GreenHouse -sensor: 8 trinn

2025 Forfatter: John Day | [email protected]. Sist endret: 2025-01-23 15:02

Opplæring GreenHouse Sensor

Realisert av Alain Wei assistert av Pascal Chencaptors | sigfox | ubidots

1. Mål
2. Ting som brukes i dette prosjektet
3. Gjennomføringstrinn
4. Arbeidsprinsipp
5. Enhetstilkobling
6. Mbed -koden
7. Databehandling og analyse
8. Optimaliser forbruket av systemet
9. Bilder

Trinn 1: Mål

For dette prosjektet vil jeg gjerne realisere et autonomt energisystem, og jeg må måle: omgivelsestemperaturen i luften, luftens fuktighet, jordens temperatur, jordens fuktighet, Lux og RGB -lysstyrke.

Trinn 2: Ting som brukes i dette prosjektet

Stykklister:

1) solkomponent: et tynt lag harpiks tillater utendørs bruk

2) Chip LiPo Rider Pro: lad alle prosjektene dine i 5 V

3) Chip -mikrokontroller Nucleo STM 32L432KC: gir en rimelig og fleksibel måte for brukere å prøve nye ideer og bygge prototyper med alle STM32 -mikrokontrollerlinjer

4) Modul Sigfox Wisol: for å designe din IOT -prototype med Sigfox -nettverk

5) Skjerm -LCD: Den kobles til en mikrokontroller via I2C- eller SPI -bussen

6) Li-Ion-batteri 3, 7V 1050mAh: beskyttelse mot overbelastning og utladning.

7) Gravity Fuktighetssensor SEN0193: kjenn konsentrasjonen av vann i bakken. Sensoren leverer en analog spenning avhengig av vanninnholdet.

8) Temperatur- og fuktighetssensor DHT22: kjenn temperaturen og fuktigheten i luften, og kommuniserer med en mikrokontroller arduino -type eller kompatibel via en digital utgang.

9) Grove temperatursensor: kjenn jordtemperaturen, og denne modulen er koblet til en digital inngang til Grove Base Shield eller Mega Shield via en 4-leder kabel inkludert

10) Fargesensor ADA1334: detekter fargen på en lyskilde eller objekt. Den kommuniserer via en I2C -port

11) Lyssensor TSL2561: mål en lysstyrke fra 0,1 til 40000 Lux. Den kommuniserer med en Arduino mikrokontroller via I2C -bussen.

Programvare:

1) SolidWorks (design solid modell)

2) Paint 3d (design ikonet for applikasjonen)

3) Altium (tegn PCB)

4) Mbed (skriv kode for kort)

Trinn 3: Implementeringstrinn

Etter å ha kjent materialet og programvaren vi skal bruke, er det en rekke trinn vi bør realisere

1) vi bør simulere kretsen ved hjelp av Altium

2) vi bør gjøre noen jobber med design, for eksempel: designe solid modell ved hjelp av SolidWorks, designe applikasjonsikonet ved hjelp av Paint 3d

3) hvis kretsen er riktig, kan vi realisere kretsen på kretskortet med materialene vi har forberedt ennå

4) etter tilkobling av krets, bør vi sveise komponent og teste kvaliteten på kretsen

5) på slutten bør vi pakke kretsen med den solide modellen som vi allerede var ferdige med

Trinn 4: Arbeidsprinsipp

Kapasitiv jordfuktighetssensor SKU: sett den inn i jorden rundt plantene dine og imponere vennene dine med jordfuktighetsdata i sanntid

Temperatur- og fuktighetssensor DHT11 ST052: koble sensoren til pinnene på brettet Fargesensor ADA1334: har RGB og Clear light sensing -elementer. Et IR-blokkeringsfilter, integrert på brikken og lokalisert til fargedenserende fotodioder, minimerer IR-spektralkomponenten i det innkommende lyset og lar fargemålinger utføres nøyaktig.

Grove temperatursensor: sett den inn i jorden rundt plantene dine. DS18B20 digitalt termometer gir 9-bit til 12-bit Celsius temperaturmålinger og har en alarmfunksjon med ikke-flyktige brukerprogrammerbare øvre og nedre triggerpunkter.

