Husfuktighet och temperaturövervakning: 11 steg

2025 Författare: John Day | [email protected]. Senast ändrad: 2025-01-13 06:58

Hej grabbar ! För att börja på bästa sätt, en liten historia om projektet. Jag tog nyligen examen och flyttade till Österrike för min första tjänst som ingenjör. Landet är vackert men väldigt kallt och fuktigt under vintersäsongen. Jag började snabbt märka av lite kondens på fönstren varje morgon när jag vaknade liksom lite mögel som krypte på väggarna i den vackra lägenheten som jag hyr. Det var mitt första möte med en så hög luftfuktighet någonsin, som kommer från södra Frankrike, vi har inte riktigt ett sådant problem där. Så jag letade efter lösningar på internet och bestämde mig för att samla några bitar och bygga mitt eget övervakningssystem för att kontrollera luftfuktigheten i varje rum i min lägenhet samt omgivningstemperaturen. Följande projekt hade några viktiga riktlinjer:

1. Det måste vara billigt.
2. Det måste vara tillräckligt exakt.
3. Jag ville ha något litet, lätt att bära och batteridriven.
4. Jag älskar växter och bestämde mig för att det skulle kunna leta efter jordfuktighet för att veta om jag behövde vattna mina växter eller inte. (Ur sammanhang men jag bara älskade idén!: D)

Detta är ett ganska enkelt projekt, men det här är det mest användbara jag någonsin gjort. Jag kan kontrollera varje luftfuktighet i varje rum och se om jag behöver reagera för att stoppa formen. Så låt oss komma igång.

Steg 1: Samla komponenterna

Vårt projekt är ganska enkelt. Vi kommer att använda en Arduino (nano i mitt fall) som hjärnan, eftersom den är väldigt enkel på programmeringen, billig och utbytbar om det behövs.

En DHT-22 som temperatur- och luftfuktighetssensor, det finns en lägre version som heter DHT-11, vilket är ganska skit enligt mig att tala om noggrannhet och för ytterligare 3 euro kan du få DHT-22 som är mycket mer exakt, exakt & kan arbeta över en större variation av temperaturer. En OLED -skärm för att visa data och ha ett visuellt gränssnitt mellan sensorerna och människan som jag är. Jag fann att 64 x 128 är perfekt eftersom det är litet, jag kunde passa tillräckligt med data om det och mycket enkelt att gränssnitt.

En YL-69 jordfuktighetssensor, för att kontrollera när jag behöver vattna mina underbara växter. Och detta är i princip allt du behöver för projektet. Alternativt ville jag att projektet skulle drivas med Lipos som jag hade runt. -Du kan också få det att fungera med ett normalt 9V -batteri mycket enkelt. Jag ville kunna övervaka spänningen på Lipo -batterierna med några analoga ingångar på arduino. Jag kommer att ge mer information på följande sidor.

Dessutom behöver du följande:

1. En bit brödbräda.
2. PÅ/AV -omkopplare *1
3. En 9V batterikontakt
4. 9V batteri

Och om du vill implementera lipos och övervakning:

1. 10K motstånd *3
2. 330R -motstånd *1
3. LED *1
4. Skjutreglage *1
5. Lipo -hållare (Eller så visar jag dig en 3D -tryckt version som jag för närvarande använder)
6. 2 lipoceller.

Steg 2: Hela schemat

Du hittar bifogad hela schemat. Vänligen notera att du självklart väljer antingen 9V -batteridelen i kretsen eller LIPO -batteridelen som är ansluten till VBAT. Jag separerade båda kretsarna med röda rutor och satte röd titel för att markera varje.

Oroa dig inte, varje anslutning kommer att förklaras ordentligt i följande steg.

Steg 3: Få rätt installation

Se till att du har Arduino IDE installerat. Och ladda ner de librairies som följer med det här steget. Jag kommer att lägga hela koden också, om du inte vill bry dig om att testa varje komponent i följande steg.

Steg 4: Anslutning av DHT-22

Det första steget i projektet är att ansluta DHT-22 till arduino. Anslutningen är ganska enkel: DHT-22 ------ Arduino

VCC ------ +5V

DATA ------ D5

GND ------ GND

För att testa DHT-22-anslutningen till din Arduino implementerar vi koden som är inbäddad i detta steg.

Steg 5: Ansluta OLED -skärmen

Nästa steg är att ansluta OLED -skärmen. Denna typ av display ansluts med I2C -protokollet. Vårt första jobb är att hitta rätt I2C -stift för din arduino, om du använder Arduino nano är I2C -stiften A4 (SDA) & A5 (SCL). Om du använder en annan arduino som UNO eller MEGA, leta upp den officiella arduino -webbplatsen eller på databladet för I2C -stiften.

Anslutningen är följande: OLED ------ Arduino

GND ------ GND

VCC ------ 3V3

SCL ------ A5

SDA ------ A4

För att testa OLED visar vi DHT -data på OLED -skärmen direkt genom att ladda upp koden som är inbäddad i detta steg.

Du bör se temperaturen och luftfuktigheten på OLED -skärmen med en mycket snabb samplingshastighet eftersom vi inte har lagt någon fördröjning ännu.

