MONITORUJTE SVOJU ZÁHRADU: 16 krokov (s obrázkami)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy zmenené: 2024-01-30 12:00

Monitorujte svoju záhradu odkiaľkoľvek, pomocou lokálneho displeja monitorujte lokálne podmienky pôdy alebo pomocou mobilného monitorovania z diaľky. Okruh používa snímač pôdnej vlhkosti spojený s teplotou a vlhkosťou na informovanie o okolitých podmienkach pôdy.

Krok 1: Komponenty:

1. Arduino uno
2. Nodemcu
3. Snímač teploty a vlhkosti DHT 11
4. Senzor pôdnej vlhkosti - FC28
5. Banka batérií 10 000 mAh (na napájanie arduina a nodemcu)
6. Nokia LCD 5110
7. Rezistor (5 x 10 k, 1 x 330 ohmov)
8. Potenciometer Rotačný typ (na nastavenie jasu LCD) 0-100K
9. Prepojovacie vodiče
10. Breadboard

Krok 2: ZÁKLADNÝ SENZOR: Vlhkosť pôdy FC 28

Na meranie vlhkosti používame snímač pôdnej vlhkosti FC 28, ktorého základný princíp je nasledujúci:

Špecifikácia senzora pôdnej vlhkosti FC-28 je nasledovná: Vstupné napätie: 3,3-5V

Výstupné napätie: 0 - 4,2V

Vstupný prúd: 35mA

Výstupný signál: analógový aj digitálny

Senzor pôdnej vlhkosti FC-28 má štyri kolíky: VCC: Napájanie

A0: Analógový výstup

D0: Digitálny výstup

GND: Zem

Na pripojenie senzora v analógovom režime budeme potrebovať analógový výstup senzora. Keď odoberáme analógový výstup zo senzora pôdnej vlhkosti FC-28, senzor nám dáva hodnotu od 0 do 1023. Vlhkosť sa meria v percentách, takže tieto hodnoty namapujeme od 0 do 100 a potom tieto hodnoty ukážeme na sériový monitor. Môžete nastaviť rôzne rozsahy hodnôt vlhkosti a podľa toho zapnúť alebo vypnúť vodné čerpadlo.

Modul obsahuje aj potenciometer, ktorý nastaví prahovú hodnotu. Túto prahovú hodnotu porovná komparátor LM393. Výstupná LED dióda sa rozsvieti a zhasne podľa tejto prahovej hodnoty.

Kód pre prepojenie so snímačom pôdnej vlhkosti je prevzatý v ďalších krokoch

Krok 3: Pochopenie MQTT: pre vzdialené publikovanie údajov

Predtým, ako začneme ďalej, si najskôr prejdeme Vzdialené publikovanie údajov pre IOT

MQTT je skratka pre MQ Telemetry Transport. Je to veľmi jednoduchý a ľahký protokol na odosielanie a odosielanie správ, ktorý je navrhnutý pre obmedzené zariadenia a siete s malou šírkou pásma, vysokou latenciou alebo nespoľahlivými sieťami. Zásady návrhu sú minimalizovať požiadavky na šírku pásma siete a zdroje zariadenia a zároveň sa snažiť zaistiť spoľahlivosť a určitý stupeň zabezpečenia dodávky. Vďaka týmto zásadám je tiež protokol ideálny pre vznikajúci svet prepojených zariadení „machine-to-machine“(M2M) alebo „internet vecí“a pre mobilné aplikácie, kde je šírka pásma a kapacita batérie na prvom mieste.

Zdroj:

MQTT [1] (Telemetry Transport MQ or Telemetry Transport Queueing Telemetry Transport) je ISO štandard (ISO/IEC PRF 20922) [2] protokol zasielania správ založený na publikovaní a predplatnom. Funguje nad protokolom TCP/IP. Je navrhnutý pre pripojenia so vzdialenými lokalitami, kde je potrebná „malá stopa kódu“alebo je obmedzená šírka pásma siete.

