Pagmamanman ng Humidity at Temperatura sa Bahay: 11 Mga Hakbang

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

Kamusta po kayo! Upang makapagsimula sa pinakamahusay na paraan, isang maliit na kwento tungkol sa proyekto. Kamakailan lang ay nagtapos ako at lumipat sa Austria para sa aking unang posisyon bilang isang engineer. Ang bansa ay maganda ngunit napaka malamig at mahalumigmig sa panahon ng taglamig. Mabilis akong nagsimulang mapansin ang ilang paghalay sa mga bintana tuwing umaga nang magising ako pati na rin ang ilang hulma na gumagapang sa mga dingding ng magandang patag na inuupahan ko. Ito ang aking unang nakatagpo na may mataas na antas ng kahalumigmigan kailanman, na nagmumula sa timog ng Pransya, wala talaga kaming ganoong isyu doon. Kaya't naghahanap ako ng mga solusyon sa internet at nagpasya na magtipon ng ilang mga piraso at bumuo ng aking sariling sistema ng pagsubaybay, upang suriin ang antas ng kahalumigmigan ng bawat silid ng aking flat pati na rin ang temperatura sa paligid. Ang sumusunod na proyekto ay may ilang pangunahing mga alituntunin:

1. Dapat itong maging mura.
2. Kailangang maging tumpak ito.
3. Nais ko ng isang maliit, madaling dalhin at pinalakas ang baterya.
4. Gustung-gusto ko ang mga halaman at napagpasyahan kong magagawa itong suriin para sa kahalumigmigan ng lupa upang malaman na basa o hindi kailangan kong ipainom ang aking mga halaman. (Wala sa konteksto ngunit nagustuhan ko lang ang ideya!: D)

Ito ay isang medyo madaling proyekto, subalit ito ang pinaka kapaki-pakinabang na nagawa ko. Nagagawa kong suriin ang bawat kahalumigmigan sa bawat silid at makita kung kailangan kong tumugon upang ihinto ang hulma. Kaya't magsimula tayo.

Hakbang 1: Ipunin ang Mga Bahagi

Ang aming proyekto ay medyo simple. Gagamitin namin ang isang Arduino (nano sa aking kaso) bilang utak, dahil napakasimple sa pagprograma, mura at maaaring palitan kung kinakailangan.

Ang isang DHT-22 bilang isang sensor ng temperatura at kahalumigmigan, mayroong isang mas mababang bersyon na tinatawag na DHT-11, na kung saan ay medyo basura sa aking opinyon na nagsasalita ng kawastuhan at para sa 3 higit pang euro maaari mong makuha ang DHT-22 na mas tumpak, tumpak at maaaring gumana sa isang malawak na pagkakaiba-iba ng mga temperatura. Isang OLED display upang maipakita ang data at magkaroon ng isang visual interface sa pagitan ng mga sensor at ng tao na ako. Nalaman ko na ang 64 by 128 ay perpekto dahil kaunti ito, maaari akong magkasya ng sapat na data dito at napakadaling mag-interface.

Isang YL-69 na sensor ng kahalumigmigan sa lupa, upang suriin tuwing kailangan kong ipainom ang aking mga kaibig-ibig na halaman. At ito talaga ang kailangan mo para sa proyekto. Opsyonal na nais ko ang proyekto na patakbuhin gamit ang Lipos na mayroon ako sa paligid. -Maaari mo ring gawin itong gumana sa isang normal na 9V na baterya nang napakadali. Nais kong ma-monitor ang boltahe ng mga baterya ng Lipo gamit ang ilang mga analog input sa arduino. Magbibigay ako ng karagdagang impormasyon sa mga sumusunod na pahina.

Bilang karagdagan kakailanganin mo ang sumusunod:

1. Isang piraso ng breadboard.
2. ON / OFF switch * 1
3. Isang konektor ng baterya ng 9V
4. 9V na baterya

At kung nais mong ipatupad ang mga lipos at ang pagsubaybay:

1. 10K resistors * 3
2. 330R resistors * 1
3. LED * 1
4. Slider switch * 1
5. Mga may hawak ng Lipo (O ipapakita ko sa iyo ang isang 3D na naka-print na bersyon na kasalukuyang ginagamit ko)
6. 2 mga cell ng Lipo.

Hakbang 2: Ang Buong Skematika

Mahahanap mo ang nakakabit na buong iskema. Mangyaring huwag malinaw na pumili ka ng alinman sa bahagi ng 9V na baterya ng circuit o ng bahagi ng baterya ng LIPO na nakakonekta sa VBAT. Pinaghiwalay ko ang parehong circuit na may mga pulang parisukat at naglagay ng pulang pamagat upang mai-highlight ang bawat isa.

