Sensor GreenHouse: 8 Langkah

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2024-01-30 11:10

Sensor GreenHouse Tutorial

Disedari oleh Alain Wei dibantu oleh Pascal Chencaptors | sigfox | ubidots

1. Objektif
2. Perkara yang digunakan dalam projek ini
3. Langkah pelaksanaan
4. Prinsip kerja
5. Sambungan peranti
6. Kod mbed
7. Pemprosesan dan analisis data
8. Mengoptimumkan penggunaan sistem
9. Gambar

Langkah 1: Objektif

Untuk projek ini, saya ingin mewujudkan sistem tenaga autonomi, dan saya harus mengukur: suhu persekitaran udara, kelembapan udara, suhu tanah, kelembapan tanah, kecerahan Lux dan RGB.

Langkah 2: Perkara Yang Digunakan dalam Projek Ini

Bil bahan:

1) komponen solar: lapisan nipis resin membolehkan penggunaan luar

2) Chip LiPo Rider Pro: cas semua projek anda dalam 5 V

3) Chip microcontroller Nucleo STM 32L432KC: menyediakan cara yang berpatutan dan fleksibel bagi pengguna untuk mencuba idea baru dan membina prototaip dengan mana-mana garis mikrokontroler STM32

4) Modul Sigfox Wisol: untuk merancang prototaip IOT anda dengan rangkaian Sigfox

5) LCD Skrin: Ia menghubungkan ke pengawal mikro melalui bas I2C atau SPI

6) Bateri Li-Ion 3, 7V 1050mAh: perlindungan daripada beban dan pelepasan yang berlebihan.

7) Sensor Kelembapan Graviti SEN0193: ketahui kepekatan air di dalam tanah. Sensor memberikan voltan analog bergantung pada kandungan air.

8) Sensor suhu dan kelembapan DHT22: mengetahui suhu dan kelembapan udara, dan berkomunikasi dengan jenis mikrokontroler arduino atau serasi melalui output digital.

9) Sensor suhu grove: ketahui suhu tanah, dan modul ini disambungkan ke input digital Grove Base Shield atau Mega Shield melalui kabel 4-konduktor yang disertakan

10) Sensor warna ADA1334: mengesan warna sumber cahaya atau objek. Ia berkomunikasi melalui port I2C

11) Sensor cahaya TSL2561: mengukur kecerahan 0.1 hingga 40000 Lux. Ia berkomunikasi dengan mikrokontroler Arduino melalui bas I2C.

Perisian:

1) SolidWorks (reka bentuk model pepejal)

2) Cat 3d (reka ikon aplikasi)

3) Altium (lukiskan pcb)

4) Mbed (tulis kod untuk kad)

Langkah 3: Langkah Pelaksanaan

Setelah mengetahui bahan dan perisian yang akan kami gunakan, ada beberapa langkah yang harus kami sedari

1) kita harus mensimulasikan litar dengan menggunakan Altium

2) kita harus melakukan beberapa pekerjaan reka bentuk, contohnya: reka bentuk model pepejal dengan SolidWorks, reka ikon aplikasi dengan menggunakan Paint 3d

3) jika litar betul, kita dapat menyedari litar pada PCB dengan bahan yang kita siapkan

4) setelah menyambungkan litar, kita harus mengimpal komponen dan menguji kualiti litar

5) pada akhirnya, kita harus membungkus litar dengan model pepejal yang sudah kita siapkan

Langkah 4: Prinsip Kerja

SKU Sensor Kelembapan Tanah Kapasitif: masukkan ke dalam tanah di sekitar tanaman anda dan kagumi rakan anda dengan data kelembapan tanah masa nyata

Sensor suhu dan kelembapan DHT11 ST052: sambungkan sensor ke pin pada papan Sensor warna ADA1334: mempunyai elemen penginderaan cahaya RGB dan Jelas. Penapis penyekat IR, disepadukan pada cip dan dilokalisasikan ke fotodioda penginderaan warna, meminimumkan komponen spektrum IR cahaya yang masuk dan memungkinkan pengukuran warna dibuat dengan tepat.

Sensor suhu grove: masukkan ke dalam tanah di sekitar tanaman anda, termometer digital DS18B20 menyediakan pengukuran suhu 9-bit hingga 12-bit Celsius dan mempunyai fungsi penggera dengan titik pemicu atas dan bawah yang tidak dapat diprogram pengguna.

