Senzor GreenHouse: 8 pași

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

Tutorial senzor GreenHouse

Realizat de Alain Wei asistat de Pascal Chencaptors | sigfox | ubidote

1. Obiective
2. Lucruri utilizate în acest proiect
3. Etapa de implementare
4. Principiul de funcționare
5. Conexiune dispozitiv
6. Codul mbed
7. Prelucrarea și analiza datelor
8. Optimizați consumul sistemului
9. Fotografii

Pasul 1: Obiective

Pentru acest proiect, aș dori să realizez un sistem autonom de energie și trebuie să măsoar: temperatura ambiantă a aerului, umiditatea aerului, temperatura solului, umiditatea solului, luminozitatea Lux și RGB.

Pasul 2: Lucruri utilizate în acest proiect

Proiect de lege de materiale:

1) component solar: un strat subțire de rășină permite utilizarea în exterior

2) Chip LiPo Rider Pro: încărcați toate proiectele în 5 V

3) Microcontroler cu cip Nucleo STM 32L432KC: oferă un mod accesibil și flexibil utilizatorilor de a încerca idei noi și de a construi prototipuri cu orice linie de microcontroler STM32

4) Modul Sigfox Wisol: pentru proiectarea prototipului IOT cu rețele Sigfox

5) Ecran LCD: Se conectează la un microcontroler prin intermediul magistralei I2C sau SPI

6) Baterie Li-Ion 3, 7V 1050mAh: protecție împotriva supraîncărcărilor și descărcărilor.

7) Senzor de umiditate gravitațională SEN0193: cunoașteți concentrația de apă din pământ. Senzorul furnizează o tensiune analogică în funcție de conținutul de apă.

8) Senzor de temperatură și umiditate DHT22: cunoaște temperatura și umiditatea aerului și comunică cu un microcontroler de tip arduino sau compatibil printr-o ieșire digitală.

9) Senzor de temperatură Grove: cunoașteți temperatura solului, iar acest modul este conectat la o intrare digitală a Grove Base Shield sau Mega Shield printr-un cablu cu 4 conductori inclus.

10) Senzor de culoare ADA1334: detectează culoarea unei surse de lumină sau a unui obiect. Comunica printr-un port I2C

11) Senzor de lumină TSL2561: măsurați o luminozitate de la 0,1 la 40000 Lux. Comunică cu un microcontroler Arduino prin magistrala I2C.

Software:

1) SolidWorks (model solid de proiectare)

2) Paint 3d (proiectează pictograma aplicației)

3) Altium (trageți PCB-ul)

4) Mbed (scrieți codul pentru card)

Pasul 3: Pasul de implementare

După ce cunoaștem materialul și software-ul pe care îl vom folosi, trebuie să realizăm o serie de pași

1) ar trebui să simulăm circuitul cu ajutorul Altium

2) ar trebui să facem unele sarcini de proiectare, de exemplu: proiectarea unui model solid prin intermediul SolidWorks, proiectarea pictogramei aplicației prin intermediul Paint 3d

3) dacă circuitul este corect, putem realiza circuitul pe PCB cu materialele pe care le-am pregătit încă

4) după conectarea circuitului, ar trebui să sudăm componenta și să testăm calitatea circuitului

5) la final, ar trebui să împachetăm circuitul cu modelul solid pe care l-am terminat deja

Pasul 4: Principiul de lucru

Senzor capacitiv de umiditate a solului SKU: introduceți-l în solul din jurul plantelor dvs. și impresionați-vă prietenii cu date în timp real privind umiditatea solului

Senzor de temperatură și umiditate DHT11 ST052: conectați senzorul la pinii de pe placă Senzor de culoare ADA1334: are elemente de detectare a luminii RGB și Clear. Un filtru de blocare IR, integrat pe cip și localizat la fotodiodele de detectare a culorii, minimizează componenta spectrală IR a luminii primite și permite efectuarea corectă a măsurătorilor culorilor.

Senzor de temperatură Grove: introduceți-l în solul din jurul plantelor dvs. Termometrul digital DS18B20 oferă măsurători de temperatură de la 9 biți la 12 biți Celsius și are o funcție de alarmă cu puncte de declanșare superioare și inferioare programabile de către utilizator, nevolatile.