Huwag mag-alala ang bawat konnexion ay maipapaliwanag nang maayos sa mga sumusunod na hakbang.

Hakbang 3: Pagkuha ng Tamang Pag-set up

Tiyaking mayroon kang naka-install na Arduino IDE. At i-download ang mga librairies na kasama ang hakbang na ito. Ilalagay ko rin ang buong code, kung ayaw mong mag-abala sa pagpunta sa pagsubok ng bawat bahagi sa mga sumusunod na hakbang.

Hakbang 4: Pagkonekta sa DHT-22

Ang unang hakbang ng proyekto ay upang ikonekta ang DHT-22 sa arduino. Ang koneksyon ay medyo simple: DHT-22 ------ Arduino

VCC ------ + 5V

DATA ------ D5

GND ------ GND

Upang subukan ang koneksyon ng DHT-22 sa iyong Arduino ipapatupad namin ang code na naka-embed sa hakbang na ito.

Hakbang 5: Pagkonekta sa OLED Display

Ang susunod na hakbang ay upang ikonekta ang OLED display. Ang ganitong uri ng display ay kumokonekta gamit ang I2C protocol. Ang aming unang trabaho ay upang mahanap ang tamang I2C pin para sa iyong arduino, kung gumagamit ka ng Arduino nano, ang mga I2C pin ay A4 (SDA) & A5 (SCL). Kung gumagamit ka ng isa pang arduino tulad ng UNO o MEGA, tumingin sa opisyal na website ng arduino o sa thedatasheet para sa mga I2C pin.

Ang koneksyon ay ang sumusunod: OLED ------ Arduino

GND ------ GND

VCC ------ 3V3

SCL ------ A5

SDA ------ A4

Upang subukan ang OLED ipapakita namin ang data ng DHT sa OLED display nang direkta sa pamamagitan ng pag-upload ng code na naka-embed sa hakbang na ito.

Dapat mong makita ang temperatura at halumigmig na ipinakita sa display na OLED na may napakabilis na rate ng sample dahil hindi pa namin inilalagay ang anumang pagkaantala.

Hakbang 6: Pagsubaybay sa Kalunasan ng Lupa

Tulad ng nais kong subaybayan ang kahalumigmigan ng lupa ng aking mga halaman kailangan naming ikonekta ang YL-69.

Ang sensor na ito ay napaka-interesante sa akin at kumikilos ito tulad ng kapag ang lupa ay:

Basa: ang boltahe ng output ay bumababa.

Patuyuin: tumataas ang boltahe ng output.

Ang koneksyon ay ang sumusunod:

YL69 ------ Arduino

VCC ------ D7

GND ------ GND

D0 ------ HUWAG KUMugnay

A0 ------ A7

Tulad ng nakikita mong ikonekta namin ang VCC pin ng module sa isang digital pin ng Arduino. Ang ideya sa likod niyan ay ang paganahin ang module sa nais lamang nating gawin ang pagsukat at hindi patuloy. Ito ay dahil sa ang katunayan na ang sensor ay gumagana sa pamamagitan ng pagsukat ng kasalukuyang lumalabas mula sa isang binti ng pagsisiyasat papunta sa isa pa. Dahil sa electrolysis na ito ay nangyayari at maaari nitong sirain ang pagsisiyasat na napakabilis sa mga lupa na may mataas na kahalumigmigan.

Idaragdag namin ngayon ang sensor ng kahalumigmigan sa aming code at ipapakita ang data ng kahalumigmigan kasama ang data ng DHT sa OLED. I-upload ang code na naka-embed sa hakbang na ito.

Hakbang 7: Pagsubaybay sa VBAT (9V Baterya)

Nais kong malaman kung gaano kababa ang baterya upang walang sorpresa balang araw at maubusan nang hindi ko maaasahan ito. Ang paraan upang masubaybayan ang boltahe ng pag-input ay ang paggamit ng ilang mga Analog na pin ng arduino upang malaman kung magkano ang natanggap na boltahe. Ang mga pin ng Input ng Arduino ay maaaring tumagal ng 5V na maximum ngunit ang ginamit na baterya ay bumubuo ng 9V. Kung direktang ikonekta namin ang mas mataas na boltahe na ito ay sisirain natin ang ilang mga bahagi ng hardware, kailangan naming gumamit ng isang divider ng boltahe upang dalhin ang 9V sa ibaba ng 5V treshold.

Gumamit ako ng dalawang 10k resistors upang gawin ang divider ng boltahe at paghati sa isang kadahilanan 2 ang 9V at dalhin ito sa 4.5V max.

Upang maipakita ang katunayan na ang baterya ay tumatakbo nang mababa gamit ang isang normal na LED na may isang 330 ohmcurrent na naglilimita ng risistor.

