Alaska Datalogger: 5 Hakbang (na may Mga Larawan)

2024 May -akda: John Day | [email protected]. Huling binago: 2024-01-30 13:13

Ang Alaska ay nasa gilid ng pagsulong ng pagbabago ng klima. Ang natatanging posisyon nito na magkaroon ng isang medyo hindi nagalaw na tanawin na pinamumunuan ng iba't ibang mga mine ng minahan ng karbon ay nagbibigay-daan sa maraming posibilidad sa pananaliksik. Ang aming kaibigan na si Monty ay isang Archaeologist na tumutulong sa mga kampo para sa mga bata sa Native Villages na nakakalat sa buong estado--Culturalalaska.com. Nagtatayo siya ng mga cache site para sa makasaysayang pangangalaga ng pagkain sa mga batang ito at nais ng isang paraan ng pagsubaybay sa temperatura na maaari siyang umalis nang halos 8 buwan ng taglamig. Ang isang cache ng pagkain sa Alaska ay idinisenyo upang maiwasan ang pagpasok ng Bear at maaaring mailibing o ma-secure sa isang maliit na istraktura na tulad ng cabin sa mga poste. Sa kasamaang palad ang pag-init ng klima ay gumagawa ng marami sa mga madaling gamiting disenyo ng ref na tulad ng isang microwave ngayong tag-init - totoo lang talagang mainit dito! Mayroong maraming mga komersyal na makina ng datalogging diyan ngunit kailangan ng Alaska ng sarili nitong tatak ng DIY: Hindi tinatagusan ng tubig, Dalawang hindi tinatagusan ng tubig na mga sensor sa mahabang linya na maaaring nasa loob ng cache at isa pa upang mahiga sa ibabaw, Isang bagay na mabubuo para sa mga bata na may isang programa ng STEM, Minimal pagpapanatili, pangmatagalang baterya, Madaling pag-download mula sa SD card, 3D na naka-print, rechargeable, Real time Clock, at mura.

Ang disenyo ay ganap na naka-print sa anumang 3D printer at nagawa ko ang disenyo para sa PCB na maaari mong orderin at punan ng madaling makuha ang mga sangkap. Ang baterya ay generic 18650 na dapat tumagal ng isang taon o higit pa sa 12x / araw na pagbasa at ang pagsingil ay ginagawa sa pamamagitan lamang ng pag-plug sa ilang lakas sa isang araw. Ito ay dinisenyo (Fusion 360) sa paligid ng O-ring na ginagamit sa mga water purifiers sa bahay kaya madali itong makuha at sa pamamagitan ng grasa ng silikon at paghihigpit ng maayos na nakalagay na mga bolt ay dapat magbigay ng proteksyon para sa taglamig ng Alaska kung darating ito ngayong taon ….

Hakbang 1: Ipunin ang Iyong Mga Pantustos

Ang mga kamangha-manghang disenyo mula sa Adafruit ay bumubuo sa karamihan ng mga bahagi sa pisara - ang mga ito ay medyo mas mahal ngunit ang mga ito ay napakahusay at maaasahan. (Wala akong mga pampinansyal na ugnayan sa anumang kumpanya …) Gumamit ako ng isang printer ng Creality CR10 para sa mga bahagi ng 3D. Ang dalawang switch ay iba't ibang hindi tinatagusan ng tubig.

1. Vktech 5pcs 2M Waterproof Digital Temperature Temp Sensor Probe DS18b20 $ 2

2. Adafruit DS3231 Precision RTC Breakout [ADA3013] $ 14

3. Adafruit TPL5111 Mababang Power Timer Breakout na $ 5

4. Adafruit Feather 32u4 Adalogger $ 22 Maaari mo ring gamitin ang bersyon ng MO ngunit ang linya ng antas ng baterya ay nasa ibang pin at dapat mong baguhin ito sa software.

