Sensore serra: 8 passaggi

2024 Autore: John Day | [email protected]. Ultima modifica: 2024-01-30 10:03

Tutorial sensore serra

Realizzato da Alain Wei assistito da Pascal Chencaptors | sigfox | ubidoti

1. obiettivi
2. Cose usate in questo progetto
3. Fase di implementazione
4. Principio di funzionamento
5. Connessione del dispositivo
6. Il codice letto
7. Elaborazione e analisi dei dati
8. Ottimizza il consumo del sistema
9. Fotografie

Passaggio 1: obiettivi

Per questo progetto vorrei realizzare un sistema energetico autonomo, e devo misurare: la temperatura ambiente dell'aria, l'umidità dell'aria, la temperatura del suolo, l'umidità del suolo, la luminosità Lux e RGB.

Passaggio 2: cose utilizzate in questo progetto

Distinta materiali:

1) componente solare: un sottile strato di resina consente l'uso all'aperto

2) Chip LiPo Rider Pro: carica tutti i tuoi progetti a 5 V

3) Microcontrollore a chip Nucleo STM 32L432KC: fornisce un modo conveniente e flessibile per gli utenti di provare nuove idee e costruire prototipi con qualsiasi linea di microcontrollori STM32

4) Modulo Sigfox Wisol: per progettare il tuo prototipo IOT con reti Sigfox

5) Schermo LCD: si collega a un microcontrollore tramite il bus I2C o SPI

6) Batteria Li-Ion 3,7V 1050mAh: protezione contro sovraccarichi e scariche.

7) Sensore di umidità di gravità SEN0193: conoscere la concentrazione di acqua nel terreno. Il sensore fornisce una tensione analogica a seconda del contenuto di acqua.

8) Sensore di temperatura e umidità DHT22: conosce la temperatura e l'umidità dell'aria, e comunica con un microcontrollore tipo arduino o compatibile tramite un'uscita digitale.

9) Sensore di temperatura Grove: conosce la temperatura del suolo, e questo modulo è collegato ad un ingresso digitale di Grove Base Shield o Mega Shield tramite un cavo a 4 conduttori incluso

10) Sensore di colore ADA1334: rileva il colore di una sorgente luminosa o di un oggetto. Comunica tramite una porta I2C

11) Sensore di luce TSL2561: misura una luminosità da 0,1 a 40000 Lux. Comunica con un microcontrollore Arduino tramite il bus I2C.

Software:

1) SolidWorks (modello solido di progettazione)

2) Paint 3d (progetta l'icona dell'applicazione)

3) Altium (disegna il pcb)

4) Mbed (scrivi codice per tessera)

Fase 3: Fase di implementazione

Dopo aver conosciuto il materiale e il software che utilizzeremo, ci sono una serie di passaggi che dovremmo realizzare

1) dovremmo simulare il circuito tramite Altium

2) dovremmo fare dei lavori di design, ad esempio: disegnare il modello solido tramite SolidWorks, disegnare l'icona dell'applicazione tramite Paint 3d

3) se il circuito è corretto, possiamo realizzare il circuito su PCB con i materiali che abbiamo già preparato

4) dopo aver collegato il circuito, dovremmo saldare il componente e testare la qualità del circuito

5) alla fine, dovremmo impacchettare il circuito con il modello solido che abbiamo già finito

Fase 4: Principio di funzionamento

Sensore di umidità del suolo capacitivo SKU: inseriscilo nel terreno intorno alle tue piante e stupisci i tuoi amici con dati sull'umidità del suolo in tempo reale

Sensore di temperatura e umidità DHT11 ST052: collegare il sensore ai pin sulla scheda Sensore di colore ADA1334: dispone di elementi sensibili alla luce RGB e Clear. Un filtro di blocco IR, integrato sul chip e localizzato nei fotodiodi di rilevamento del colore, riduce al minimo la componente spettrale IR della luce in ingresso e consente di effettuare misurazioni del colore con precisione.

Sensore di temperatura Grove: inseriscilo nel terreno intorno alle tue piante, il termometro digitale DS18B20 fornisce misurazioni della temperatura da 9 bit a 12 bit Celsius e ha una funzione di allarme con punti di attivazione superiore e inferiore non volatili programmabili dall'utente.

