Bioövervakning: 8 steg (med bilder)

2024 Författare: John Day | [email protected]. Senast ändrad: 2024-01-30 12:46

Hej alla, I samband med ett studentprojekt ombads vi att publicera en artikel som beskriver hela processen.

Vi kommer sedan att presentera dig hur vårt bioövervakningssystem fungerar.

Det är tänkt att vara en bärbar enhet som gör det möjligt att övervaka luftfuktigheten, temperaturen och ljusstyrkan i ett växthus, här på Université Pierre-et-Marie-Curie, i Paris.

Steg 1: Komponenter

Golvgivare: Temperatur (Grove 101990019) och Fukt (Grove 101020008)

Luftsensorer: Temperatur och fukt DHT22 (finns utanför lådan)

Ljussensor: Adafruit TSL2561

Mikrokontroller: STM32L432KC

Energi: Batteri (3, 7 V 1050 mAh), solceller och spänningsregulator (LiPo Rider Pro 106990008)

LCD -skärm (128X64 ADA326)

Kommunikation: Sigfox -modul (TD 1208)

Wifi -modul: ESP8266

Steg 2: Programvara

Arduino: Detta gränssnitt tillät oss att ladda upp våra koder till

vår mikrokontroller för att styra sensorernas olika värden. Mikrocontrollern kan programmeras för att analysera och producera elektriska signaler, för att utföra olika uppgifter såsom hemautomatisering (kontroll av hushållsapparater - belysning, uppvärmning …), att köra en robot, inbäddad dator etc.

Altium Designer: Den användes för att utforma PCB på vårt elektroniska kort för att rymma våra olika sensorer.

SolidWorks: SolidWorks är 3D datorstödd designprogramvara som körs på Windows. Vi designade en anpassad låda för vårt kort, våra olika sensorer och en LCD -display. De genererade filerna skickas till en 3D -skrivare som tillverkar vår prototyp.

Steg 3: Uppfattning

Det första steget var att utföra olika tester på

sensorer för att analysera de värden som returneras till oss och i vilket format.

När alla intressanta värden hade bearbetats och valts, kunde vi instansera de olika sensorerna en efter en. Så vi skulle kunna göra en första prototypning på en pad Labdec.

När koderna var färdiga och prototyper kunde vi byta till kretskortet. Vi gjorde fingeravtryck på de olika komponenterna som dirigerade kortet enligt vår prototyp.

Vi har försökt optimera utrymmet maximalt; vårt kort är 10 cm i diameter vilket är relativt kompakt.

Steg 4: Bostäder

Parallellt utformade vi vårt fall. Det var bättre att slutföra vårt ärende och volymhantering efter att ha slutfört kortet för att få ett kompakt resultat som matchar kortets form. Vi gjorde en sexkant med skärmen inbäddad på ytan för att optimera utrymmet

Flera ansikten för att hantera sensorerna på fodralet: Anslutningar på framsidan för utomhussensorer: Naturligtvis också vår fukt-, ljus- och temperaturgivare.

Det gjorde det möjligt för oss att begränsa luftfuktighetsriskerna i huset reducerade till det maximala

Steg 5: Optimering av energiförbrukningen

För att analysera de olika konsumtionskällorna vi

har använt en Shuntresistans (1 ohm)

Så vi skulle kunna mäta det: det finns en toppeffekt på hundra mA (~ 135 mA) när vårt system kommunicerar och det är en kontinuerlig förbrukning av sensorer och skärmen cirka ~ 70mA. Efter beräkning har vi uppskattat en autonomi på 14 timmar för ett 1050mAh batteri.

Lösning:

Sensorhantering genom avbrott innan sändning

Den mest påverkande åtgärden är granskningsekonomin, så vi har ändrat sändningsfrekvensen men vi kan också sätta några avbrott.

Steg 6: Kommunikation

Vi använde en modul för att kommunicera med en instrumentpanel:

Actoboard

Sigfox är ett nätverk som har enorma fördelar som mycket Longue Range och låg förbrukning. Det är dock obligatoriskt att ha ett lågt dataflöde. (Low Flow Long Range)

Tack vare denna synergi resulterade vi i en realtidsövervakning med tillgänglig data online

Steg 7: Resultat

Här kan vi se resultatet av vårt arbete utfört under en termin. Vi var

kunna kombinera teoretiska och praktiska färdigheter. Vi är nöjda med resultaten; vi har en ganska väl färdig produkt kompakt och uppfyller våra specifikationer. Ändå har vi några problem med actoboard -kommunikationen sedan vi slutade lödda de sista komponenterna. WIP!