Lyssensor TSL2561: Sensoren har et digitalt (i2c) grensesnitt. Du kan velge en av tre adresser, slik at du kan ha opptil tre sensorer på ett kort, hver med en annen i2c -adresse. Den innebygde ADC betyr at du kan bruke denne med hvilken som helst mikrokontroller, selv om den ikke har analoge innganger.

1) Bruk av sensorene for å samle inn data

2) Dataene vil bli overført til mikrokontrolleren

3) Mikrokontrolleren vil utføre programmet som vi allerede har skrevet og overføre dataene til modul Sigfox Wisol

4) Modul Sigfox Wisol vil overføre dataene til nettstedet Sigfox Backend gjennom antennen

Trinn 5: Enhetstilkobling

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

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

Seriell visol (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

Analog In humidite (A1); // analog

DS1820 sonde (A0); // analog

DigitalIn -flagg (D6); // switcher skjermkontroll

Trinn 6: Mbed -koden

Du finner mbed-koden der:

Trinn 7: Databehandling og analyse

Etter å ha sendt data til nettstedet Sigfox, fordi Sigfox begrenser hver melding til maksimalt 12 byte (96 bits), så vi tildelte forskjellige målinger til forskjellige byte størrelser, og vi satte dataene til heksadesimal. For å gjøre det mulig for brukerne å motta data tydeligere og enklere, sender vi dataene fra Sigfox til nettskyplattformen, på skyplattformen presenterer vi dataene og analyserer dem. Implementeringsprosessen er som følger:

1) Registrer enhetene våre til skyplattformen

2) Skriv inn nettstedet til Sigfox -enhetens tilbakeringingsutgave

3) Angi parameterkonfigurasjon

4) Sett en kontolink for enheten på nettskyplattformen i url -mønsteret (ring tilbake serveradressen)

5) Fyll callbackBody (informasjonen for tilbakeringingsforespørselen)

6) Lagre innstillinger

Bildet viser resultatet på plattformen Ubidots, vi kan se at dataene blir konvertert til desimaler, så vi mottar data tydeligere og praktisk, og vi kan se på diagrammet for hver data i detalj, for eksempel: vi kan finne de høyeste temperaturen i luften

Trinn 8: Optimaliser forbruket av systemet

Det er regulator mellom mini usb og Vin i MCU, denne regulatoren vil øke tapet, for å minimere tapet av systemet vårt, vil vi mate mikrokontrolleren fra digital utgang, og når vi ikke bruker systemet, lager vi mikrokontrolleren og sensorer sover. Vi beviser at disse to metodene effektivt kan redusere tapet:

1) Legg til en motstand mellom mikrokontrolleren og generatoren

2) Finn strømmen gjennom motstanden på oscilloskopet

3) Få sensorene til å sove, og gjenopprett strømmen gjennom motstanden på oscilloskopet

4) Få mikrokontrolleren til å sove, og gjenopprett strømmen gjennom motstanden på oscilloskopet Våre eksperimentelle resultater er som følger

Vi oppdager at når vi får mikrokontrolleren til å sove, reduseres tapet av systemet. Og når mikrokontrolleren er vekket, kan sensorene samle data og sende dem til Sigfox. Men det er et problem, når vi får mikrokontrolleren til å sove, er det fortsatt strøm mellom MCU og sensorer, hvordan eliminere denne strømmen? Ved å bruke Mosfet kobler vi port med digital utgang fra MCU, vi kobler drenering med sensorer, og vi kobler kilde med pin på 3, 3V på MCU. Når portspenningen er mindre enn Vgs (gate terskelspenning), er det blokken mellom kilde og avløp, det er ingen spenning på slutten av sensorene. Så når vi får mikrokontrolleren til å sove, må vi sikre at grensespenningen er mindre enn Vgs, og når MCU fungerer, bør grensespenningen være større enn Vgs, dette er reglene som gjelder for å finne gjeldende Mosfet.