Sensore di luceTSL2561: Il sensore ha un'interfaccia digitale (i2c). È possibile selezionare uno dei tre indirizzi in modo da avere fino a tre sensori su una scheda, ciascuno con un indirizzo i2c diverso. L'ADC integrato significa che puoi usarlo con qualsiasi microcontrollore, anche se non ha ingressi analogici.

1) Utilizzo dei sensori per la raccolta dei dati

2) I dati verranno trasmessi al microcontrollore

3) Il microcontrollore eseguirà il programma che abbiamo già scritto e trasmetterà i dati al Modulo Sigfox Wisol

4) Il modulo Sigfox Wisol trasmetterà i dati al sito Web Sigfox Backend attraverso l'antenna

Passaggio 5: connessione del dispositivo

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

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

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

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

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

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

AnalogIn umido(A1); // analogico

sonda DS1820 (A0); // analogico

bandiera DigitalIn(D6); // controllo dello schermo del commutatore

Passaggio 6: il codice Mbed

Puoi trovare il codice mbed lì:

Passaggio 7: elaborazione e analisi dei dati

Dopo aver inviato i dati al sito Web Sigfox, poiché Sigfox limita ogni messaggio a un massimo di 12 byte (96 bit), quindi abbiamo assegnato misurazioni diverse a diverse dimensioni di byte e abbiamo impostato i dati in esadecimale. Per consentire agli utenti di ricevere i dati in modo più chiaro e conveniente, inviamo i dati da Sigfox alla piattaforma cloud, sulla piattaforma cloud, presentiamo i dati e li analizziamo. Il processo di implementazione è il seguente:

1) Registra i nostri dispositivi sulla piattaforma cloud

2) Accedere al sito Web dell'edizione di richiamata del dispositivo Sigfox

3) Impostare la configurazione dei parametri

4) Inserisci un collegamento all'account per il dispositivo sulla piattaforma cloud nel modello dell'URL (richiama l'indirizzo del server)

5) Compila il callbackBody (il corpo delle informazioni per la richiesta di richiamata)

6) Salva impostazioni

L'immagine mostra il risultato sulla piattaforma Ubidots, possiamo vedere che i dati vengono convertiti in decimale, quindi riceviamo i dati in modo più chiaro e conveniente, e possiamo guardare il diagramma di ciascun dato in dettaglio, ad esempio: possiamo trovare il più alto temperatura nell'aria

Passaggio 8: ottimizzare il consumo del sistema

C'è un regolatore tra mini usb e Vin in MCU, questo regolatore aumenterà la perdita, al fine di ridurre al minimo la perdita del nostro sistema, alimenteremo il microcontrollore dall'uscita digitale e quando non utilizziamo il sistema, creeremo il microcontrollore e i sensori dormono. Dimostriamo che questi due metodi possono ridurre efficacemente la perdita:

1) Aggiungere un resistore tra il microcontrollore e il generatore

2) Trova la corrente attraverso la resistenza sull'oscilloscopio

3) Far addormentare i sensori e recuperare la corrente attraverso la resistenza sull'oscilloscopio

4) Metti in pausa il microcontrollore e recupera la corrente attraverso la resistenza sull'oscilloscopio I nostri risultati sperimentali sono i seguenti

Scopriamo che quando facciamo dormire il microcontrollore, la perdita di sistema è ridotta al minimo. E quando il microcontrollore viene risvegliato, i sensori possono raccogliere dati e inviarli a Sigfox. Ma c'è un problema, quando facciamo dormire il microcontrollore, c'è ancora corrente tra MCU e sensori, come eliminare questa corrente? Usando Mosfet, colleghiamo gate con uscita digitale di MCU, colleghiamo drain con sensori e colleghiamo source con pin di 3, 3V di MCU. Quando la tensione di gate è inferiore a Vgs (tensione di soglia di gate), c'è il blocco tra source e drain, non c'è tensione all'estremità dei sensori. Quindi, quando facciamo dormire il microcontrollore, dobbiamo assicurarci che la tensione di gate sia inferiore a Vgs e quando l'MCU funziona, la tensione di gate dovrebbe essere maggiore di Vgs, queste sono le regole per trovare Mosfet applicabile.