Un observator interior simplu: 9 pași (cu imagini)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Modificat ultima dată: 2024-01-30 11:44

Acest proiect vă va arăta cum să creați un observator simplu cu niște senzori existenți și ușor de dobândit. Într-adevăr, am construit acest lucru pentru unul dintre studenții mei. Elevul ar dori să afle cum afectează lumina soarelui temperatura și umiditatea camerei. Cantitățile fizice interesate în acest proiect sunt (1) intensitatea luminii, (2) umiditatea, (3) temperatura și (4) presiunea aerului. Cu aceste informații, veți putea realiza alte sisteme sau dispozitive pentru a controla un aparat de aer condiționat, un umidificator sau un încălzitor pentru a crea un mediu confortabil în cameră.

Pasul 1: Pregătirea senzorilor

Puteți construi circuitul cu următorii senzori sau pur și simplu cumpărați plăcile de module ale acestor senzori sau ale plăcii de module.

1. Senzor de lumină ambientală TEMT6000 (Foaie de date PDF)

2. Presiune și temperatură BMP085 sau BMP180 (* sunt produse vechi, poate fi necesar să găsiți alte alternative) (document de învățare de la Adafruit)

3. Senzor de temperatură și umiditate DHT11 (document de învățare de la Adafruit)

4. Senzor de lumină UV GUVA-S12SD (Foaie de date PDF)

Pentru utilizarea senzorilor, am atașat câteva linkuri de referință. Puteți găsi câteva tutoriale utile și referințe pe internet.

Pasul 2: Pregătirea procesorului principal

Am ales placa Arduino Uno pentru a testa sistemul și codarea. Cu toate acestea, am constatat că atmega328P nu are suficientă memorie pentru a stoca și rula codul dacă se adaugă mai mulți senzori. Astfel, vă recomand să puteți utiliza placa Arduino atmega2560 atunci când aveți nevoie de mai mult de 4 senzori.

Microcontroler (MCU):

· Placă Atmega328P pentru Arduino

· Sau placa Atmega2560 pentru Arduino

Pasul 3: Pregătirea sistemului

Aș dori să măsoară unele caracteristici fizice la exterior și interior. În cele din urmă, am conectat următorii senzori la o placă Atmega2560.

Mediu interior:

1. Presiune și temperatură BMP180 x 1 buc

2. Senzor de temperatură și umiditate DHT11 x 1 buc

Mediu în aer liber:

1. Senzor de lumină ambientală TEMT6000 x 1 buc

2. Presiune și temperatură BMP085 x 1 buc

3. Senzor de temperatură și umiditate DHT11 x 1 buc

4. Senzor de lumină UV GUVA-S12SD x 1 buc

S-ar putea să descoperiți că am folosit diferiți senzori pentru măsurarea presiunii. Doar pentru că nu am placă de module BMP180 când construiam circuitul. Vă recomandăm să utilizați aceiași senzori dacă aveți nevoie de o măsurare precisă și o comparație corectă.

Pasul 4: Pregătirea înregistrării datelor

În plus, aș dori ca dispozitivul să stocheze datele fără a se conecta la un computer. Am adăugat un modul de înregistrare a datelor cu un ceas în timp real. Următoarele sunt elementele pentru înregistrarea datelor și conectarea firelor.

· Card SD

· Baterie pentru monede CR1220

· Modul de înregistrare a datelor pentru Arduino (document de învățare de la Adafruit)

Pasul 5: Pregătirea instrumentelor

Următoarele sunt câteva instrumente sau dispozitive care ar fi necesare pentru a construi circuitul.

