Monitorovanie vlhkosti a teploty v domácnosti: 11 krokov

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy zmenené: 2024-01-30 11:59

Ahojte chlapi! Aby ste mohli začať tým najlepším spôsobom, malý príbeh o projekte. Nedávno som zmaturoval a presťahoval som sa do Rakúska na svoju prvú pozíciu inžiniera. Krajina je krásna, ale v zime veľmi chladná a vlhká. Rýchlo som si každé ráno, keď som sa zobudil, všimol kondenzáciu na oknách a plesne, ktoré sa plazili po stenách krásneho bytu, ktorý si prenajímam. Bolo to moje prvé stretnutie s tak vysokou úrovňou vlhkosti, ktoré prišlo z južného Francúzska, v skutočnosti tam taký problém nemáme. Hľadal som teda riešenia na internete a rozhodol som sa zhromaždiť niekoľko kúskov a postaviť si vlastný monitorovací systém, aby som skontroloval úroveň vlhkosti v každej miestnosti môjho bytu a teplotu okolia. Nasledujúci projekt mal niekoľko zásadných pokynov:

1. Musí to byť lacné.
2. Musí byť dostatočne presný.
3. Chcel som niečo malé, ľahko prenosné a napájané z batérie.
4. Milujem rastliny a rozhodol som sa, že bude schopný kontrolovať vlhkosť pôdy, aby som vedel, či potrebujem polievať svoje rastliny. (Vytrhnuté z kontextu, ale tento nápad sa mi jednoducho páčil!: D)

Je to pomerne ľahký projekt, ale je to najužitočnejší, aký som kedy urobil. Dokážem skontrolovať každú vlhkosť v každej miestnosti a zistiť, či musím zareagovať, aby sa plesne zastavili. Začnime teda.

Krok 1: Zhromaždite komponenty

Náš projekt je pomerne jednoduchý. Ako mozog použijeme Arduino (v mojom prípade nano), pretože je veľmi jednoduché na programovanie, lacné a v prípade potreby vymeniteľné.

DHT-22 ako snímač teploty a vlhkosti, existuje nižšia verzia s názvom DHT-11, čo je podľa mňa dosť svinstvo, pokiaľ ide o presnosť, a za ďalšie 3 eurá môžete získať DHT-22, ktorý je oveľa presnejší a presnejší. a môžu pracovať v rôznych teplotných podmienkach. OLED displej na zobrazenie údajov a vizuálne rozhranie medzi senzormi a ľuďmi, ktorými som. Zistil som, že 64 x 128 je perfektný, pretože je malý, zmestí sa naň dostatok dát a veľmi jednoduché rozhranie.

Senzor pôdnej vlhkosti YL-69, ktorý sa kontroluje vždy, keď potrebujem zalievať svoje krásne rastliny. A to je v podstate všetko, čo na projekt potrebujete. Voliteľne som chcel, aby bol projekt poháňaný pomocou Liposu, ktorý som mal okolo. -Môžete tiež veľmi ľahko fungovať s normálnou 9V batériou. Chcel som byť schopný monitorovať napätie batérií Lipo pomocou niektorých analógových vstupov na arduino. Bližšie informácie poskytnem na nasledujúcich stránkach.

Okrem toho budete potrebovať nasledujúce položky:

1. Kúsok chleba.
2. Vypínač ON/OFF *1
3. 9V konektor pre batériu
4. 9V batéria

A ak chcete implementovať lipos a monitorovanie:

1. 10K odpory *3
2. Rezistory 330R *1
3. LED *1
4. Posuvník *1
5. Držiaky Lipo (Alebo vám ukážem 3D tlačenú verziu, ktorú momentálne používam)
6. 2 Lipo bunky.

Krok 2: Úplná schéma

V prílohe nájdete celú schému. Nie je zrejmé, že si vyberiete buď 9V batériovú časť obvodu, alebo batériovú časť LIPO pripojenú k VBAT. Oba okruhy som oddelil červenými štvorčekmi a každý označil červeným názvom.

