GreenHouse -sensor: 8 trin

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sidst ændret: 2024-01-30 08:28

Tutorial GreenHouse Sensor

Realiseret af Alain Wei assisteret af Pascal Chencaptors | sigfox | ubidots

1. Mål
2. Ting, der bruges i dette projekt
3. Implementeringstrin
4. Arbejdsprincip
5. Enhedsforbindelse
6. Mbed -koden
7. Databehandling og analyse
8. Optimer forbruget af system
9. Fotos

Trin 1: Mål

Til dette projekt vil jeg gerne realisere et autonomt energisystem, og jeg skal måle: luftens omgivende temperatur, luftens fugtighed, jordens temperatur, jordens fugtighed, Lux og RGB -lysstyrke.

Trin 2: Ting, der bruges i dette projekt

Stykliste:

1) solkomponent: et tyndt lag harpiks tillader udendørs brug

2) Chip LiPo Rider Pro: oplader alle dine projekter i 5 V

3) Chip -mikrokontroller Nucleo STM 32L432KC: giver en overkommelig og fleksibel måde for brugerne at afprøve nye ideer og bygge prototyper med enhver STM32 -mikrokontrollerlinje

4) Modul Sigfox Wisol: til design af din IOT -prototype med Sigfox -netværk

5) Skærm -LCD: Den opretter forbindelse til en mikrokontroller via I2C- eller SPI -bussen

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

7) Gravity Fugtighedssensor SEN0193: kender koncentrationen af vand i jorden. Sensoren leverer en analog spænding afhængigt af vandindholdet.

8) Temperatur- og fugtighedsføler DHT22: kender luftens temperatur og fugtighed og kommunikerer med en mikrokontroller arduino -type eller kompatibel via en digital udgang.

9) Grove temperatursensor: kend jordens temperatur, og dette modul er forbundet til en digital indgang til Grove Base Shield eller Mega Shield via et 4-leder kabel inkluderet

10) Farvesensor ADA1334: registrer farven på en lyskilde eller et objekt. Det kommunikerer via en I2C -port

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

Software:

1) SolidWorks (design solid model)

2) Mal 3d (design applikationsikonet)

3) Altium (tegn PCB)

4) Mbed (skriv kode til kort)

Trin 3: Implementeringstrin

Efter at have kendskab til materialet og softwaren, som vi vil bruge, er der en række trin, vi bør realisere

1) vi skulle simulere kredsløbet ved hjælp af Altium

2) vi bør udføre nogle job med design, for eksempel: designe solid model ved hjælp af SolidWorks, designe applikationsikonet ved hjælp af Paint 3d

3) hvis kredsløbet er korrekt, kan vi realisere kredsløbet på PCB med de materialer, vi har forberedt endnu

4) efter tilslutning af kredsløb skal vi svejse komponent og teste kredsløbets kvalitet

5) i slutningen skal vi pakke kredsløbet med den solide model, som vi allerede har afsluttet

Trin 4: Arbejdsprincip

Kapacitiv jordfugtighedssensor SKU: indsæt den i jorden omkring dine planter og imponere dine venner med jordfugtighedsdata i realtid

Temperatur- og fugtighedsføler DHT11 ST052: tilslut sensoren til stifterne på tavlen Farvesensor ADA1334: har RGB og Clear light sensing -elementer. Et IR-blokeringsfilter, integreret on-chip og lokaliseret til de farvefølende fotodioder, minimerer IR-spektralkomponenten i det indgående lys og gør det muligt at foretage farvemålinger nøjagtigt.

Grove temperatursensor: indsæt den i jorden omkring dine planter, DS18B20 digitalt termometer giver 9-bit til 12-bit Celsius temperaturmålinger og har en alarmfunktion med ikke-flygtige brugerprogrammerbare øvre og nedre triggerpunkter.

Lyssensor TSL2561: Sensoren har en digital (i2c) grænseflade. Du kan vælge en af tre adresser, så du kan have op til tre sensorer på et kort, hver med en anden i2c -adresse. Den indbyggede ADC betyder, at du kan bruge dette med enhver mikrokontroller, selvom den ikke har analoge indgange.

1) Brug af sensorerne til indsamling af data

2) Dataene overføres til mikrokontrolleren

3) Mikrocontrolleren udfører det program, som vi allerede har skrevet, og overfører dataene til modul Sigfox Wisol

4) Modul Sigfox Wisol sender dataene til webstedet Sigfox Backend via antennen

Trin 5: Enhedsforbindelse

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

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

Seriel wisol (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

AnalogI humidite (A1); // analog

DS1820 -probe (A0); // analog

DigitalIn -flag (D6); // switcher skærmkontrol

Trin 6: Mbed -koden

Du kan finde mbed-koden der:

Trin 7: Databehandling og analyse

Efter at have sendt data til webstedet Sigfox, fordi Sigfox begrænser hver meddelelse til maksimalt 12 bytes (96 bit), så vi tildelte forskellige målinger til forskellige byte størrelser, og vi indstillede dataene til hexadecimal. For at give brugerne mulighed for at modtage data mere klart og bekvemt sender vi dataene fra Sigfox til cloudplatformen, på cloudplatformen præsenterer vi dataene og analyserer dem. Implementeringsprocessen er som følger:

1) Registrer vores enheder til cloudplatformen

2) Indtast hjemmesiden for Sigfox -enhedens tilbagekaldsudgave

3) Indstil parameterkonfiguration

4) Sæt et kontolink til enheden på cloudplatformen i url -mønsteret (ring tilbage til serveradressen)

5) Fyld callbackBody (informationsteksten til tilbagekaldsanmodningen)

6) Gem indstillinger

Billedet viser resultatet på platformen Ubidots, vi kan se, at dataene konverteres til decimaler, så vi modtager data mere klart og bekvemt, og vi kan se på diagrammet over hver data i detaljer, for eksempel: vi kan finde den højeste temperatur i luften

Trin 8: Optimer systemforbruget

Der er regulator mellem mini usb og Vin i MCU, denne regulator vil øge tabet, for at minimere tabet af vores system vil vi fodre mikrokontrolleren fra digital output, og når vi ikke bruger systemet, skal vi lave mikrokontrolleren og sensorer sover. Vi beviser, at disse to metoder effektivt kan reducere tabet:

1) Tilføj en modstand mellem mikrokontrolleren og generatoren

2) Find strømmen gennem modstanden på oscilloskopet

3) Få sensorerne til at sove, og genopret strømmen gennem modstanden på oscilloskopet

4) Få mikrokontrolleren til at sove, og genopret strømmen gennem modstanden på oscilloskopet Vores eksperimentelle resultater er som følger

Vi opdager, at når vi får mikrokontrolleren til at sove, minimeres systemtabet. Og når mikrokontrolleren vågner, kan sensorerne indsamle data og sende dem til Sigfox. Men der er et problem, når vi får mikrokontrolleren til at sove, er der stadig strøm mellem MCU og sensorer, hvordan fjernes denne strøm? Ved hjælp af Mosfet forbinder vi port med digital udgang fra MCU, vi tilslutter afløb med sensorer, og vi forbinder kilde med pin på 3, 3V på MCU. Når gate -spændingen er mindre end Vgs (gate -tærskelspænding), er der blokken mellem kilde og afløb, der er ingen spænding for enden af sensorerne. Så når vi får mikrokontrolleren til at sove, skal vi sikre, at gate -spændingen er mindre end Vgs, og når MCU fungerer, skal gate -spændingen være større end Vgs, det er reglerne for at finde den relevante Mosfet.