Drivhusprosjektet (RAS): Overvåk elementene som skal reagere på plantasjen vår: 18 trinn (med bilder)

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sist endret: 2024-01-30 11:25

Dette prosjektet foreslår å overvåke lufttemperatur, lysstyrke og fuktighet, samt lundetemperatur og fuktighet. Den foreslår også å koble disse tiltakene som er så lesbare på nettstedet Actoborad.com

For å gjøre det, kobler vi 4 sensorer til Nucleo mikrokontroller L432KC:

- en lysstyrkesensor TLS2561 fra Adafruit;

- en fuktighets- og temperatursensor DHT22 fra Gotronic;

- en tempearture sonde DS1820;

- en fuktighetssensor Grove - Fuktighetssensor fra Seeed Studio

Tiltak utføres hvert 10. minutt og er koblet til nettverk via en Breakout TD1208 av Sigfox. Som sagt høyere, kan denne leses på nettstedet Actoboard.com. På denne mikrokontrolleren er også en OLED -skjerm 128x64 plugget som permanent viser de siste tiltakene. Til slutt er systemet elektrisk selvforsynt takket være en 8 x 20 cm fotovoltaisk celle og et 1,5 Ah batteri. De er koblet til Nulceo med en LiPo Rider Pro av Seeed Studio. Systemet legges i en 3D -trykt eske.

Som du kan se i synoptikken.

Koden som er samlet i mikrokontrolleren via os.mbed.com heter 'main.cpp'. De brukte bibliotekene er tilgjengelige i den følgende lenken, hva er prosjektet vårt:

Trinn 1: Nettverk

En viktig del av dette prosjektet var å måle nettverket og gjøre dem lett tilgjengelige. Hvert 10. minutt måler sensorer forskjellige parametere, og en sigfox TD1208 -modul brukes til å overføre målingene. Resultatene er tilgjengelige på Actoboard -nettstedet:

Etter å ha opprettet en bluemix-konto, kan vi bruke programmet Node-red til å vise resultatene våre grafisk.

Programmering på Node-red for å gjenopprette informasjon fra Actoboard

Offentlig lenke for å se resultatene i sanntid:

Trinn 2: Komponenter

For dette prosjektet er her en liste over hovedkomponentene som brukes:

Mikrokontroller: Nucleo STM32L432KC

Display: LCD -skjerm

Sigfox: Sigfox -modul

Om sensorene:

- Luftsensor: DHT22 (temperatur og fuktighet)

- Gulvfølere: Grove temperatur og Grove fuktighet

- Lysstyrkesensor: Lyssensor

Strømforsyning:

- LIPO (alimentasjonskort)

- Batteri

- Fotovoltaisk panel

Trinn 3: Forbruk

Et av de viktigste punktene i prosjektet vårt er at systemet må være autonomt i energi. Til dette bruker vi et batteri og en solcelle. Batteriet kan levere en strøm på 1050 mA på 1 time med en spenning på 3,7 V: 3, 885Wh. Solcellen brukes til å lade batteriet, den leverer en spenning på 5,5 V under 360 mA en effekt lik 2 W.

Teoretisk forbruk av vårt system: - Temperatursensor DHT22: ved maks 1,5 mA og i ro 0,05 mA - Grove temperatursensor: maks 1,5 mA - Lyssensor: 0,5 mA - Nucleo Cart: + 100 mA - LCD -skjerm: 20 mA - Sigfox TD1208 modul: sender 24 mA (i dette prosjektet mottas ingenting med denne modulen) og i hvile 1,5 μA

I hvile er forbruket ubetydelig sammenlignet med batteriets effekt. Når systemet går ut av søvn (hvert 10. minutt), gjør alle sensorene målinger, skjermen viser resultatet og sigfox -modulen sender disse resultatene. Det antas at alle komponenter bruker et maksimum på dette tidspunktet: vi bruker omtrent 158 mA hvert 10. minutt, så 6 * 158 = 948 mA på 1 time. Batteriet kan holde litt over en time før det lades helt ut.

Målet er å bruke et minimum av energi for å ha minst mulig behov for å lade batteriet. Ellers, hvis solcellen ikke mottar sol på en stund, kan den ikke lade batteriet som ville lades ut, og systemet vårt ville slå seg av.

Trinn 4: Design PCB

La oss starte PCB -delen!

Vi hadde mange problemer for et trinn som vi ikke trodde vi skulle ta oss så lang tid. Første feil: ikke å ha lagret kretskortet flere steder. Faktisk ble den første PCB -en som ble innsett, slettet da USB hadde noen problemer. Nå er ikke alle filene i USB -en tilgjengelig. Plutselig var det nødvendig å finne den nødvendige energien for dette puslespillet for industrialiseringen av prosjektet vårt. Små detaljer som fortsatt er viktige, det er nødvendig at tilkoblingene alle er på undersiden av kretskortet og at man oppretter en masseplan. Når motet er funnet, kan vi gjøre det elektroniske systemet på ALTIUM igjen som du kan se nedenfor:

Trinn 5:

Den inneholder sensorene, Nucleo -kortet, Sigfox -modulen og LCD -skjermen.

