EAL - Industriel 4.0 Varme og fugtighed: 9 trin

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sidst ændret: 2024-01-30 08:29

I dette projekt har vi lavet en maskine der regulerer varmen og fugtigheden i et rum og opsamler data for at forbedre indeklimaet i et rum i fremtiden. Den kan bruges af 4 forskellige programmer og forskellige typer hardware.

Trin 1: Deleliste

Arduino: Til at indsamle data og behandle dem.

Motorkontroller: Til at aktivere peltieren og fanen, og ændre strømretningen.

Fane: til at fordele varmen.

Varme/ Fugtigheds sensor: Til at måle rummets temperatur og luftfugtighed.

Batteriboks: forbundet med motorkontrolleren for at forsyne fanen og peltieren med strøm.

Peltier: til at varmeregulere.

Arduinoen er forbundet til en temperatur og fugtigheds sensor der sender data om rummets nuværende temperatur, og en motorstyring der aktiverer strøm og styre strømretningen.

Motorkontrolleren er forbundet til en fane og en peltier, der regulerer temperatur.

Trin 2: Software

Arduino:

· Skal indsamle data fra sensorer og lave dem om til nogle Int værdier.

· Skal aktivere fanen/blæseren baseret på den data vi har opsamlet fra sensoren.

· Skal sende data videre til Node-Red via seriel porten på Arduinoen. Den afsender følgende typer oplysninger videre:

o Temperaturen målt i celsius.

o Fugtigheden målt i procent.

o Fanen og peltierens status, i form af 0 eller 1. ON/OFF

Knude rød:

· Modtager data fra Arduinoen.

· Skal opdele data i 3 kategorier: Temperatur, Fugtighed, Status.

· Skal lave en graf for Temperatur, Fugtighed og Status, over en kort tid.

· Skal vises i brugergrænseflade i maks. 60 min.

· Skal tilføje og tidspunkt på dataen.

· Skal sende data videre til phpMyAdmin

phpMyAdmin:

· Modtage data fra Node Red.

· Skal sætte dem ind i de definerede tabeller under databasen.

· Skal logge dataen.

· Skal lave en kopi af tabellerne.

· Kopierne af tabellerne skal blive aflæst af Visual Studio, således vi kan aflæse dem.

Visual Studio:

· Henter tabellerne fra phMypAdmin og sætter dem ind i tabeller der er nemme at aflæse.

· Skal kunne opdatere data ved at trykke på en knap.

Trin 3: Ledningsdiagram

Dette diagram viser det elektriske kredsløb i systemet

Trin 4: Arduino -program

Software:

For at gøre brug af vores DHT11 sensor har vi hentet”SimpleDHT11” bibliotek. Dette bibliotek tillader os at aflæse de signaler der kommer fra sensoren og laver det om til nogen værdier vi forstår. Vi tager de værdier og lægger dem over i 2 Int Tag’s,”temperatur” og”fugtighed”. Vi bruger disse tal til at vurdere om der skal reguleres på temperaturer i lokalet og afsender dem videre via vores serielport.

Vores program gør brug, hvis funktionen kan bruges til at styre hvornår tidligere og senere skal temperaturreguleres.

Der er monteret 4 knapper på Arduinoen som ændrer grænseværdierne til hvornår siden blæser og varme skal starte. Knappernes grænserværdier ligger på henholdsvis 18, 20, 22 og 24 grader. Når en af grænseværdierne er valgt vil en af de 4 ledpærer lyse så man kan se hvilken grænseværdi Arduinoen er sat på.

Trin 5: I/O -liste til Arduino

Digitale indgange

Varme & Fugtigheds sensor

int pinDHT11 = 2;

Digitale udgange

Blæser

int StroemRetning1 = 5;

int StroemRetning2 = 6;

int StroemStyrke = 7;

Varme/køle

int VarmeSide1 = 8;

int VarmeSide2 = 9;

int VarmeGrad = 10;

Trin 6: Node-rød

Vi bruger node-rød til at dele vores data, lave og brugergrænseflader samt sende vores data til en MySQL-database.

I node-red forbinder vi our Arduino hvortil der er tilsluttet en temperatur og fugtigheds sensor samt en blæser.

Data fra Arduinoen bliver først splittet ved brug af splitfunktionen og bliver lagt over i et array som vist på billedet”split”. Herefter bliver data sendt til brugergrænsefladen live.

Den data vi sender over i databasen er der indsat og forsinket på 1 besked hvert 10. sekund. Dette er for at få en kontrolleret overførsel til databasen.

Herefter opdeler dataene på samme måde som ved brugergrænsefladen. Dette gør at der kommer 3 tabeller i vores database. Temperatur, fugtighed og blæser (ON/OFF).

Efter data er blevet splittet bruges og ny funktion af afsender data ud til databasen ved at kalde til de korrekte databasetabeller. Denne funktion kan også bruges til at sende data og tid videre til databasen.

På brugergrænsefladen vises der temperatur og luftfugtighed på grafer og ure. Blæseren vises på en kurve der viser henholdsvis 1 og 0 (ON/OFF)

Der er lavet en alarm og udsender en e -mail til eksempler på teknik. Email bliver sendt lige så snart at fugtigheden eller temperatur overskrider og bestemt punkt. Jeg vil gerne sende en e -mail til mig når fugtigheden overstiger 20% og temperaturer over 25 grader celsius. Hvis højere værdier ønskes inden alarmen skal udsendes og e-mailes til teknikere, der kan ændre disse i node-red.

Trin 7: MySQL PhpMyAdmin

phpMyAdmin

Der bruges phpMyAdmin til at lagre vores data i MySQL i en database.

Node-rød er forbundet direkte til MySQL i phpMyAdmin og afsender derfor data til databasen hvert 10. sekund.

Efter data blev splittet i node rød kommer de nu over i hver sin tabel i databasen (varmelegeme, luftfugtighed og temp)

Denne tabel opdaterer automatisk lige så snart Arduinoen er forbundet med node-rød.

Tabellerne i MySQL viser tidspunkt, hvor data kommer ind på. Det er derfor muligt at gå tilbage i tiden og eksempelvis se, hvad temperaturer har været på et specifikt tidspunkt.

Vi har lavet en kopi af hver tabel (varmekopi, fugtkopi og midlertidig kopi)

Dette er gjort fordi MySQL ikke både kan læse og skrive direkte fra samme tabel på samme tid.

For at få dataene kopieret over i de kopierede tabeller har vi brugt og udløser i den oprindelige tabel.

Triggeren gør at for hver gang der kommer data fra node red og over i databasen kopierer hele tabellen over i kopi tabellen.

Trin 8: Visual Studio, Microsoft Presentation

Hendes ses præsentationer blev lavet i Visual Studio. Den viser de 3 tabeller hvor datene bliver lagret. der skal trykkes på knappen "update" for at opdatere tabellerne.