Nebojte sa, každé pripojenie bude v nasledujúcich krokoch správne vysvetlené.

Krok 3: Správne nastavenie

Uistite sa, že máte nainštalované IDE Arduino. A stiahnite si knižnice prichádzajúce s týmto krokom. Vložím aj celý kód, ak sa nechcete obťažovať testovaním jednotlivých komponentov v nasledujúcich krokoch.

Krok 4: Pripojenie DHT-22

Prvým krokom projektu je pripojenie DHT-22 k arduinu. Pripojenie je pomerne jednoduché: DHT-22 ------ Arduino

VCC ------ +5V

ÚDAJE ------ D5

GND ------ GND

Na otestovanie pripojenia DHT-22 k vášmu Arduinu implementujeme kód vložený v tomto kroku.

Krok 5: Pripojenie displeja OLED

Ďalším krokom je pripojenie OLED displeja. Tento typ displeja sa pripája pomocou protokolu I2C. Našou prvou úlohou je nájsť správne piny I2C pre vaše arduino, ak používate nano Arduino, piny I2C sú A4 (SDA) a A5 (SCL). Ak používate iné arduino, ako je UNO alebo MEGA, vyhľadajte piny I2C na oficiálnych webových stránkach arduino alebo v technickom liste.

Pripojenie je nasledovné: OLED ------ Arduino

GND ------ GND

VCC ------ 3V3

SCL ------ A5

SDA ------ A4

Na otestovanie OLED zobrazíme údaje DHT na OLED displeji priamo nahraním kódu vloženého v tomto kroku.

Mali by ste vidieť teplotu a vlhkosť zobrazenú na OLED displeji s veľmi rýchlou vzorkovacou frekvenciou, pretože sme zatiaľ neodkladali žiadne zdržanie.

Krok 6: Monitorovanie vlhkosti pôdy

Keďže som chcel monitorovať pôdnu vlhkosť svojich rastlín, musíme pripojiť YL-69.

Tento senzor je pre mňa veľmi zaujímavý a správa sa napríklad vtedy, keď je pôda:

Mokré: výstupné napätie klesá.

Suchý: výstupné napätie sa zvyšuje.

Pripojenie je nasledovné:

YL69 ------ Arduino

VCC ------ D7

GND ------ GND

D0 ------ NEPRIPOJUJTE

A0 ------ A7

Ako vidíte, pripájame pin VCC modulu k digitálnemu kolíku Arduino. Myšlienkou je napájať modul práve vtedy, keď chceme vykonávať meranie, a nie kontinuálne. Je to spôsobené tým, že snímač funguje tak, že meria prúd, ktorý prechádza z jednej nohy sondy do druhej. Z tohto dôvodu dochádza k elektrolýze a môže veľmi rýchlo zničiť sondu v pôdach s vysokou vlhkosťou.

Teraz pridáme snímač vlhkosti do nášho kódu a zobrazíme údaje o vlhkosti s údajmi DHT na OLED. Odovzdajte kód vložený v tomto kroku.

Krok 7: Monitorovanie VBAT (9V batéria)

Chcel som vedieť, ako nízka je batéria, aby jedného dňa neprekvapila a vybila sa bez toho, aby som to mohla predvídať. Spôsob monitorovania vstupného napätia je použiť niektoré analógové piny arduina, aby ste vedeli, aké napätie je prijaté. Vstupné piny Arduina môžu mať maximálne 5V, ale použitá batéria generuje 9V. Ak by sme priamo pripojili toto vyššie napätie, zničili by sme niektoré hardvérové komponenty, musíme použiť delič napätia, aby sme 9V dostali pod prahovú hodnotu 5V.

Použil som dva 10k odpory, aby som rozdelil napätie a rozdelil ho faktorom 2 na 9V a priviedol ho na 4,5V max.

Ak chcete zobraziť skutočnosť, že batéria je takmer vybitá, použite normálnu diódu LED s obmedzovacím odporom prúdu 330 ohmov.

