Bioovervåking: 8 trinn (med bilder)

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

Hei alle sammen, I forbindelse med et studentprosjekt ble vi bedt om å publisere en artikkel som beskriver hele prosessen.

Vi vil deretter presentere deg hvordan vårt bioovervåkingssystem fungerer.

Det er ment å være en bærbar enhet som gjør det mulig å overvåke fuktighet, temperatur og lysstyrke inne i et drivhus, her på Université Pierre-et-Marie-Curie, i Paris.

Trinn 1: Komponenter

Gulvfølere: Temperatur (Grove 101990019) og Fuktighet (Grove 101020008)

Luftsensorer: Temperatur og fuktighet DHT22 (tilstede utenfor esken)

Lysstyrkesensor: Adafruit TSL2561

Mikrokontroller: STM32L432KC

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

LCD -skjerm (128X64 ADA326)

Kommunikasjon: Sigfox -modul (TD 1208)

Wifi -modul: ESP8266

Trinn 2: Programvare

Arduino: Dette grensesnittet tillot oss å laste opp kodene våre til

vår mikrokontroller for å kontrollere sensorens forskjellige verdier. Mikrokontrolleren kan programmeres til å analysere og produsere elektriske signaler, for å utføre forskjellige oppgaver som hjemmeautomatisering (kontroll av husholdningsapparater - belysning, oppvarming …), kjøring av en robot, innebygd databehandling, etc.

Altium Designer: Den ble brukt til å designe kretskortet til vårt elektroniske kort for å imøtekomme våre forskjellige sensorer.

SolidWorks: SolidWorks er 3D datamaskinassistert designprogramvare som kjører på Windows. Vi designet en tilpasset boks for kortet vårt, våre forskjellige sensorer og en LCD -skjerm. De genererte filene sendes til en 3D -skriver som produserer prototypen vår.

Trinn 3: Konsepsjon

Det første trinnet var å utføre forskjellige tester på

sensorer for å analysere verdiene som returneres til oss og i hvilket format.

Når alle de interessante verdiene var behandlet og valgt, kunne vi instantiere de forskjellige sensorene en etter en. Så vi kunne få en første prototyping utført på en pad Labdec.

Når kodene var fullført og prototyping kunne vi bytte til PCB. Vi gjorde fingeravtrykkene til de forskjellige komponentene som dirigerte kortet i henhold til vår prototype.

Vi har prøvd å optimalisere plassen maksimalt; kortet vårt er 10 cm i diameter som er relativt kompakt.

Trinn 4: Boliger

Parallelt designet vi saken vår. Det var bedre for å fullføre saken og volumhåndteringen etter å ha fullført kortet for å få et kompakt resultat som matcher formen på kortet. Vi laget en sekskant med skjermen innebygd på overflaten for å optimalisere plassen

Flere ansikter for å håndtere sensorene på saken: Tilkobling på forsiden for utendørs sensorer: Vår fuktighets-, lys- og temperatursensor selvfølgelig også.

Det tillot oss å begrense fuktighetsrisikoen i huset redusert til maksimum

Trinn 5: Optimalisering av energiforbruket

For å analysere de forskjellige forbrukskildene vi

har brukt en shuntmotstand (1 ohm)

Så vi kunne måle det: det er en toppeffekt på hundre mA (~ 135 mA) når systemet vårt kommuniserer, og det er et kontinuerlig forbruk av sensorer og skjermen omtrent ~ 70mA. Etter beregning har vi estimert en autonomi på 14 timer for et 1050mAh batteri.

Løsning:

Sensorstyring ved avbrudd før sending

Den mest påvirkende handlingen er kontrolløkonomien, så vi har endret sendefrekvensen, men vi kan også sette inn noen avbrudd.

Trinn 6: Kommunikasjon

Vi brukte en modul for å kommunisere med et dashbord:

Actoboard

Sigfox er et nettverk som har store fordeler som for eksempel Longue Range og lavt forbruk. Imidlertid er det obligatorisk å ha lav dataflyt. (Low Flow Long Range)

Takket være denne synergien resulterte vi i en sanntidsovervåking med tilgjengelige data på nettet

Trinn 7: Resultater

Her kan vi se resultatet av arbeidet vårt utført i løpet av et semester. Vi var

i stand til å kombinere teoretiske og praktiske ferdigheter. Vi er fornøyd med resultatene; vi har et ganske godt ferdig produkt kompakt og oppfyller våre spesifikasjoner. Selv om vi har noen problemer med actoboard -kommunikasjonen siden vi var ferdig med å lodde de siste komponentene. WIP!