Sensor Rumah Kaca: 8 Langkah

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

Tutorial Sensor Rumah Kaca

Direalisasikan oleh Alain Wei dibantu oleh Pascal Chencaptors | sigfox | ubidot

1. Tujuan
2. Hal-hal yang digunakan dalam proyek ini
3. Langkah implementasi
4. Prinsip bekerja
5. Koneksi perangkat
6. Kode tempat tidur
7. Pemrosesan dan analisis data
8. Optimalkan konsumsi sistem
9. Foto

Langkah 1: Tujuan

Untuk proyek ini, saya ingin mewujudkan sistem energi otonom, dan saya harus mengukur: suhu lingkungan udara, kelembaban udara, suhu tanah, kelembaban tanah, Lux dan kecerahan RGB.

Langkah 2: Hal-hal yang Digunakan dalam Proyek Ini

Bill of material:

1) komponen surya: lapisan tipis resin memungkinkan penggunaan di luar ruangan

2) Chip Lipo Rider Pro: isi semua proyek Anda dalam 5 V

3) Chip mikrokontroler Nucleo STM 32L432KC: menyediakan cara yang terjangkau dan fleksibel bagi pengguna untuk mencoba ide-ide baru dan membangun prototipe dengan semua lini mikrokontroler STM32

4) Modul Sigfox Wisol: untuk merancang prototipe IOT Anda dengan jaringan Sigfox

5) Layar LCD: Terhubung ke mikrokontroler melalui bus I2C atau SPI

6) Baterai Li-Ion 3, 7V 1050mAh: perlindungan terhadap beban berlebih dan pengosongan.

7) Sensor Kelembaban Gravitasi SEN0193: mengetahui konsentrasi air di dalam tanah. Sensor memberikan tegangan analog tergantung pada kadar air.

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

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

10) Sensor warna ADA1334: mendeteksi warna sumber cahaya atau objek. Ini berkomunikasi melalui port I2C

11) Sensor cahaya TSL2561: mengukur kecerahan dari 0,1 hingga 40000 Lux. Ini berkomunikasi dengan mikrokontroler Arduino melalui bus I2C.

Perangkat lunak:

1) SolidWorks (desain model solid)

2) Paint 3d (desain ikon aplikasi)

3) Altium (menggambar PCB)

4) Mbed (tulis kode untuk kartu)

Langkah 3: Langkah Implementasi

Setelah mengetahui materi dan software yang akan kita gunakan, ada beberapa langkah yang harus kita sadari

1) kita harus mensimulasikan rangkaian melalui Altium

2) kita harus melakukan beberapa pekerjaan desain, misalnya: mendesain model solid dengan SolidWorks, mendesain ikon aplikasi dengan Paint 3d

3) jika rangkaian sudah benar, kita dapat mewujudkan rangkaian pada PCB dengan bahan yang sudah kita siapkan

4) setelah menghubungkan sirkuit, kita harus mengelas komponen dan menguji kualitas sirkuit

5) pada akhirnya, kita harus mengemas rangkaian dengan model solid yang sudah kita selesaikan

Langkah 4: Prinsip Kerja

Capacitive Soil Moisture Sensor SKU: masukkan ke dalam tanah di sekitar tanaman Anda dan buat teman Anda terkesan dengan data kelembaban tanah real-time

Sensor suhu dan kelembaban DHT11 ST052: sambungkan sensor ke pin pada papan Sensor warna ADA1334: memiliki elemen penginderaan cahaya RGB dan Clear. Filter pemblokiran IR, terintegrasi pada chip dan dilokalkan ke fotodioda penginderaan warna, meminimalkan komponen spektral IR dari cahaya yang masuk dan memungkinkan pengukuran warna dilakukan secara akurat.

Sensor suhu Grove: masukkan ke dalam tanah di sekitar tanaman Anda, Termometer digital DS18B20 menyediakan pengukuran suhu Celcius 9-bit hingga 12-bit dan memiliki fungsi alarm dengan titik pemicu atas dan bawah yang tidak mudah menguap yang dapat diprogram pengguna.

