Observatorium Dalam Ruangan Sederhana: 9 Langkah (dengan Gambar)

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Terakhir diubah: 2024-01-30 09:56

Proyek ini akan menunjukkan cara membuat observatorium sederhana dengan beberapa sensor yang ada dan mudah didapat. Memang, saya membangun ini untuk salah satu siswa saya. Siswa ingin mengetahui bagaimana pengaruh sinar matahari terhadap suhu dan kelembaban ruangan. Besaran-besaran fisis yang diminati dalam proyek ini adalah (1) intensitas cahaya, (2) kelembaban, (3) suhu dan (4) tekanan udara. Dengan informasi tersebut, Anda akan dapat membuat sistem atau perangkat lain untuk mengontrol AC, humidifier atau pemanas untuk membuat lingkungan ruangan yang nyaman.

Langkah 1: Mempersiapkan Sensor

Anda dapat membangun sirkuit dengan sensor berikut atau cukup membeli papan modul dari sensor atau papan modul tersebut.

1. Sensor Cahaya Sekitar TEMT6000 (Datasheet PDF)

2. Tekanan dan Suhu BMP085 atau BMP180 (*mereka adalah produk lama, Anda mungkin perlu mencari alternatif lain) (dokumen pembelajaran dari Adafruit)

3. Sensor Suhu dan Kelembaban DHT11 (dokumen pembelajaran dari Adafruit)

4. Sensor sinar UV GUVA-S12SD (Datasheet PDF)

Untuk penggunaan sensor, saya telah melampirkan beberapa tautan referensi. Anda mungkin menemukan beberapa tutorial dan referensi yang berguna di internet.

Langkah 2: Mempersiapkan Prosesor Utama

Saya telah memilih papan Arduino Uno untuk menguji sistem dan pengkodean. Namun, saya menemukan bahwa atmega328P tidak memiliki cukup memori untuk menyimpan dan menjalankan kode jika lebih banyak sensor ditambahkan. Oleh karena itu, saya menyarankan Anda untuk menggunakan papan Arduino atmega2560 saat Anda membutuhkan lebih dari 4 sensor.

Pengontrol mikro (MCU):

· Papan Atmega328P untuk Arduino

· Atau papan Atmega2560 untuk Arduino

Langkah 3: Mempersiapkan Sistem

Saya ingin mengukur beberapa karakteristik fisik di outdoor dan indoor. Akhirnya, saya menghubungkan sensor berikut ke papan Atmega2560.

Lingkungan dalam ruangan:

1. Tekanan dan Suhu BMP180 x 1 pcs

2. Sensor Suhu dan Kelembaban DHT11 x 1 pcs

Lingkungan luar ruangan:

1. Sensor Cahaya Sekitar TEMT6000 x 1 pcs

2. Tekanan dan Suhu BMP085 x 1 pcs

3. Sensor Suhu dan Kelembaban DHT11 x 1 pcs

4. Sensor sinar UV GUVA-S12SD x 1 pcs

Anda mungkin menemukan bahwa saya menggunakan sensor yang berbeda untuk mengukur tekanan. Itu hanya karena saya tidak memiliki papan modul BMP180 ketika saya membangun sirkuit. Saya menyarankan Anda untuk menggunakan sensor yang sama jika Anda perlu memiliki pengukuran yang tepat dan perbandingan yang adil.

Langkah 4: Mempersiapkan Pencatatan Data

Selain itu, saya ingin perangkat menyimpan data tanpa terhubung ke komputer. Saya menambahkan modul pencatatan data dengan jam waktu nyata. Berikut ini adalah item untuk logging data dan koneksi kabel.

· Kartu SD

· Baterai koin CR1220

· Modul data logging untuk Arduino (dokumen pembelajaran dari Adafruit)

Langkah 5: Mempersiapkan Alat

Berikut ini adalah beberapa alat atau perangkat yang akan dibutuhkan untuk membangun rangkaian.