Gagamitin namin ang Analog pin A0 upang subaybayan ang VBAT.

Sundin ang eskematiko upang malaman kung paano ikonekta ang mga bahagi:

Idaragdag namin ito ngayon sa aming code ng code na naka-embed sa hakbang na ito.

Hakbang 8: Pagsubaybay sa VBAT (2 Lipos Configuration)

Nais kong malaman kung gaano kababa ang baterya upang walang sorpresa balang araw at maubusan nang hindi ko maaasahan ito.

Ang paraan upang masubaybayan ang boltahe ng pag-input ay ang paggamit ng ilang mga Analog na pin ng arduino upang malaman kung magkano ang natanggap na boltahe. Ang mga Input pin ng Arduino ay maaaring tumagal ng 5V maximum ngunit ang Lipos ay bumubuo sa maximum na 4.2 * 2 = 8.4V.

Ang pagkakaiba sa nakaraang hakbang ay sa kaso ng paggamit ng 2 lipos sa serye upang lumikha ng boltahe> 5V upang mapagana ang Arduino board, kailangan naming subaybayan ang bawat lipo Cell dahil maaari silang maglabas sa ibang rate. Tandaan na hindi mo nais na lumampas sa paglabas ng isang baterya ng lipo, ito ay napaka mapanganib.

Para sa unang Lipo walang problema dahil ang nominal boltahe ng 4.2V ay mas mababa sa 5V treshold na maaaring matiis ang mga input pin ng arduino. gayunpaman kapag naglagay ka ng 2 baterya sa serye ang kanilang boltahe ay nagdaragdag: Vtot = V1 + V2 = 4.2 + 4.2 = 8.4 maximum.

Kung direktang ikonekta namin ang mas mataas na boltahe na ito sa analog pin, sisirain namin ang ilang mga bahagi ng hardware, kailangan naming gumamit ng isang divider ng boltahe upang dalhin ang 8.4V sa ibaba ng 5V treshold. Gumamit ako ng dalawang 10k resistors upang gawin ang divider ng boltahe at paghati sa isang kadahilanan 2 ang 8.4V at dalhin ito sa 4.2V max.

Gagamitin namin ang Analog pin A0 upang subaybayan ang VBAT. Sundin ang eskematiko upang malaman kung paano ikonekta ang mga bahagi:

Upang maipakita ang katunayan na ang baterya ay tumatakbo nang mababa gamit ang isang normal na LED na may isang kasalukuyang 330 ohm na naglilimita ng risistor.

Idinagdag namin ito sa aming code na naka-embed sa hakbang na ito.

Hakbang 9: Ang Enclosure

Mayroon akong pagkakataon na pagmamay-ari ng isang 3D printer kaya't nagpasya akong mag-print ng isang kaso gamit ang karaniwang PLA.

Mahahanap mo ang mga file na nakalakip, dinisenyo ko ang enclosure gamit ang Autodesk Inventor & Fusion360.

Maaari mo ring likhain ang iyong sariling disenyo o panatilihin lamang ang breadboard nito, ang kahon mismo ay walang idinagdag sa mga functionnalities. Sa kasamaang palad namatay ang aking 3D printer hotend, kaya hindi ko pa mai-print ang enclosure, ia-update ko ang aking post tuwing mag-iisa ako. matanggap ang mga bahaging nakuha sa Amazon. I-edit: naka-print na ngayon at makikita mo ito sa mga larawan.

Hakbang 10: Mga Pananaw ng Amelioration

Sa ngayon ang proyekto ay ganap na umaangkop sa aking mga pangangailangan. Gayunpaman maaari naming pag-isipan ang tungkol sa ilang mga puntos na maaari naming pagbutihin:

1. Bawasan ang pagkonsumo ng baterya, maaari naming pagbutihin ang kasalukuyang pagkonsumo alinman sa palitan ang hardware o pagpapabuti ng software.
2. Magdagdag ng Bluetooth upang kumonekta sa alinman sa isang APP o upang mag-imbak ng data at gumawa ng mas maraming pagsusuri sa paglipas ng panahon.
3. Magdagdag ng circuit ng singilin ng LIPO upang muling magkarga ito nang direkta sa pagkonekta sa dingding.

Kung sa tingin mo tungkol sa anumang bagay huwag mag-atubiling isulat ito sa seksyon ng komento.

Hakbang 11: Salamat

Salamat sa pagbabasa ng tutorial na ito, huwag mag-atubiling makipag-ugnay sa akin at sa iba pa sa seksyon ng komento. Inaasahan kong nasiyahan ka sa proyekto at makikita kita sa susunod para sa isa pang proyekto!