Steg 6: Övervakning av jordfuktighet

Eftersom jag ville övervaka markfuktigheten i mina växter måste vi ansluta YL-69.

Denna sensor är mycket intressant för mig och den beter sig som när jorden är:

Våt: utspänningen minskar.

Torr: utspänningen ökar.

Anslutningen är som följer:

YL69 ------ Arduino

VCC ------ D7

GND ------ GND

D0 ------ ANSLUT INTE

A0 ------ A7

Som du kan se ansluter vi modulens VCC -stift till en digital pin på Arduino. Tanken bakom det är att driva modulen precis när vi vill göra mätningen och inte kontinuerligt. Detta beror på att sensorn fungerar genom att mäta strömmen som går från ett ben på sonden till det andra. På grund av detta sker elektrolys och det kan förstöra sonden ganska snabbt i jord med hög fuktighet.

Vi kommer nu att lägga till fuktsensorn i vår kod och visa fuktdata med DHT -data på OLED. Ladda upp koden som är inbäddad i detta steg.

Steg 7: Övervakning av VBAT (9V batteri)

Jag ville veta hur lågt batteriet var för att inte ha någon överraskning en dag och ta slut utan att kunna förutse det. Sättet att övervaka ingångsspänningen är att använda några analoga stift på arduino för att veta hur mycket spänning som tas emot. Ingångsstiften på Arduino kan ta max 5V men batteriet som används genererar 9V. Om vi ansluter direkt denna högre spänning skulle vi förstöra vissa hårdvarukomponenter, vi måste använda en spänningsdelare för att föra 9V under 5V gränsen.

Jag använde två 10k motstånd för att göra spänningsdelaren och dela med en faktor 2 9V och föra den till 4,5V max.

För att visa att batteriet börjar ta slut med en normal lysdiod med ett 330 ohm strömbegränsande motstånd.

Vi kommer att använda den analoga stift A0 för att övervaka VBAT.

Följ schemat för att veta hur du ansluter komponenterna:

Vi kommer nu att lägga till den i vår kodkod som är inbäddad i detta steg.

Steg 8: Övervakning av VBAT (2 Lipos -konfiguration)

Jag ville veta hur lågt batteriet var för att inte ha någon överraskning en dag och ta slut utan att kunna förutse det.

Sättet att övervaka ingångsspänningen är att använda några analoga stift på arduino för att veta hur mycket spänning som tas emot. Ingångsstiften på Arduino kan ta max 5V men Lipos genererar maximalt 4,2*2 = 8,4V.

Skillnaden mot föregående steg är att om vi använder 2 lipos i serie för att skapa en spänning> 5V för att driva Arduino -kortet måste vi övervaka varje lipocell eftersom de kan urladdas med en annan hastighet. Tänk på att du inte vill ladda ur ett lipobatteri för mycket, det är mycket farligt.

För den första Lipo är det inga problem eftersom den nominella spänningen på 4,2V ligger under 5V -gränsen som kan uthärda ingångsstiften på arduino. men när du sätter 2 batterier i serie blir deras spänning: Vtot = V1 + V2 = 4,2 + 4,2 = 8,4 max.

Om vi ansluter denna högre spänning direkt till den analoga stiftet, skulle vi förstöra några hårdvarukomponenter, vi måste använda en spänningsdelare för att föra 8.4V under 5V -gränsen. Jag använde två 10k motstånd för att göra spänningsdelaren och dela med en faktor 2 på 8,4V och föra den till 4,2V max.

Vi kommer att använda den analoga stift A0 för att övervaka VBAT. Följ schemat för att veta hur du ansluter komponenterna:

För att visa det faktum att batteriet tar slut med en normal lysdiod med ett 330 ohm strömbegränsande motstånd.

Vi kommer nu att lägga till den i vår kod inbäddad i detta steg.

Steg 9: Kapslingen

Jag har chansen att äga en 3D -skrivare så jag bestämde mig för att skriva ut ett fodral med standard PLA.

Du hittar filerna bifogade, jag utformade höljet med Autodesk Inventor & Fusion360.

Du kan lika gärna skapa din egen design eller bara behålla brödbrädan som den är, själva rutan lägger ingenting till funktionaliteten. Tyvärr dog min 3D -skrivare hotend precis, så jag kunde inte skriva ut höljet ännu, jag uppdaterar mitt inlägg när jag ta emot delarna som tagits på Amazon. Redigera: det är nu tryckt och du kan se det på bilderna.

Steg 10: Förbättringsperspektiv

För närvarande passar projektet perfekt mina behov. Men vi kan tänka på några punkter som vi kan förbättra:

1. Minska batteriförbrukningen, vi kan förbättra den nuvarande förbrukningen antingen för att ändra hårdvara eller förbättra programvara.
2. Lägg till bluetooth för att ansluta till antingen en APP eller för att lagra data och göra lite mer analys över tiden.
3. Lägg till LIPO -laddningskrets för att ladda den direkt ansluten till väggen.

Om du tänker på något, tveka inte att skriva ner det i kommentarsfältet.

Steg 11: Tack

Tack för att du läser denna handledning, tveka inte att interagera med mig och andra i kommentarsfältet. Jag hoppas att ni gillade projektet och vi ses nästa gång till ett annat projekt!