GreenHouse -sensor: 8 steg

2024 Författare: John Day | [email protected]. Senast ändrad: 2024-01-30 12:45

Handledning GreenHouse Sensor

Realiserad av Alain Wei assisterad av Pascal Chencaptors | sigfox | ubidots

1. Mål
2. Saker som används i detta projekt
3. Implementeringssteg
4. Arbetsprincip
5. Enhetsanslutning
6. Mbed -koden
7. Databehandling och analys
8. Optimera systemförbrukningen
9. Foton

Steg 1: Mål

För detta projekt skulle jag vilja realisera ett autonomt energisystem, och jag måste mäta: luftens omgivningstemperatur, luftens fuktighet, jordens temperatur, jordens fuktighet, Lux och RGB -ljusstyrka.

Steg 2: Saker som används i detta projekt

Materialförteckning:

1) solkomponent: ett tunt lager harts tillåter utomhusbruk

2) Chip LiPo Rider Pro: ladda alla dina projekt i 5 V

3) Chip -mikrokontroller Nucleo STM 32L432KC: ger ett prisvärt och flexibelt sätt för användare att prova nya idéer och bygga prototyper med alla STM32 -mikrokontrollerlinjer

4) Modul Sigfox Wisol: för att designa din IOT -prototyp med Sigfox -nätverk

5) Skärm LCD: Den ansluts till en mikrokontroller via I2C- eller SPI -bussen

6) Li-Ion-batteri 3, 7V 1050mAh: skydd mot överbelastning och urladdning.

7) Gravity Fuktighetssensor SEN0193: känna till koncentrationen av vatten i marken. Sensorn levererar en analog spänning beroende på vatteninnehållet.

8) Temperatur- och fuktsensor DHT22: känna till luftens temperatur och luftfuktighet och kommunicerar med en mikrokontroller arduino -typ eller kompatibel via en digital utgång.

9) Grove temperatursensor: känna till jordens temperatur, och denna modul är ansluten till en digital ingång på Grove Base Shield eller Mega Shield via en 4-ledarkabel som ingår

10) Färgsensor ADA1334: detektera färgen på en ljuskälla eller ett föremål. Den kommunicerar via en I2C -port

11) Ljussensor TSL2561: mäta en ljusstyrka från 0,1 till 40000 Lux. Den kommunicerar med en Arduino -mikrokontroller via I2C -bussen.

Programvara:

1) SolidWorks (design solid modell)

2) Måla 3d (utforma applikationsikonen)

3) Altium (rita PCB)

4) Mbed (skriv kod för kort)

Steg 3: Implementeringssteg

Efter att ha känt till materialet och programvaran som vi kommer att använda, finns det ett antal steg som vi bör utföra

1) vi bör simulera kretsen med hjälp av Altium

2) vi borde göra några jobb med design, till exempel: designa solid modell med hjälp av SolidWorks, designa applikationsikonen med Paint 3d

3) om kretsen är korrekt kan vi förverkliga kretsen på kretskortet med de material som vi har förberett ännu

4) efter anslutningskretsen bör vi svetsa komponenten och testa kretsens kvalitet

5) i slutet bör vi paketera kretsen med den fasta modellen som vi redan avslutat

Steg 4: Arbetsprincip

Kapacitiv jordfuktighetssensor SKU: sätt in den i jorden runt dina växter och imponera på dina vänner med jordfuktighetsdata i realtid

Temperatur- och luftfuktighetssensor DHT11 ST052: anslut sensorn till stiften på brädet Färggivare ADA1334: har RGB och Clear light sensing element. Ett IR-blockerande filter, integrerat on-chip och lokaliserat till de färgavkännande fotodioderna, minimerar IR-spektralkomponenten i det inkommande ljuset och gör det möjligt att göra färgmätningar exakt.

Grove temperatursensor: sätt in den i jorden runt dina växter, den digitala DS18B20-termometern ger 9-bitars till 12-bitars Celsius-temperaturmätningar och har en larmfunktion med icke flyktiga användarprogrammerbara övre och nedre triggerpunkter.

