Sera Projesi (RAS): Plantasyonumuzda Tepki Verecek Elementleri İzleyin: 18 Adım (Resimlerle)

2024 Yazar: John Day | [email protected]. Son düzenleme: 2024-01-30 13:20

Bu proje, hava sıcaklığı, parlaklık ve nemin yanı sıra koru sıcaklığı ve nemini izlemeyi önermektedir. Actoborad.com web sitesinde çok okunabilir olan bu önlemleri ağ oluşturmayı da önermektedir.

Bunu yapmak için, Nucleo mikrodenetleyici L432KC'ye 4 sensör bağlarız:

- Adafruit'ten bir parlaklık sensörü TLS2561;

- Gotronic'ten bir nem ve sıcaklık sensörü DHT22;

- bir sıcaklık probu DS1820;

- bir nem sensörü Grove - Seeed Studio'dan nem sensörü

Ölçümler her 10 dakikada bir yapılır ve Sigfox'un Breakout TD1208'i aracılığıyla ağa bağlanır. Daha önce de belirtildiği gibi, bu, Actoboard.com web sitesinde okunabilir. Bu mikrodenetleyicide ayrıca, yapılan son önlemleri kalıcı olarak görüntüleyen bir OLED Ekran 128x64 ekran takılıdır. Son olarak, 8x20cm fotovoltaik hücre ve 1.5Ah pil sayesinde sistem elektriksel olarak kendi kendine yeterlidir. Seeed Studio tarafından bir LiPo Rider Pro ile Nulceo'ya bağlanırlar. Sistem 3D baskılı bir kutuya konur.

Sinoptikte de görebileceğiniz gibi.

os.mbed.com aracılığıyla mikrodenetleyicide derlenen koda 'main.cpp' adı verilir. Kullanılan kütüphaneler aşağıdaki linkte mevcuttur, projemiz mbed nedir:

1. Adım: Ağ Oluşturma

Bu projenin önemli bir parçası, ölçümleri ağ üzerinden yapmak ve bunları kolayca erişilebilir kılmaktı. Her 10 dakikada bir sensörler farklı parametreleri ölçer ve ölçümlerini iletmek için bir sigfox TD1208 modülü kullanılır. Sonuçlar Actoboard web sitesinde mevcuttur:

Bluemix hesabı oluşturduktan sonra sonuçlarımızı grafiksel olarak görüntülemek için Node-red uygulamasını kullanabiliriz.

Actoboard'dan bilgileri kurtarmak için Node-red üzerinde programlama

Sonuçları gerçek zamanlı olarak görüntülemek için genel bağlantı:

2. Adım: Bileşenler

Bu proje için kullanılan ana bileşenlerin bir listesi:

Mikrodenetleyici: Nucleo STM32L432KC

Ekran: LCD ekran

Sigfox: Sigfox modülü

Sensörler hakkında:

- Hava sensörü: DHT22 (Sıcaklık ve nem)

- Zemin sensörleri: Koru sıcaklığı ve Koru nemi

- Parlaklık sensörü: Işık sensörü

Güç kaynağı:

- LIPO (beslenme adaptör Kartı)

- Pil

- Fotovoltaik panel

Adım 3: Tüketim

Projemizin en önemli noktalarından biri, sistemin enerjide otonom olması gerektiğidir. Bunun için bir pil ve bir güneş pili kullanıyoruz. Batarya 3,7 V: 3, 885 Wh voltaj ile 1 saatte 1050 mA akım verebilir. Güneş pili pili şarj etmek için kullanılır, 360 mA altında 5,5 V'luk bir voltaj ve 2 W'a eşit bir güç sağlar.

Sistemimizin teorik tüketimi: - Sıcaklık sensörü DHT22: maksimum 1,5 mA ve hareketsiz durumda 0,05 mA - Koru sıcaklık sensörü: maksimum 1,5 mA - Işık sensörü: 0,5 mA - Çekirdek Arabası: + 100 mA - LCD ekran: 20 mA - Sigfox TD1208 modül: 24 mA gönderiyor (bu projede bu modül ile hiçbir şey alınmıyor) ve hareketsiz durumda 1,5 μA

Dinlenme durumunda, pilin gücüyle karşılaştırıldığında tüketim ihmal edilebilir. Sistem uyku modundan çıktığında (her 10 dakikada bir) tüm sensörler ölçüm yapar, ekranda sonucu gösterir ve sigfox modülü bu sonuçları iletir. Tüm bileşenlerin şu anda maksimum tükettiği kabul edilir: her 10 dakikada bir yaklaşık 158 mA kullanıyoruz, yani 1 saatte 6 * 158 = 948 mA. Pil tamamen boşalmadan önce bir saatten biraz fazla dayanabilir.

Amaç, pili yeniden şarj etmek için mümkün olan en az gereksinime sahip olmak için minimum enerji harcamaktır. Aksi takdirde güneş pili bir süre güneş ışığı almazsa boşalacak olan pili şarj edemez ve sistemimiz kapanır.

Adım 4: PCB Tasarlayın

PCB kısmına başlayalım!

Bu kadar zamanımızı alacağını düşünmediğimiz bir adım için pek çok sorun yaşadık. İlk hata: PCB'yi birkaç yerde kaydetmemiş olmak. Gerçekten de, USB'de bazı problemler olduğunda gerçekleşen ilk PCB silindi. Artık USB içindeki tüm dosyalara erişilemiyor. Projemizin sanayileşmesi için birdenbire bu yapboz için gerekli enerjiyi bulmak gerekti. Önemli olan küçük ayrıntı, bağlantıların tümünün PCB'nin alt tarafında olması ve bir kütle planı oluşturması gerekir. Cesaret bulduktan sonra, ALTIUM'daki elektronik düzeni aşağıda gördüğünüz gibi tekrar yapabiliriz:

Adım 5:

Sensörleri, Nucleo kartını, Sigfox modülünü ve LCD ekranı içerir.