Sensor cahayaTSL2561: Sensor memiliki antarmuka digital (i2c). Anda dapat memilih salah satu dari tiga alamat sehingga Anda dapat memiliki hingga tiga sensor pada satu papan, masing-masing dengan alamat i2c yang berbeda. Built in ADC berarti Anda dapat menggunakan ini dengan mikrokontroler apapun, bahkan jika tidak memiliki input analog.

1) Menggunakan sensor untuk mengumpulkan data

2) Data akan dikirimkan ke mikrokontroler

3) Mikrokontroler akan mengeksekusi program yang sudah kita tulis dan akan mengirimkan datanya ke Modul Sigfox Wisol

4) Modul Sigfox Wisol akan mengirimkan data ke website Sigfox Backend melalui antena

Langkah 5: Koneksi Perangkat

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

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

Wisol serial (USBTX, USBRX); // tx(A2), rx(A7)

DHT dht22(A5, DHT::DHT22); // analogi

TSL2561_I2C Lum(D0, D1); // sda, scl

TCS3472_I2C rgbc(D12, A6); // sda, scl

AnalogIn humidite(A1); // analogi

DS1820 probe (A0); // analogi

Bendera DigitalIn(D6); // kontrol layar pengalih

Langkah 6: Kode Mbed

Anda dapat menemukan kode mbed di sana:

Langkah 7: Pemrosesan dan Analisis Data

Setelah mengirim data ke situs web Sigfox, karena Sigfox membatasi setiap pesan hingga maksimum 12 byte (96 bit), jadi kami menetapkan pengukuran yang berbeda untuk ukuran byte yang berbeda, dan kami mengatur data ke heksadesimal. Untuk memungkinkan pengguna menerima data dengan lebih jelas dan nyaman, kami mengirim data dari Sigfox ke platform cloud, di platform cloud, kami menyajikan data dan menganalisisnya. Proses pelaksanaannya adalah sebagai berikut:

1) Daftarkan perangkat kami ke platform cloud

2) Masuk ke situs web edisi panggilan balik perangkat Sigfox

3) Atur konfigurasi parameter

4) Letakkan tautan akun untuk perangkat di platform cloud dalam pola url (panggil kembali alamat server)

5) Isi callbackBody (isi informasi untuk permintaan callback)

6) Simpan pengaturan

Gambar menunjukkan hasil di platform Ubidots, kita dapat melihat bahwa data dikonversi ke desimal, sehingga kita menerima data dengan lebih jelas dan nyaman, dan kita dapat melihat diagram setiap data secara detail, misalnya: kita dapat menemukan yang tertinggi suhu di udara

Langkah 8: Optimalkan Konsumsi Sistem

Ada regulator antara mini usb dan Vin di MCU, regulator ini akan meningkatkan kerugian, untuk meminimalkan kerugian sistem kami, kami akan memberi makan mikrokontroler dari output digital, dan ketika kami tidak menggunakan sistem, buat mikrokontroler dan sensor tidur. Kami membuktikan bahwa kedua metode ini dapat secara efektif mengurangi kerugian:

1) Tambahkan resistor antara mikrokontroler dan generator

2) Temukan arus yang melalui hambatan pada osiloskop

3) Buat sensor tidur, dan pulihkan arus melalui resistansi pada osiloskop

4) Buat mikrokontroler tidur, dan pulihkan arus melalui resistansi pada osiloskop Hasil eksperimen kami adalah sebagai berikut:

Kami menemukan bahwa ketika kami membuat mikrokontroler tidur, kehilangan sistem diminimalkan. Dan ketika mikrokontroler dibangkitkan, sensor dapat mengumpulkan data dan mengirimkannya ke Sigfox. Tetapi ada masalah, ketika mikrokontroler kita buat dalam keadaan tidur, masih ada arus antara MCU dan sensor, bagaimana cara 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. Ketika tegangan gerbang lebih kecil dari Vgs (tegangan ambang gerbang), ada blok antara sumber dan saluran, tidak ada tegangan di ujung sensor. Jadi ketika kita membuat mikrokontroler tidur, kita harus memastikan tegangan gerbang lebih kecil dari Vgs, dan ketika MCU bekerja, tegangan gerbang harus lebih besar dari Vgs, ini adalah aturan untuk menemukan MOSFET yang berlaku.