5. IZOKEE 0.96 I2C IIC 12864 128X64 Pixel OLED $ 4

6. Masungit na Metal On / Off Switch na may Blue LED Ring - 16mm Blue On / Off $ 5

7. Masungit na Metal Pushbutton na may Blue LED Ring - 16mm Blue Momentary $ 5

8. Ang iba't ibang mga mabilis na kumokonekta upang gawing madali ang pagpupulong

9. 18650 Baterya $ 5

10. Captain O-Ring - Whirlpool WHKF-DWHV, WHKF-DWH & WHKF-DUF Water Filter Replaced

Hakbang 2: Buuin Ito

Ang disenyo ng pabahay ay itinayo sa paligid ng madaling magagamit na o-ring mula sa isang karaniwang Westinghouse na buong bahay na filter ng tubig. Ang singsing ay nadulas sa isang silicon lubricated uka sa pagitan ng dalawang naka-print na halves ng enclosure. Ang ilalim ng enclosure ay may puwang para sa baterya ng 18650 at ang dalawang switch ng waterproof control - mayroon ding butas para sa paglabas ng mga kable para sa mga pansamantalang probe. Ang dalawang mga file para sa itaas at mas mababang halves ay nasa ibaba.

Ang ilalim na seksyon ay nakumpleto sa pamamagitan ng pagkuha ng ilang 4 mm o katumbas na laki ng mga nylon bolts at inaalis ang kanilang mga ulo at pagsemento sa mga ito sa mga haligi ng suporta na na-drill upang mapaunlakan ang mga ito. Gumamit ng isang naaangkop na haba upang ang mga nylon cap nut sa itaas ay tatakpan lamang ang mga ito kapag ang dalawang halves ay sumali. Ang parehong itaas at mas mababang mga seksyon ay dapat na naka-print na may suporta. Ang itaas na seksyon ay nakumpleto sa pamamagitan ng pagdikit sa isang bilog na plastik na bintana na gawa sa manipis na lexan.

Hakbang 3: Wire It

Ang pagpupulong ng PCB ay medyo prangka. Dinisenyo ko ang board sa Eagle at ipinadala ito sa PCBway para sa paggawa - totoo lang ito ang pinakamurang bagay kailanman. Kung nais mong i-bug-wire ito na madaling gawin sundin lamang ang circuit diagram sa Brd file. Ang maliit na LED screen ay nakakabit sa pamamagitan ng mga koneksyon sa I2C sa board kasama ang lakas at lupa. Ang puso ng system ay ang TPL5111 na konektado nang direkta sa baterya at mananatili sa lahat ng oras. Mayroon itong mapipiling timer (variable risistor) na ginigising ang system tuwing 2 oras bawat segundo sa pamamagitan ng pagpapagana ng paganahin ang pin sa module ng Balahibo. Ang RTC ay nakikipag-usap sa pamamagitan ng parehong I2C bus bilang LED - mayroon silang magkakaibang mga address. Ang Feather ay konektado din sa baterya ng 18650 ng JST cable sa pamamagitan ng on / off switch upang patayin ang lahat ng kuryente sa system. Pinapayagan ang built in na pagsingil ng Feather kapag mababa ang baterya sa pamamagitan ng pag-plug sa isang micro USB sa balahibo. Kailan man mag-upload ka ng bagong software sa Feather dapat mong tandaan na simulan ang TPL5111 sa pamamagitan ng pagtulak sa pindutan nito kung hindi man ay hindi sasagutin ng Feather ang USB boot call. Ang pushbutton ay idinisenyo upang magbigay ng lakas sa LED screen lamang kapag naitulak at magpadala din ng isang mataas na signal sa TPL5111 na nagbibigay-daan sa Balahibo na mag-on hangga't naitulak mo ang pindutan. Ginagawa ito upang limitahan ang dami ng oras na nakabukas ang screen - ginagamit lamang ito upang suriin ang katayuan ng mga probe ng temp, antas ng baterya at oras / petsa at ang laki ng file na iyong itinatayo. Ang huling piraso ng mga kable ay ang dalawang mga probe na inilalagay sa pamamagitan ng huling lugar ng drill out sa ibabang kalahati. Nakakonekta ang mga ito sa mga konektor ng JST 3 pin upang gawing mas madali ang pagtanggal. Napabayaan kong ilagay ang 4.7K risistor sa pisara upang ikonekta ang Data at Voltage pin sa temp sensor bus. Kaya dapat itong gawin sa isa sa mga punto ng koneksyon ng sensor sa board - nilagyan ng label ang mga ito kaya dapat madali ito. Pareho silang pumupunta sa parehong pin ng GPIO sa Feather kaya isang koneksyon lamang ng risistor ang kinakailangan.