PCB kısmına geçiyoruz, üzerinde çok zaman kaybediyoruz ama sonunda başardık. Basıldıktan sonra test ediyoruz… ve işte drama. Yarım NÜKLEO kartı ters çevrilir. Yukarıdaki şemaya da bakabiliriz. Sol NÜKLEO dalı üstten başlayarak 1'den 15'e, sağdaki dalı da üstten 15'e 1'e kadar. Hiçbir şeyin işe yaramadığı şey. Aklını toparlamak, tüm bağlantılara dikkat ederek acil durum PCB'sini 3. kez tekrarlamak gerekiyordu. Hallelujah PCB oluşturuldu, aşağıdaki resimde görebiliriz:

6. Adım:

Her şey mükemmeldi, Bay SamSmile tarafından yapılan kaynaklar eşsiz güzellikteydi. Gerçek olamayacak kadar iyi mi? Gerçekten de, tek sorun:

7. Adım:

Biraz daha yakınlaştırın:

Adım 8:

Sağdaki haritada, PCB'nin D7'de bir SDA bağlantısına ve D8'de bir SCL'ye (tam ihtiyacımız olan) dayandığını görüyoruz. Ancak bileşenlerle test ettiğimizde, alınan bilgilerin tutarsızlığını anlamadık ve aniden ikinci belgedeki belgelere tekrar baktığımızda D7 ve D8'de herhangi bir özgünlük olmadığını fark ettik.

Sonuç olarak, kolay yönlendirme için PCB üzerindeki bağlantıları uyarlamadan önce ekmek yapımımız çok iyi çalışıyor. Ancak bir kez PCB üzerinde değişiklik yapılmadığında, bu sürümdeki ışık sensörü hariç tüm sensörlere rağmen bilgileri alıyoruz.

9. Adım: 3D KUTU Tasarlayın

3D tasarım kısmına başlayalım!

Burada, tüm sistemimizi karşılamak için kutunun 3D tasarım kısmını açıklıyoruz. Çok zaman aldı ve nedenini anlayacaksın. Özetlemek gerekirse: PCB'yi ve ilgili tüm bileşenlerini kutumuzda tutabilmeliyiz. Yani LCD ekranı düşünün, aynı zamanda tüm sensörleri, ölçümlerinde kullanılabilir ve etkili olabilmeleri için her biri için bir boşluk sağlayarak düşünün. Ayrıca pile bağlı LIPO kartı ve sistemimizi otonom hale getiren bir fotovoltaik panel ile güç kaynağına da ihtiyaç duyar. PCB'yi, tüm sensörleri, ekranı ve pile bağlı LIPO kartını içeren bir ilk kutu hayal ediyoruz. Açıkçası LCD ekran, ışık sensörü (gizliyse veya yan taraftaysa gerçek ışığı almayacaktır) için belirli bir yer öngörmek gerekir, sıcaklık sensörü için DHT22 için ölçüm yapabilmesi gerekir. doğrudan toprakla temas etmesi gereken koru nem sensörünü unutmadan tesise yakın değer. Anteni sigfox modülüne bağlamak için deliği ve fotovoltaik panellerin oğlunu LIPO haritasına geçirmek için başka bir deliği unutmuyoruz. İşte ana kutu:

Adım 10:

Fotovoltaik paneli yerleştirmek ve paneli LIPO kartına bağlamak için bir parçaya ihtiyacımız var.

İşte sonuç:

Adım 11:

Bu harika kutuyu kapatabilmeliyiz!

İşte uyarlanmış kapak:

Adım 1/2:

Gördüğümüz gibi bu, daha iyi stabilite için ana kutunun içine giren dişlere sahip bir kapaktır.

İşte harika kutumuza eklediğimiz zaman:

Adım 13:

Direnç kazanmak için kutunun içinde ve aynı zamanda iki parçayı sıkı bir şekilde tutan ve içindeki bileşenlerin güvenilirliğini ve güvenliğini sağlayan kapakta bulunan bir kayar kapı eklenir.

İşte sürgülü kapının ilk versiyonu:

Adım 14:

Daha da ileri gitmek için, fotovoltaik modülü ana kutuya dahil etmeyi düşündük, böylece ışık sensörü ve stratejik konumu ile aynı seviyede olacak ve otonom sistemin 'United' gibi bir şey olduğunu hissettirecek.

İşte daha önce sunulan fotovoltaik modülün klipsleme imkanına sahip sürgülü kapının ikinci versiyonu:

Adım 15:

Zaten muhteşem kapağı olan harika kutumuza eklediğimiz zaman:

16. Adım:

Biraz kayboldun mu? Bu sihirli kutunun son halinin ne olduğunu size gösterelim!

Adım 17:

(Sağlamlık istendiği için şimdilik 3D yazıcı sayesinde yazdıramadığımız hasar, yaptığım bir şey, ancak biraz fazla olduğuna inanmalıyım, aslında kalınlık 4 mm'den büyük, bu yüzden ben çok malzeme alacağı için basamadım, çok üzücü)… Ama basmak için çok geç değil, en azından zevk için de olsa = D

Çok güzel:

18. Adım:

Teşekkürler.