• Instrument de ambalare 30AWG
• Ciocan de lipit
• Sârmă de lipit (fără cablu)
• Pană de pâine
• Anteturi de 2,54 mm
• Sârme de jumper
• Firuri de ambalare (30AWG)
• Lipici fierbinte
• Imprimare 3D (Dacă aveți nevoie de o carcasă pentru dispozitivul dvs.)
• Arduino IDE (Avem nevoie de acest lucru pentru a programa placa micro controlerului)

Pasul 6: Resetați ceasul DS1307 în timp real (RTC) pe modulul de înregistrare a datelor

Aș dori să folosesc datele pentru experiment științific. Astfel, un timp corect de măsurare este important pentru analiza datelor. Utilizarea funcției delay () în programare ar induce o eroare de măsurare în schimbarea timpului. Dimpotrivă, nu știu cum să fac o măsurare precisă în timp real doar pe platforma Arduino. Pentru a evita eroarea de timp de eșantionare sau pentru a minimiza eroarea de măsurare, aș dori să iau fiecare eșantion de măsurare cu o înregistrare a timpului. Din fericire, modulul de înregistrare a datelor are un ceas în timp real (RTC). Îl putem folosi pentru a afișa timpul pentru eșantionarea datelor.

Pentru a utiliza RTC, urmez instrucțiunile (link) pentru a reseta RTC. Vă recomandăm să faceți acest lucru mai întâi cu placa Arduino Uno. Acest lucru se datorează faptului că trebuie să modificați circuitul atunci când este utilizată placa Atmega2560 (conexiunea I2C este diferită). După ce ați setat RTC, nu ar trebui să scoateți bateria cr1220. Între timp, vă rugăm să verificați starea bateriei înainte de înregistrarea datelor.

Pasul 7: Conexiune

Am separat măsurătorile interioare și exterioare. Astfel, am realizat două anteturi pentru conectarea a două grupuri diferite de senzori. Am folosit spațiul gol de pe modulul de înregistrare a datelor pentru montarea antetelor. Pentru a finaliza conexiunea circuitului, folosesc atât lipirea, cât și înfășurarea. Procesul de ambalare este curat și la îndemână, în timp ce îmbinarea de lipit este puternică și securizată. Puteți alege o metodă confortabilă pentru a construi circuitul. Dacă utilizați placa Atmega2560, asigurați-vă că ați construit o conexiune de salt pentru pinii SDA și SCL. Conexiunea RTC pe ecranul de înregistrare a datelor trebuie reconectată.

Pentru a conecta senzorii, am lipit anteturile de pe modulele senzorilor și apoi am folosit înfășurarea sârmei pentru a lega toți senzorii de anteturi. Când utilizați module de senzori care ies, v-am recomandat să verificați cu atenție tensiunea de funcționare. Unele module de senzori acceptă atât intrări de 5V, cât și de 3,3 V, dar unele sunt restricționate să folosească doar 5V sau 3,3V. Următorul tabel prezintă modulele senzorului utilizat și tensiunea de funcționare.

Masa. Modulul senzorului și tensiunea de funcționare

Pasul 8: Programarea MCU

Din fericire, pot găsi exemple de aplicații pentru toți senzorii. Dacă sunteți nou în a le utiliza, le puteți descărca pe internet sau le puteți instala folosind managerul de bibliotecă din Arduino IDE.

Am programat ieșirea sistemului un șir pentru fiecare probă. Șirul va fi afișat și stocat pe cardul SD montat. Dacă trebuie să vizualizați datele, opriți dispozitivul și apoi demontați cardul SD. Apoi, puteți monta cardul SD pe un cititor de carduri. Fișierul va fi stocat ca fișier CSV. După ce ați descărcat fișierul de date pe computer, îl puteți vizualiza printr-un program text sau un program de foaie de lucru.

(Puteți descărca codul sursă în fișierul atașat.)

Pasul 9: Testează-l și folosește-l

Este important să înțelegeți semnificația datelor. Frecvența de eșantionare este unul dintre parametrii importanți. Intervalul de timp de măsurare curent este de 1 minut, poate fi necesar să îl modificați.

În plus, ați vedea că măsurarea temperaturii DHT11 nu este precisă. Dacă aveți nevoie de o valoare mai precisă, puteți utiliza doar citirea temperaturii senzorilor de presiune BMP.

Vă mulțumim că ați citit asta!