Senzor de lumină TSL2561: Senzorul are o interfață digitală (i2c). Puteți selecta una dintre cele trei adrese, astfel încât să puteți avea până la trei senzori pe o placă, fiecare cu o adresă i2c diferită. ADC-ul încorporat înseamnă că îl puteți utiliza cu orice microcontroler, chiar dacă nu are intrări analogice.

1) Folosirea senzorilor pentru colectarea datelor

2) Datele vor fi transmise microcontrolerului

3) Microcontrolerul va executa programul pe care l-am scris deja și va transmite datele către modulul Sigfox Wisol

4) Modulul Sigfox Wisol va transmite datele către site-ul web Sigfox Backend prin antenă

Pasul 5: Conexiune dispozitiv

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

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

Wisol serial (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

AnalogIn umiditate (A1); // analog

Sonda DS1820 (A0); // analog

Steag DigitalIn (D6); // controlul ecranului comutatorului

Pasul 6: Codul Mbed

Puteți găsi codul mbed acolo:

Pasul 7: Prelucrarea și analiza datelor

După trimiterea datelor către site-ul web Sigfox, deoarece Sigfox limitează fiecare mesaj la maximum 12 octeți (96 biți), așa că am atribuit măsurători diferite la dimensiuni diferite de octeți și am setat datele la hexazecimal. Pentru a permite utilizatorilor să primească date mai clar și mai convenabil, trimitem datele de la Sigfox pe platforma cloud, pe platforma cloud, prezentăm datele și le analizăm. Procesul de implementare este după cum urmează:

1) Înregistrați dispozitivele noastre pe platforma cloud

2) Introduceți site-ul web al ediției de apel invers a dispozitivului Sigfox

3) Setați configurarea parametrilor

4) Puneți un link de cont pentru dispozitiv pe platforma cloud în modelul de adresă URL (apelați înapoi adresa serverului)

5) Completați callbackBody (corpul de informații pentru cererea de returnare)

6) Salvați setările

Imaginea arată rezultatul pe platforma Ubidots, putem vedea că datele sunt convertite în zecimale, astfel încât să primim date mai clar și mai convenabil și putem privi în detaliu diagrama fiecărei date, de exemplu: putem găsi cele mai mari temperatura din aer

Pasul 8: Optimizați consumul de sistem

Există un regulator între mini USB și Vin în MCU, acest regulator va crește pierderea, pentru a minimiza pierderea sistemului nostru, vom alimenta microcontrolerul de la ieșirea digitală și, atunci când nu vom folosi sistemul, vom face microcontrolerul și senzorii de somn. Dovedim că aceste două metode pot reduce efectiv pierderea:

1) Adăugați un rezistor între microcontroler și generator

2) Găsiți curentul prin rezistența de pe osciloscop

3) Aduceți senzorii în repaus și recuperați curentul prin rezistența de pe osciloscop

4) Aduceți microcontrolerul în repaus și recuperați curentul prin rezistența de pe osciloscop Rezultatele noastre experimentale sunt după cum urmează.

Descoperim că atunci când facem microcontrolerul să adoarmă, pierderea sistemului este minimizată. Și când microcontrolerul este trezit, senzorii pot colecta date și le pot trimite la Sigfox. Dar există o problemă, când punem microcontrolerul în repaus, există încă curent între MCU și senzori, cum să eliminăm acest curent? Folosind Mosfet, conectăm poarta cu ieșirea digitală a MCU, conectăm drenajul cu senzori și conectăm sursa cu pinul de 3, 3V de MCU. Când tensiunea porții este mai mică decât Vgs (tensiunea pragului porții), există blocul între sursă și drenaj, nu există tensiune la capătul senzorilor. Deci, când facem microcontrolerul să stea, trebuie să ne asigurăm că tensiunea porții este mai mică decât Vgs, iar când MCU funcționează, tensiunea porții ar trebui să fie mai mare decât Vgs, acestea sunt regulile pentru găsirea Mosfet aplicabil.