Zdroj:

Krok 4: MQTT: Nastavenie účtu makléra MQTT

Existujú rôzne účty brokera MQTT, na tento tutoriál som použil cloudmqtt (https://www.cloudmqtt.com/)

CloudMQTT sú spravované servery Mosquitto v cloude. Mosquitto implementuje protokol MQ Telemetry Transport Protocol, MQTT, ktorý poskytuje ľahké metódy na odosielanie správ pomocou modelu frontu na publikovanie/predplatné.

Na nastavenie účtu cloudmqtt ako brokera je potrebné vykonať nasledujúce kroky

• Vytvorte si účet a prihláste sa na ovládací panel
• stlačením Vytvoriť+ vytvoríte novú inštanciu
• Na začiatok sa musíme zaregistrovať k zákazníckemu plánu, CloudMQTT môžeme vyskúšať zadarmo s plánom CuteCat.
• Po vytvorení „inštancie“je ďalším krokom vytvorenie používateľa a ďalšie priradenie povolenia používateľovi na prístup k správam (prostredníctvom pravidiel ACL)

Kompletný návod na nastavenie účtu makléra MQTT v cloudmqtt je dostupný prostredníctvom nasledujúceho odkazu: -

Všetky vyššie uvedené kroky sú uvedené jeden po druhom v nasledujúcich snímkach

Krok 5: MQTT: Vytvorenie inštancie

Vytvoril som inštanciu s názvom „myIOT“

plán: Roztomilý plán

Krok 6: MQTT: Informácie o inštancii

Inštancia je ihneď po registrácii zabezpečená a podrobnosti o inštancii, ako napríklad informácie o pripojení, si môžete pozrieť na stránke podrobností. Odtiaľ sa môžete dostať aj do rozhrania správy. Niekedy je potrebné použiť zadanú adresu URL pripojenia

Krok 7: MQTT: Pridanie používateľa

Vytvorte používateľa s menom „nodemcu_12“a zadajte heslo

Krok 8: MQTT: Priradenie pravidla ACL

Po vytvorení nového používateľa (nodemcu_12) uložte nového používateľa, teraz bude novému používateľovi poskytnutý ďalší zoznam prístupových práv. Na priloženom obrázku je vidieť, že som používateľovi poskytol prístup na čítanie aj na zápis.

Poznámka: Téma sa má pridať vo formáte (ako je to potrebné pre čítanie a zápis z uzla do klienta MQTT)

Krok 9: Nodemcu: Konfigurácia

V tomto konkrétnom projekte som použil nodemcu od spoločnosti Knewron Technologies, viac informácií môžete získať kliknutím na odkaz: -(https://www.dropbox.com/s/73qbh1jfdgkauii/smartWiFi%20Development%20Module%20-%20User% 20Guide.pdf? Dl = 0)

Je zrejmé, že NodeMCU je firmvér na báze eLua pre ESP8266 WiFi SOC od spoločnosti Espressif. Nodemcu od Knowron je predinštalovaný s firmvérom, takže musíme len načítať softvér aplikácie, konkrétne: -

• init.lua
• setup.lua
• config.lua
• app.lua

Všetky vyššie uvedené skripty lua je možné stiahnuť z Githubu pomocou odkazu: Stiahnuť z Githubu

Z vyššie uvedených skriptov lua upravte skripty config.lua pomocou názvu hostiteľa MQTT, hesla, ssid wifi atď.

Na stiahnutie vyššie uvedených skriptov do nodemcu musíme použiť nástroje ako „ESPlorer“, ďalšie informácie nájdete v dokumentoch:

Práca s ESPlorer je popísaná v nasledujúcom kroku

Krok 10: Nodemcu: Nahranie skriptov Lua do Nodemcu pomocou ESPlorer_1

• Kliknite na tlačidlo Obnoviť
• Vyberte port COM (komunikácia) a prenosovú rýchlosť (bežne sa používa 9600)
• Kliknite na položku Otvoriť

Krok 11: Nodemcu: Nahranie skriptov Lua do Nodemcu pomocou ESPlorer_II

Krok 12: Nodemcu: Nahranie skriptov Lua do Nodemcu pomocou ESPlorer_III

Tlačidlo Uložiť a kompilovať by odoslalo všetky štyri skripty Lua na nodemcu, potom čo bude tento nodemcu pripravený hovoriť s naším arduinom.

