Talon kosteuden ja lämpötilan valvonta: 11 vaihetta

2024 Kirjoittaja: John Day | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2024-01-30 09:02

Hei kaverit ! Aloittaaksesi parhaalla tavalla, pieni tarina projektista. Valmistuin äskettäin ja muutin Itävaltaan ensimmäiseksi insinööriksi. Maa on kaunis, mutta erittäin kylmä ja kostea talvikaudella. Aloin nopeasti havaita tiivistymistä ikkunoihin joka aamu, kun heräsin, sekä homeita ryömimässä vuokraamani kauniin asunnon seinille. Se oli ensimmäinen kohtaamiseni näin korkean kosteuden kanssa koskaan, kun tulin Etelä -Ranskasta, meillä ei todellakaan ole tällaista ongelmaa. Joten etsin ratkaisuja Internetistä ja päätin kerätä joitain kappaleita ja rakentaa oman valvontajärjestelmäni tarkistaakseni asuntoni jokaisen huoneen kosteustason ja ympäristön lämpötilan. Seuraavassa projektissa oli joitakin tärkeitä ohjeita:

1. Sen on oltava halpaa.
2. Sen on oltava riittävän tarkka.
3. Halusin jotain pientä, helppoa kantaa ja paristokäyttöistä.
4. Rakastan kasveja ja päätin, että se pystyy tarkistamaan maaperän kosteuden tietääkseni, tarvitseeko minun kastaa kasveja vai ei. (Poissa kontekstista, mutta pidin vain ideasta!: D)

Tämä on melko helppo projekti, mutta tämä on hyödyllisin, jonka olen koskaan tehnyt. Pystyn tarkistamaan jokaisen huoneen jokaisen kosteuden ja tarvitsenko reagoida homeen pysäyttämiseksi. Aloitetaan siis.

Vaihe 1: Kerää komponentit

Projektimme on melko yksinkertainen. Käytämme Arduinoa (nano minun tapauksessani) aivoina, koska se on erittäin yksinkertainen ohjelmoinnissa, halpa ja tarvittaessa vaihdettavissa.

DHT-22 lämpötila- ja kosteusanturina, on olemassa alempi versio nimeltä DHT-11, joka on mielestäni melko paska, kun puhun tarkkuudesta, ja vielä 3 eurolla saat DHT-22: n, joka on paljon tarkempi ja tarkempi & voi toimia monenlaisissa lämpötiloissa. OLED -näyttö tietojen näyttämiseksi ja visuaalisen käyttöliittymän anturien ja ihmisen välillä. Huomasin, että 64 x 128 on täydellinen, koska se on vähän, mahtuisin siihen tarpeeksi tietoa ja erittäin helppo käyttöliittymä.

YL-69 maaperän kosteusanturi, joka tarkistaa aina, kun minun on kasteltava ihania kasveja, ja tämä on pohjimmiltaan kaikki mitä tarvitset projektiin. Vaihtoehtoisesti halusin, että projekti saisi virtaa Liposin avulla. -Voit myös saada sen toimimaan normaalilla 9 V: n paristolla erittäin helposti. Annan lisätietoja seuraavilla sivuilla.

Lisäksi tarvitset seuraavaa:

1. Leipälauta.
2. ON/OFF -kytkin *1
3. 9V akun liitin
4. 9V akku

Ja jos haluat toteuttaa lipot ja seurannan:

1. 10K vastukset *3
2. 330R -vastukset *1
3. LED *1
4. Liukukytkin *1
5. Lipopidikkeet (Tai näytän sinulle tällä hetkellä käyttämäni 3D -painetun version)
6. 2 liposolua.

Vaihe 2: Koko kaavio

Löydät liitteenä koko kaavion. Huomaa, että ilmeisesti valitset joko piirin 9 V: n akkuosan tai VBAT -laitteeseen kytketyn LIPO -akkuosan. Erotin molemmat piirit punaisilla neliöillä ja laitoin punaisen otsikon korostamaan jokaisen.