Na monitorovanie VBAT použijeme analógový kolík A0.

Pri pripájaní komponentov postupujte podľa schémy:

Teraz ho pridáme do nášho kódu kódu vloženého v tomto kroku.

Krok 8: Monitorovanie VBAT (konfigurácia 2 liposov)

Chcel som vedieť, ako nízka je batéria, aby jedného dňa neprekvapila a vybila sa bez toho, aby som to mohla predvídať.

Spôsob monitorovania vstupného napätia je použiť niektoré analógové piny arduina, aby ste vedeli, aké napätie je prijaté. Vstupné piny Arduina môžu mať maximálne 5V, ale Lipos generujú maximálne 4,2*2 = 8,4V.

Rozdiel oproti predchádzajúcemu kroku je v tom, že v prípade použitia 2 lipos v sérii na vytvorenie napätia> 5V na napájanie dosky Arduino musíme monitorovať každý lipo článok, pretože sa môže vybíjať inou rýchlosťou. Majte na pamäti, že nechcete lipo batériu nadmerne vybíjať, je to veľmi nebezpečné.

Pre prvé Lipo nie je problém, pretože menovité napätie 4,2 V je pod prahovou hodnotou 5 V, ktorá vydrží vstupné piny arduina. keď však zapojíte 2 batérie do série, ich napätie sa sčíta: Vtot = V1 + V2 = 4,2 + 4,2 = 8,4 maximum.

Ak by sme priamo pripojili toto vyššie napätie k analógovému kolíku, zničili by sme niektoré hardvérové komponenty, musíme použiť rozdeľovač napätia, aby sme 8,4 V dostali pod prahovú hodnotu 5 V. Použil som dva 10k odpory, aby som rozdelil napätie a rozdelil faktorom 2 na 8,4 V a priviedol ho na 4,2 V max.

Na monitorovanie VBAT použijeme analógový kolík A0. Pri pripájaní komponentov postupujte podľa schémy:

Na zobrazenie skutočnosti, že batéria je takmer vybitá, použite normálnu diódu LED s odporom obmedzujúcim prúd 330 ohmov.

Teraz ho pridáme do nášho kódu vloženého v tomto kroku.

Krok 9: Príloha

Mám šancu vlastniť 3D tlačiareň, a tak som sa rozhodol vytlačiť puzdro pomocou štandardného PLA.

Súbory nájdete v prílohe, kryt som navrhol pomocou programu Autodesk Inventor & Fusion360.

Môžete si tiež vytvoriť svoj vlastný dizajn alebo ponechať dosku tak, ako je, samotná škatuľka nepridáva nič k funkčným funkciám. Bohužiaľ môj hotend 3D tlačiarne práve zomrel, takže zatiaľ nemôžem tlačiť prílohu, svoj príspevok aktualizujem vždy, keď budem dostávajte diely odobraté na Amazone. Upraviť: teraz je vytlačený a môžete ho vidieť na obrázkoch.

Krok 10: Perspektívy zlepšenia

Projekt zatiaľ úplne vyhovuje mojim potrebám. Môžeme však premýšľať o niektorých bodoch, ktoré by sme mohli zlepšiť:

1. Znížte spotrebu batérie, aktuálnu spotrebu by sme mohli zlepšiť buď zmenou hardvéru, alebo vylepšením softvéru.
2. Pridajte bluetooth na pripojenie k aplikácii alebo k ukladaniu údajov a urobte ďalšiu analýzu v priebehu času.
3. Pridajte nabíjací obvod LIPO a nabite ho priamo pripojením k stene.

Ak vás niečo napadne, neváhajte to napísať do sekcie komentárov.

Krok 11: Ďakujem

Ďakujem, že ste si prečítali tento návod, neváhajte komunikovať so mnou a ostatnými v sekcii komentárov. Dúfam, že sa vám projekt páčil a uvidíme sa nabudúce pri inom projekte!