Zhromažďovanie informácií o ID čipu:

Každý nodemcu má číslo čipu (pravdepodobne nejaké č.), Toto ID čipu je ďalej potrebné na zverejnenie správy maklérovi MQTT, aby ste sa dozvedeli o ID čipu, kliknite na tlačidlo Chip id v „ESPlorer“

Krok 13: Nodemcu: Konfigurácia Arduina na rozhovor s Nodemcu

Nasledujúci kód určuje vlhkosť, teplotu a vlhkosť pôdy a ďalej zobrazuje údaje na telefóne nokia LCD 5110 a sériovo.

Arduino kód

Potom pripojte Arduino RX --- Nodemcu TX

Arduino TX --- Nodemcu RX

Vyššie uvedený kód tiež obsahuje spôsoby použitia softseriálnej knižnice, pomocou ktorej je možné DO piny používať aj ako sériové piny, na pripojenie k sériovému portu nodemcu som použil piny RX/TX.

Upozornenie: Pretože nodemcu pracuje s napätím 3,3 V, odporúča sa použiť prevodník úrovne, ale pripojil som sa priamo bez akéhokoľvek radiča úrovní a výkon sa zdá byť pre uvedenú aplikáciu vhodný.

Krok 14: Nodemcu: Nastavenie klienta MQTT v systéme Android

Posledný krok pre zobrazenie informácií na mobile s klientom Android:-

Existuje množstvo aplikácií pre Android MQTT, použil som aplikáciu z Google Play s nasledujúcim odkazom:

.https://play.google.com/store/apps/details?

Konfigurácia aplikácie pre Android je pomerne jednoduchá a je potrebné nakonfigurovať nasledujúce

• Adresa hostiteľa MQTT spolu s portom č
• Meno a adresa používateľa MQTT
• Adresa uzla makléra MQTT

Po pridaní vyššie uvedených údajov pripojte aplikáciu, ak je aplikácia pripojená k brokerovi MQTT, ako protokol sa zobrazia všetky vstupné údaje o stave / sériovej komunikácii z arduina.

Krok 15: Ďalšie kroky: Práca s telefónom Nokia LCD 5110

Nasleduje konfigurácia pinov pre LCD 5110

1) RST - Reset

2) CE - Chip Enable

3) D/C - výber údajov/príkazov

4) DIN - sériový vstup

5) CLK - Hodinový vstup

6) VCC - 3,3V

7) LIGHT - Ovládanie podsvietenia

8) GND - zem

Ako je uvedené vyššie, pripojte arduino k LCD 5110 vo vyššie uvedenom poradí s odporom 1-10 K medzi nimi.

Nasledujú pripojenia pin na pin pre LCD 5110 k Arduino uno

• CLK - Arduino Digital pin 3
• DIN - Arduino digitálny kolík 4
• D/C - digitálny pin Arduino 5
• RST - Arduino Digital pin 6
• CE - Arduino Digital pin 7

Ďalší pin „BL“LCD 5110 je možné použiť spolu s potenciometrom (0-100 K) na ovládanie jasu LCD

Knižnica použitá pre vyššie uvedený kód je: - Stiahnite si PCD8544 z nižšie uvedeného odkazu

Integráciu senzora DHT11, teploty a vlhkosti s arduino je možné preskúmať z nasledujúceho odkazu DHT11.

Krok 16: Záverečné zhromaždenie

Posledným krokom je zostavenie všetkého vyššie uvedeného do krabice. Na napájanie som použil powerbanku 10 000 mAh na napájanie Arduina aj Nodemcu.

V prípade potreby môžeme tiež použiť nabíjačku do zásuvky na dlhú dobu.