Älä huoli, että jokainen yhteys selitetään oikein seuraavissa vaiheissa.

Vaihe 3: Oikean asennuksen saaminen

Varmista, että Arduino IDE on asennettu. Ja lataa tämän vaiheen mukana tulevat kirjastot. Laitan myös koko koodin, jos et halua vaivautua jokaisen komponentin testaamiseen seuraavissa vaiheissa.

Vaihe 4: Liitä DHT-22

Projektin ensimmäinen vaihe on liittää DHT-22 arduinoon. Yhteys on melko yksinkertainen: DHT-22 ------ Arduino

VCC ------ +5V

TIEDOT ------ D5

GND ------ GND

Testataksesi DHT-22-yhteyden Arduinoosi, otamme käyttöön tähän vaiheeseen upotetun koodin.

Vaihe 5: OLED -näytön liittäminen

Seuraava vaihe on liittää OLED -näyttö. Tällainen näyttö yhdistää I2C -protokollaa käyttäen. Ensimmäinen tehtävämme on löytää oikeat I2C -nastat arduinoosi, jos käytät Arduino nanoa, I2C -nastat ovat A4 (SDA) ja A5 (SCL). Jos käytät toista arduinoa, kuten UNO: ta tai MEGAa, etsi viralliselta arduino -verkkosivustolta tai I2C -nastojen tietosivulta.

Yhteys on seuraava: OLED ------ Arduino

GND ------ GND

VCC ------ 3V3

SCL ------ A5

SDA ------ A4

OLED -testin suorittamiseksi näytämme DHT -tiedot OLED -näytöllä suoraan lataamalla tähän vaiheeseen upotetun koodin.

Sinun pitäisi nähdä lämpötila ja kosteus OLED -näytöllä erittäin nopealla näytteenottotaajuudella, koska emme ole vielä asettaneet viivettä.

Vaihe 6: Maaperän kosteuden seuranta

Koska halusin seurata kasvieni maaperän kosteutta, meidän on yhdistettävä YL-69.

Tämä anturi on minulle erittäin mielenkiintoinen ja se toimii kuten silloin, kun maaperä on:

Märkä: lähtöjännite laskee.

Kuiva: lähtöjännite kasvaa.

Yhteys on seuraava:

YL69 ------ Arduino

VCC ------ D7

GND ------ GND

D0 ------ ÄLÄ KYTKE

A0 ------ A7

Kuten näette, liitämme moduulin VCC -nastan Arduinon digitaaliseen nastaan. Ajatuksena on, että moduuli saa virtaa juuri silloin, kun haluamme tehdä mittauksen, ei jatkuvasti. Tämä johtuu siitä, että anturi toimii mittaamalla virtaa, joka kulkee anturin yhdestä jalasta toiseen. Tämän vuoksi tapahtuu elektrolyysi ja se voi tuhota anturin melko nopeasti kosteissa maaperissä.

Lisäämme nyt kosteusanturin koodiin ja näytämme kosteustiedot OLED -näytön DHT -tietojen kanssa. Lataa tähän vaiheeseen upotettu koodi.

Vaihe 7: VBAT: n (9 V: n akun) valvonta

Halusin tietää, kuinka alhainen akku on, ettei jonain päivänä tullut yllätys ja se tyhjenee ilman, että voisin ennakoida sitä. Tapa seurata tulojännitettä on käyttää joitakin arduinon analogisia nastoja tietääkseen kuinka paljon jännitettä vastaanotetaan. Arduinon tuloliitännät voivat kestää enintään 5 V, mutta käytetty akku tuottaa 9 V. Jos liitämme suoraan tämän korkeamman jännitteen, tuhoisimme joitain laitteistokomponentteja, joudumme käyttämään jännitteenjakajaa 9V: n saattamiseksi 5V: n kynnyksen alle.

Käytin kahta 10k vastusta tehdäksesi jännitteenjakajan ja jakamalla kertoimella 2 9V ja tuodakseni sen 4,5V maks.

