.

Senzor svjetlaTSL2561: Senzor ima digitalno (i2c) sučelje. Možete odabrati jednu od tri adrese tako da na jednoj ploči možete imati do tri senzora, svaki s različitom i2c adresom. Ugrađeni ADC znači da ga možete koristiti sa bilo kojim mikrokontrolerom, čak i ako nema analogne ulaze.

1) Korištenje senzora za prikupljanje podataka

2) Podaci će se prenijeti na mikrokontroler

3) Mikrokontroler će izvesti program koji smo već napisali i prenijeti podatke u modul Sigfox Wisol

4) Modul Sigfox Wisol će putem antene prenositi podatke na web stranicu Sigfox Backend

Korak 5: Povezivanje uređaja

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

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

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

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

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

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

AnalogIn humidit (A1); // analogni

Sonda DS1820 (A0); // analogni

Zastava DigitalIn (D6); // kontrola prekidača na ekranu

Korak 6: Mbed kod

Mbed kôd možete pronaći tamo:

Korak 7: Obrada i analiza podataka

Nakon slanja podataka na web mjesto Sigfox, jer Sigfox svaku poruku ograničava na maksimalno 12 bajtova (96 bita), pa smo različitim mjerama dodijelili različita mjerenja, a podatke smo postavili na heksadecimalni. Kako bismo korisnicima omogućili jasniji i praktičniji prijem podataka, podatke šaljemo iz Sigfoxa na cloud platformu, na cloud platformi, prezentiramo podatke i analiziramo ih. Proces implementacije je sljedeći:

1) Registrirajte naše uređaje na cloud platformi

2) Uđite na web stranicu izdanja za povratni poziv Sigfox uređaja

3) Postavite konfiguraciju parametara

4) Postavite vezu računa za uređaj na cloud platformi u url uzorku (nazovite adresu poslužitelja)

5) Ispunite callbackBody (tijelo informacija za zahtjev za povratni poziv)

6) Spremite postavke

Slika prikazuje rezultat na platformi Ubidots, možemo vidjeti da se podaci pretvaraju u decimalne, tako da primamo podatke jasnije i prikladnije, te možemo detaljno pogledati dijagram svakog podatka, na primjer: možemo pronaći najveći temperatura u zraku

Korak 8: Optimizirajte potrošnju sustava

Postoji regulator između mini USB -a i Vina u MCU -u, ovaj regulator će povećati gubitak, kako bismo smanjili gubitak našeg sustava, napajat ćemo mikrokontroler s digitalnog izlaza, a kad ne koristimo sustav, učinite mikrokontroler i senzori spavaju. Dokazujemo da ove dvije metode mogu učinkovito smanjiti gubitak:

1) Dodajte otpornik između mikrokontrolera i generatora

2) Pronađite struju kroz otpor na osciloskopu

3) Usmjerite senzore i povratite struju kroz otpor na osciloskopu

4) Uskladite mikrokontroler i vratite struju kroz otpor na osciloskopu Naši eksperimentalni rezultati su sljedeći

Otkrivamo da kada mikrokontroler zaspimo, gubitak sustava je minimiziran. A kad se mikrokontroler probudi, senzori mogu prikupiti podatke i poslati ih u Sigfox. Ali postoji problem, kada mikrokontroler uspavamo, još uvijek postoji struja između MCU -a i senzora, kako ukloniti ovu struju? Koristeći Mosfet, povezujemo vrata s digitalnim izlazom MCU -a, povezujemo odvod sa senzorima, a izvor povezujemo s pinom od 3, 3V MCU -a. Kad je napon vrata manji od Vgs (napon praga vrata), postoji blok između izvora i odvoda, nema napona na kraju senzora. Dakle, kada uskladimo mikrokontroler, moramo osigurati da je napon na vratima manji od Vgs, a kada MCU radi, napon na vratima trebao bi biti veći od Vgs, to su pravila koja se koriste za pronalaženje primjenjivog Mosfeta.