• Alat Pembungkus 30AWG
• Besi solder
• Kawat solder (Tanpa timah)
• Papan tempat memotong roti
• header 2,54 mm
• Kabel jumper
• Kabel pembungkus (30AWG)
• Lem panas
• Pencetakan 3D (Jika Anda memerlukan kasing untuk perangkat Anda)
• Arduino IDE (Kami membutuhkan ini untuk memprogram papan pengontrol Mikro)

Langkah 6: Reset DS1307 Real Time Clock (RTC) pada Modul Data Logging

Saya ingin menggunakan data untuk eksperimen ilmiah. Dengan demikian, waktu pengukuran yang tepat penting untuk analisis data. Menggunakan fungsi delay() dalam pemrograman akan menyebabkan kesalahan pengukuran dalam pergeseran waktu. Sebaliknya, saya tidak tahu bagaimana melakukan pengukuran waktu nyata yang tepat hanya pada platform Arduino. Untuk menghindari kesalahan waktu pengambilan sampel atau meminimalkan kesalahan pengukuran, saya ingin mengambil setiap sampel pengukuran dengan catatan waktu. Untungnya, modul data logging memiliki real time clock (RTC). Kita dapat menggunakannya untuk menampilkan waktu pengambilan sampel data.

Untuk menggunakan RTC, saya mengikuti instruksi (tautan) untuk mereset RTC. Saya sarankan untuk melakukan ini dengan papan Arduino Uno terlebih dahulu. Itu karena Anda harus memodifikasi sirkuit saat menggunakan papan Atmega2560 (koneksi I2C berbeda). Setelah Anda mengatur RTC, Anda tidak boleh melepas baterai cr1220. Sementara itu, silakan periksa kondisi baterai sebelum data logging.

Langkah 7: Koneksi

Saya telah memisahkan pengukuran indoor dan outdoor. Jadi, saya telah membuat dua header untuk menghubungkan dua kelompok sensor yang berbeda. Saya menggunakan ruang kosong pada modul data logging untuk memasang header. Untuk menyelesaikan koneksi sirkuit, saya menggunakan solder dan pembungkus. Proses pembungkusan bersih dan praktis, sementara sambungan solder kuat dan aman. Anda dapat memilih metode yang nyaman untuk membangun sirkuit. Jika Anda menggunakan papan Atmega2560, pastikan Anda telah membuat koneksi lompat untuk pin SDA dan SCL. Sambungan RTC pada pelindung pencatatan data harus disambungkan kembali.

Untuk menghubungkan sensor, saya menyolder header pada modul sensor dan kemudian saya menggunakan pembungkus kawat untuk menghubungkan semua sensor ke header. Saat Anda menggunakan modul sensor yang keluar, saya menyarankan Anda untuk memeriksa voltase pengoperasian dengan hati-hati. Beberapa modul sensor menerima input 5V dan 3,3 V tetapi beberapa dibatasi untuk menggunakan 5V atau 3.3V saja. Tabel berikut menunjukkan modul sensor yang digunakan dan tegangan operasi.

Meja. Modul sensor dan tegangan operasi

Langkah 8: Pemrograman MCU

Untungnya, saya dapat menemukan contoh aplikasi untuk semua sensor. Jika Anda baru menggunakannya, Anda dapat mengunduhnya di internet atau Anda dapat menginstalnya dengan menggunakan pengelola perpustakaan di Arduino IDE.

Saya memprogram sistem mengeluarkan string untuk setiap sampel. String akan dikeluarkan dan disimpan di kartu SD yang terpasang. Jika Anda perlu melihat data, matikan perangkat lalu lepaskan kartu SD. Kemudian, Anda dapat memasang kartu SD ke pembaca kartu. File akan disimpan sebagai file csv. Setelah Anda mengunduh file data ke komputer, Anda dapat melihatnya dengan program teks atau program lembar kerja.

(Anda dapat mengunduh kode sumber di file terlampir.)

Langkah 9: Uji dan Gunakan

Penting bagi Anda untuk memahami arti dari data tersebut. Frekuensi sampling merupakan salah satu parameter penting. Interval waktu pengukuran saat ini adalah 1 menit, Anda mungkin perlu mengubahnya.

Selain itu, Anda akan menemukan ukuran suhu DHT11 tidak akurat. Jika Anda membutuhkan nilai yang lebih tepat, Anda bisa menggunakan pembacaan suhu sensor tekanan BMP.

Terima kasih telah membaca ini!