Hakbang 4: I-Program Ito

Napakadaling maintindihan ng programa. Ang SD library ay para sa paggamit ng file ng SD card na itinayo sa feather board. Ang mga aklatan ng OneWire at Dallas Temp ay para sa pagkuha ng mga one-wire readings mula sa mga pansamantalang probe. Ang DonePin ay upang ipagbigay-alam sa TPL5111 na ang lahat ng pagbabasa ng data ay nakumpleto at ok na huwag paganahin ang Featherboard. Ang VBatpin ay ang pin sa balahibo na mayroong voltner divider dito upang mabasa ang halaga ng baterya ng Lipo. Ang Asciiwire library ay upang patakbuhin ang LED screen. Ang OneWireBus ay GPIO pin 6 sa kasong ito. Ang SD file system para sa Datalogger na ito ay nagtatakda ng isang file na ANALOG02. TXT upang maipon ang lahat ng data. Binubuksan nito ang parehong file sa bawat oras at idinadagdag lamang ito. Upang mapupuksa ang lumang data dapat mong alisin ang maliit na tilad mula sa may hawak ng SD card at i-download ito sa isang computer - halimbawa sa EXCEll spread sheet. Madali itong magagawa sa seksyong pag-import ng DATA ng spreadsheet. Pagkatapos ay aalisin ang mga file mula sa maliit na tilad at kapag binubuksan ulit ito ng Feather bumubuo ito ng bago. Susunod ay ang setting ng oras / petsa para sa RTC. //rtc.adjust(DateTime(F(_DATE_), F (_ TIME_))); alisin ang mga character ng komento upang maitakda ang iyong RTC sa iyong oras ng pag-boot at pagkatapos ay muling pag-program ang maliit na tilad na may linyang ito na nagkomento upang sa susunod na botahe ng computer hindi na ito gagamit muli ng parehong oras ng pag-boot sa halip na payagan ang tagalagay ng baterya na nai-back up upang punan ito sa. Ang seksyon ng loop () ay bubukas ang SD file, makuha ang petsa / oras, basahin at i-convert ang parehong mga sensor, kinakalkula ang antas ng baterya at isulat ito sa SD card. Ginagawa nitong mataas ang tapos naPin upang mai-shut down ang pagkakasunud-sunod.

Hakbang 5: Gamit Ito

Ang baterya ay buong singil sa pamamagitan ng pag-plug ng Feather sa isang MicroUSB plug. Ang Charge LED ay darating hanggang sa ito ay ganap na masingil - mabagal nito. Ang isang sariwang SD card na walang ANALOG02. TXT ay inilalagay sa may hawak ng maliit na tilad. Ang takip ay naka-install at ang limang mga mani ay naka-screw down laban sa gasket ng goma. Ang pindutan ng kuryente ay nakabukas at pagkatapos ng halos 4 na segundo ang pindutan ng pindutan ay gaganapin. Mabilis itong ipapakita muna ang isang default na temp at pagkatapos ng isang pag-clear ng screen ay ipapakita nito ang T1 at T2 bilang mga output ng mga pansamantalang probe. Maaari mong painitin ang isa gamit ang iyong kamay upang maaari itong malagyan ng label bilang T1 at T2. Ipapakita din sa screen ang Oras, Minuto, Sek, Araw, Buwan at Taon ng pagbabasa pati na rin ang antas ng baterya at kung gaano kalaki ang iyong file sa puntong ito. Ang tseke na ito ay tapos na upang matiyak na ang lahat ay tumatakbo nang maayos bago iwanan ito sa loob ng 8 buwan. Pakawalan ang pindutan at ilagay ang mga probe kung saan mo nais gawin ang mga pagsukat sa temp. Hindi tinatagusan ng tubig ang mga ito at sana ang iyong makina. Ang paunang paglabas ng mga makina na ito ay sa Iliamna Alaska kung saan ito ay sa ilalim ng lupa hanggang sa susunod na Abril. Sa maagang pagsubok ang sukat na baterya na ito ay nahanap na sapat na mabuti para sa hindi bababa sa 1 1/2 taon sa 12 pagbasa bawat araw lahat dahil sa power marshaling ng TPL5111. Ang mga pag-aaral sa pag-init ng mundo ay napakahalaga para sa lahat na makasama - makalabas at gumawa ng agham!