Näytetään se tosiasia, että akku on vähissä, käyttämällä normaalia LED -valoa, jossa on 330 ohmin virranrajoitusvastus.

Käytämme analogista tappia A0 VBAT: n valvontaan.

Noudata kaaviota tietääksesi, miten komponentit liitetään:

Lisäämme sen nyt tässä vaiheessa upotettuun koodikoodiin.

Vaihe 8: VBAT: n seuranta (2 liposkonfiguraatiota)

Halusin tietää, kuinka alhainen akku on, ettei jonain päivänä tullut yllätys ja se tyhjenee ilman, että voisin ennakoida sitä.

Tapa seurata tulojännitettä on käyttää joitakin arduinon analogisia nastoja tietääkseen kuinka paljon jännitettä vastaanotetaan. Arduinon tulonastat voivat kestää enintään 5 V, mutta Lipot tuottavat enintään 4,2*2 = 8,4 V.

Ero edelliseen vaiheeseen on, että jos käytät kahta lipoa sarjassa yli 5 V: n jännitteen luomiseksi Arduino -levyn käynnistämiseksi, meidän on seurattava jokaista liposolua, koska ne voivat purkautua eri nopeudella. Muista, että et halua tyhjentää lipoparistoa liikaa, se on erittäin vaarallista.

Ensimmäisessä Lipossa ei ole ongelmaa, koska 4,2 V: n nimellisjännite on alle 5 V: n kynnyksen, joka kestää arduinon tulonapit. Kuitenkin, kun laitat 2 paristoa sarjaan, niiden jännite kasvaa: Vtot = V1 + V2 = 4,2 + 4,2 = 8,4 maksimi.

Jos liitämme tämän korkeamman jännitteen suoraan analogiseen nastaan, tuhoisimme joitain laitteistokomponentteja, joudumme käyttämään jännitteenjakajaa tuodaksemme 8,4 V alle 5 V: n kynnyksen. Käytin kahta 10k vastusta tehdäkseni jännitteenjakajan ja jakamalla kertoimella 2 8.4V ja tuodakseni sen maksimiin 4.2V.

Käytämme analogista tappia A0 VBAT: n valvontaan. Seuraa kaaviota tietääksesi, miten komponentit liitetään:

Näytetään se tosiasia, että akku on vähissä, käyttämällä normaalia LED -valoa, jossa on 330 ohmin virranrajoitusvastus.

Lisäämme sen nyt tässä vaiheessa upotettuun koodiin.

Vaihe 9: Kotelo

Minulla on mahdollisuus omistaa 3D -tulostin, joten päätin tulostaa kotelon tavallisella PLA: lla.

Löydät liitetiedostot, olen suunnitellut kotelon käyttämällä Autodesk Inventor & Fusion360 -ohjelmaa.

Voit myös luoda oman mallisi tai säilyttää leipälevyn sellaisenaan, laatikko itsessään ei lisää mitään toimintoihin. vastaanota Amazonista otetut osat. Muokkaa: se on nyt tulostettu ja näet sen kuvissa.

Vaihe 10: Parannusnäkymät

Tällä hetkellä projekti sopii täydellisesti tarpeisiini. Voimme kuitenkin miettiä joitain kohtia, joita voimme parantaa:

1. Vähennä akun kulutusta, voimme parantaa nykyistä kulutusta joko vaihtamalla laitteistoa tai parantamalla ohjelmistoja.
2. Lisää Bluetooth -yhteys, jotta voit muodostaa yhteyden joko APP -sovellukseen tai tallentaa tietoja ja tehdä muita analyysejä ajan mittaan.
3. Lisää LIPO -latauspiiri ladataksesi sen suoraan seinään.

Jos ajattelet jotain, älä epäröi kirjoittaa sitä kommenttikenttään.

Vaihe 11: Kiitos

Kiitos, että luit tämän opetusohjelman, älä epäröi olla vuorovaikutuksessa kanssani ja muiden kanssa kommenttiosassa. Toivottavasti piditte projektista ja nähdään seuraavalla kerralla toisessa projektissa!