Sensor cahayaTSL2561: Sensor mempunyai antara muka digital (i2c). Anda boleh memilih salah satu daripada tiga alamat sehingga anda dapat memiliki hingga tiga sensor pada satu papan, masing-masing dengan alamat i2c yang berbeza. ADC bawaan bermaksud anda boleh menggunakannya dengan mikrokontroler apa pun, walaupun tidak mempunyai input analog.

1) Menggunakan sensor untuk mengumpulkan data

2) Data akan dihantar ke mikrokontroler

3) Mikrokontroler akan melaksanakan program yang telah kita tulis dan akan menghantar data ke Modul Sigfox Wisol

4) Modul Sigfox Wisol akan menghantar data ke laman web Sigfox Backend melalui antena

Langkah 5: Sambungan Peranti

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

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

Serial 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

AnalogIn humidite (A1); // analog

Siasatan DS1820 (A0); // analog

Bendera DigitalIn (D6); // kawalan skrin suis

Langkah 6: Kod Mbed

Anda boleh mendapatkan kod mbed di sana:

Langkah 7: Pemprosesan dan Analisis Data

Setelah mengirim data ke laman web Sigfox, kerana Sigfox membatasi setiap mesej hingga maksimum 12 bait (96 bit), jadi kami memberikan pengukuran yang berbeza untuk ukuran bait yang berbeza, dan kami menetapkan data ke heksadesimal. Untuk membolehkan pengguna menerima data dengan lebih jelas dan senang, kami menghantar data dari Sigfox ke platform awan, di platform awan, kami mempersembahkan data dan menganalisisnya. Proses pelaksanaannya adalah seperti berikut:

1) Daftarkan peranti kami ke platform cloud

2) Masukkan laman web edisi panggilan balik peranti Sigfox

3) Tetapkan konfigurasi parameter

4) Masukkan pautan akaun untuk peranti di platform awan dalam corak url (panggil balik alamat pelayan)

5) Isi callbackBody (badan maklumat untuk permintaan callback)

6) Simpan tetapan

Gambar menunjukkan hasilnya di platform Ubidots, kita dapat melihat bahawa data ditukar menjadi perpuluhan, jadi kita menerima data dengan lebih jelas dan mudah, dan kita dapat melihat gambarajah setiap data secara terperinci, misalnya: kita dapat mencari yang tertinggi suhu di udara

Langkah 8: Optimumkan Penggunaan Sistem

Terdapat pengatur antara mini usb dan Vin di MCU, pengatur ini akan meningkatkan kerugian, untuk mengurangkan kerugian sistem kami, kami akan memberi makan mikrokontroler dari output digital, dan ketika kami tidak menggunakan sistem, buat mikrokontroler dan sensor tidur. Kami membuktikan bahawa kedua-dua kaedah ini dapat mengurangkan kerugian dengan berkesan:

1) Tambahkan perintang antara mikrokontroler dan penjana

2) Cari arus melalui rintangan pada osiloskop

3) Jadikan sensor tidur, dan pulihkan arus melalui rintangan pada osiloskop

4) Buat tidur mikrokontroler, dan pulihkan arus melalui rintangan pada osiloskop Hasil eksperimen kami adalah seperti berikut

Kami dapati bahawa apabila kami membuat mikrokontroler tidur, kehilangan sistem dapat diminimumkan. Dan ketika mikrokontroler terbangun, sensor dapat mengumpulkan data dan mengirimkannya ke Sigfox. Tetapi ada masalah, ketika kita membuat mikrokontroler tidur, masih ada arus antara MCU dan sensor, bagaimana untuk menghilangkan arus ini? Menggunakan Mosfet, Kami menghubungkan gerbang dengan output digital MCU, kami menghubungkan saluran dengan sensor, dan kami menghubungkan sumber dengan pin 3, 3V MCU. Apabila voltan gerbang lebih kecil daripada Vgs (voltan ambang pintu), ada blok antara sumber dan longkang, tidak ada voltan di hujung sensor. Oleh itu, apabila kita membuat mikrokontroler tidur, kita mesti memastikan voltan gerbang lebih kecil daripada Vgs, dan ketika MCU berfungsi, voltan gerbang harus lebih besar dari Vgs, ini adalah peraturan untuk mencari Mosfet yang berlaku.