Bio monitorovanie: 8 krokov (s obrázkami)

2025 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy zmenené: 2025-01-23 15:06

Ahojte všetci, V kontexte študentského projektu sme boli požiadaní o uverejnenie článku, ktorý popisuje celý proces.

Potom vám predstavíme, ako funguje náš monitorovací systém bio.

Má to byť prenosné zariadenie, ktoré umožňuje monitorovať vlhkosť, teplotu a svietivosť v skleníku, tu v areáli Université Pierre-et-Marie-Curie v Paríži.

Krok 1: Komponenty

Podlahové senzory: teplota (Grove 101990019) a vlhkosť (Grove 101020008)

Senzory vzduchu: Teplota a vlhkosť DHT22 (prítomné mimo škatule)

Senzor svietivosti: Adafruit TSL2561

Mikrokontrolér: STM32L432KC

Energia: batéria (3, 7 V, 1050 mAh), solárne články a regulátor napätia (LiPo Rider Pro 106990008)

LCD obrazovka (128 x 64 ADA326)

Komunikácia: modul Sigfox (TD 1208)

Wifi modul: ESP8266

Krok 2: Softvér

Arduino: Toto rozhranie nám umožnilo nahrať naše kódy do

náš mikrokontrolér na ovládanie rôznych hodnôt senzorov. Mikrokontrolér môže byť naprogramovaný tak, aby analyzoval a produkoval elektrické signály, aby vykonával rôzne úlohy, ako je domáca automatizácia (ovládanie domácich spotrebičov - osvetlenie, kúrenie …), riadenie robota, vstavané počítače atď.

Altium Designer: Bol použitý na navrhnutie DPS našej elektronickej karty tak, aby vyhovovala našim rôznym senzorom.

SolidWorks: SolidWorks je 3D počítačom podporovaný návrhový softvér, ktorý beží na systéme Windows. Navrhli sme vlastný box pre našu kartu, naše rôzne senzory a LCD displej. Generované súbory sa odošlú na 3D tlačiareň, ktorá vyrobí náš prototyp.

Krok 3: Počatie

Prvým krokom bolo vykonanie rôznych testov na zariadení

senzory na analýzu hodnôt, ktoré sa nám vrátili a v akom formáte.

Akonáhle boli všetky zaujímavé hodnoty spracované a vybrané, boli sme schopní vytvoriť inštanciu rôznych senzorov jeden po druhom. Mohli sme teda nechať urobiť prvé prototypy na podložke Labdec.

Po dokončení kódov a prototypovaní sme mohli prejsť na dosku plošných spojov. Vytvorili sme odtlačky prstov rôznych komponentov smerujúcich kartu podľa nášho prototypu.

Pokúsili sme sa priestor optimalizovať na maximum; naša karta má priemer 10 cm, čo je relatívne kompaktné.

Krok 4: Bývanie

Paralelne sme navrhli náš prípad. Bolo pre nás lepšie dokončiť správu puzdier a zväzkov po dokončení karty, aby sme mali kompaktný výsledok zodpovedajúci tvaru karty. Vytvorili sme šesťuholník s obrazovkou vloženou na povrchu, ktorá optimalizuje priestor

Viaceré tváre na správu senzorov na puzdre: Konektivita na prednej strane pre vonkajšie senzory: Náš senzor vlhkosti, svetla a teploty, samozrejme.

Umožnilo nám to obmedziť riziká vlhkosti v kryte znížené na maximum

Krok 5: Optimalizácia spotreby energie

Analyzovať rôzne zdroje spotreby sme

použili skratovací odpor (1 ohm)

Mohli by sme to teda zmerať: Špičkový výkon je sto mA (~ 135 mA), keď náš systém komunikuje, a dochádza k nepretržitej spotrebe senzorov a obrazovky približne ~ 70 mA. Po výpočte sme odhadli autonómiu 14 hodín na 1050 mAh batériu.

Riešenie:

Správa senzora prerušením pred odoslaním

Najvýraznejšou činnosťou je ekonomika skúmania, takže sme zmenili frekvenciu odosielania, ale mohli by sme tiež spôsobiť určité prerušenie.

Krok 6: Komunikácia

Na komunikáciu s informačným panelom sme použili modul:

Actoboard

Sigfox je sieť, ktorá má obrovské výhody, ako napríklad veľmi dlhý dosah a nízku spotrebu. Je však povinné mať nízky tok údajov. (Nízky tok dlhého dosahu)

Vďaka tejto synergii sme dospeli k monitorovaniu v reálnom čase s prístupnými údajmi online

Krok 7: Výsledky

Tu vidíme výsledok našej práce vykonanej počas semestra. Boli sme

schopný kombinovať teoretické a praktické zručnosti. S výsledkami sme spokojní; máme celkom dobre hotový kompakt produktu a spĺňajúci naše špecifikácie. Napriek tomu máme problémy s komunikáciou actoboard, pretože sme dokončili spájkovanie posledných komponentov. WIP!