Vi bytter til PCB -delen, vi mister så mye tid på det, men til slutt lyktes vi med det. Når den er trykt tester vi den … og her er dramaet. Det halve NUCLEO -kortet er reversert. Vi kan også se på diagrammet ovenfor. Den venstre NUCLEO -grenen fra 1 til 15 starter fra toppen, mens grenen til den høyre 15 til 1 også fra toppen. Hva får ingenting til å fungere. Det var nødvendig å gjenopprette sinnet, for tredje gang å gjenta nød -PCB med oppmerksomhet til alle forbindelsene. Hallelujah PCB er opprettet, vi kan se det på bildet nedenfor:

Trinn 6:

Alt var perfekt, sveisene laget av Mr SamSmile var av makeløs skjønnhet. For godt til å være sant? Faktisk et og eneste problem:

Trinn 7:

Zoom inn litt nærmere:

Trinn 8:

Vi ser det på kartet til høyre som kretskortet er basert på en SDA -tilkobling på D7 og et SCL på D8 (akkurat det vi trenger). Men da vi testet med komponentene forsto vi ikke inkonsekvensen av informasjonen vi mottok, og plutselig da vi så dokumentasjonen på den andre dokumentasjonen igjen, la vi merke til at det ikke er noen spesifisitet på D7 og D8.

Som et resultat fungerer vår brødfremstilling veldig bra før du tilpasser tilkoblingene på kretskortet for enkel ruting. Men når PCB ikke er endret, får vi informasjonen til tross for alle sensorene bortsett fra lyssensoren i denne versjonen.

Trinn 9: Design 3D BOX

La oss starte 3D -designdelen!

Her forklarer vi 3D -designdelen av esken for å ønske vårt komplette system velkommen. Hun tok mye tid, og du vil forstå hvorfor. For å oppsummere: Vi må kunne inneholde PCB og alle tilhørende komponenter i esken vår. Det vil si, tenk på LCD -skjermen, men også alle sensorene ved å gi plass til hver av dem, slik at de kan være brukbare og effektive i målingene. I tillegg krever det også strømforsyning med sitt LIPO -kort som er koblet til et batteri og et solcellepanel som gjør systemet vårt autonomt. Vi forestiller oss en første boks som inneholder PCB, alle sensorene, skjermen og LIPO -kortet som er koblet til batteriet. Det er åpenbart nødvendig å forutse et bestemt sted for LCD -skjermen, lyssensoren (hvis den er skjult eller på siden vil den ikke motta det virkelige lyset), for temperatursensoren, for DHT22 er det nødvendig at den kan måle verdien nær anlegget og uten å glemme lundfuktighetssensoren som må ha kontakt med direkte jord. Vi glemmer ikke hullet for å koble antennen til modulen sigfox og et annet hull for å passere sønnen til solcellepanelene til kartet LIPO. Her er hovedboksen:

Trinn 10:

Vi trenger en del for å imøtekomme det fotovoltaiske panelet og koble panelet til LIPO -kortet.

Her er resultatet:

Trinn 11:

Vi må kunne lukke denne fantastiske boksen!

Her er det tilpassede lokket:

Trinn 12:

Som vi kan se, er dette et lokk som har tenner som kommer inn i hovedboksen for bedre stabilitet.

Her er når vi legger det til i vår fantastiske eske:

Trinn 13:

For å få motstand legges en skyvedør inn i esken, men også i lokket som holder de to delene på en streng måte og gir pålitelighet og sikkerhet for komponentene inne.

Her er den første versjonen av skyvedør:

Trinn 14:

For å gå enda lenger, tenkte vi å innlemme den fotovoltaiske modulen i hovedboksen, slik at den er på samme nivå som lyssensoren og dens strategiske posisjon og for å føle at det autonome systemet er noe av 'United'.

Her er den andre versjonen av skyvedøren med mulighet for å klippe den fotovoltaiske modulen som tidligere ble presentert:

Trinn 15:

Her er når vi legger den til i vår fantastiske eske som allerede har sitt ypperlige lokk:

Trinn 16:

Er du litt tapt? La oss vise deg hva som er den endelige tilstanden til denne magiske boksen!

Trinn 17:

(Skade at vi ikke kunne skrive den ut nå takket være 3D -skriveren fordi jeg ble spurt om robusthet, noe jeg gjorde, men jeg må tro at jeg har litt for mye, faktisk fordi tykkelsen er større enn 4 mm, så jeg klarte ikke å skrive det ut fordi det ville ta for mye materiale, for trist) … Men det er ikke for sent å skrive det ut, i alle fall bare for glede = D

Så vakker:

Trinn 18:

Takk skal du ha.