Ljussensor TSL2561: Sensorn har ett digitalt (i2c) gränssnitt. Du kan välja en av tre adresser så att du kan ha upp till tre sensorer på ett kort, var och en med en annan i2c -adress. Den inbyggda ADC innebär att du kan använda detta med vilken mikrokontroller som helst, även om den inte har analoga ingångar.

1) Använda sensorerna för att samla in data

2) Data kommer att överföras till mikrokontrollern

3) Mikrokontrollern kommer att köra programmet som vi redan skrivit och överföra data till modul Sigfox Wisol

4) Modul Sigfox Wisol kommer att överföra data till webbplatsen Sigfox Backend via antennen

Steg 5: Enhetsanslutning

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

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

Seriell wisol (USBTX, USBRX); // tx (A2), rx (A7)

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

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

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

AnalogIn humidite (A1); // analog

DS1820 -sond (A0); // analog

DigitalIn -flagga (D6); // switcher skärmkontroll

Steg 6: Mbed -koden

Du hittar mbed-koden där:

Steg 7: Databehandling och analys

Efter att ha skickat data till webbplatsen Sigfox, eftersom Sigfox begränsar varje meddelande till högst 12 byte (96 bitar), så tilldelade vi olika mätningar till olika bytesstorlekar, och vi ställde in datan till hexadecimal. För att göra det möjligt för användare att ta emot data tydligare och smidigare skickar vi data från Sigfox till molnplattformen, på molnplattformen presenterar vi data och analyserar dem. Implementeringsprocessen är följande:

1) Registrera våra enheter till molnplattformen

2) Gå in på webbplatsen för återuppringning av Sigfox -enheten

3) Ställ in parameterkonfiguration

4) Lägg en kontolänk för enheten på molnplattformen i url -mönstret (ring tillbaka serveradressen)

5) Fyll återuppringningskroppen (informationens innehåll för begäran om återuppringning)

6) Spara inställningar

Bilden visar resultatet på plattformen Ubidots, vi kan se att data konverteras till decimal, så vi tar emot data tydligare och bekvämare, och vi kan titta på diagrammet för varje data i detalj, till exempel: vi kan hitta den högsta temperaturen i luften

Steg 8: Optimera systemförbrukningen

Det finns regulator mellan mini usb och Vin i MCU, denna regulator kommer att öka förlusten, för att minimera förlusten av vårt system kommer vi att mata mikrokontrollen från digital utgång, och när vi inte använder systemet, gör mikrokontrollern och sensorer sover. Vi bevisar att dessa två metoder effektivt kan minska förlusten:

1) Lägg till ett motstånd mellan mikrokontroller och generator

2) Hitta strömmen genom motståndet på oscilloskopet

3) Få sensorerna att sova och återhämta strömmen genom motståndet på oscilloskopet

4) Få mikrokontrollern att sova och återställ strömmen genom motståndet på oscilloskopet Våra experimentella resultat är följande

Vi upptäcker att när vi får mikrokontrollern att sova minimeras förlusten av systemet. Och när mikrokontrollern väcks kan sensorerna samla in data och skicka den till Sigfox. Men det är ett problem, när vi får mikrokontrollern att sova, finns det fortfarande ström mellan MCU och sensorer, hur man eliminerar denna ström? Med Mosfet ansluter vi grinden med digital utgång från MCU, vi ansluter avlopp med sensorer och vi ansluter källan med stiftet 3, 3V på MCU. När grindspänningen är mindre än Vgs (grindtröskelspänning) finns det block mellan källa och avlopp, det finns ingen spänning i slutet av sensorerna. Så när vi får mikrokontrollern att sova måste vi se till att grindspänningen är mindre än Vgs, och när MCU fungerar bör grindspänningen vara större än Vgs, det här är reglerna för att hitta tillämplig Mosfet.