Monitorování domácí vlhkosti a teploty: 11 kroků

2025 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy změněno: 2025-01-13 06:57

Nazdar hoši ! Abyste mohli začít tím nejlepším způsobem, malý příběh o projektu. Nedávno jsem promoval a přestěhoval se do Rakouska na svou první pozici inženýra. Země je krásná, ale v zimě velmi chladná a vlhká. Rychle jsem si začal všímat kondenzace na oknech každé ráno, když jsem se probudil, a také plísně lezoucí po zdech krásného bytu, který si pronajímám. Bylo to moje vůbec první setkání s tak vysokou vlhkostí, pocházející z jižní Francie, ve skutečnosti tam takový problém nemáme. Hledal jsem tedy řešení na internetu a rozhodl jsem se shromáždit několik kusů a postavit si vlastní monitorovací systém, abych zkontroloval úroveň vlhkosti v každé místnosti mého bytu i okolní teplotu. Následující projekt měl několik hlavních pokynů:

1. Musí to být levné.
2. Musí to být dostatečně přesné.
3. Chtěl jsem něco malého, snadno přenosného a napájeného baterií.
4. Miluji rostliny a rozhodl jsem se, že bude schopen kontrolovat vlhkost půdy, abych věděl, zda potřebuji zalévat své rostliny. (Vytrženo z kontextu, ale ten nápad se mi prostě líbil!: D)

Jedná se o poměrně snadný projekt, nicméně je to nejužitečnější, jaký jsem kdy vytvořil. Jsem schopen zkontrolovat každou vlhkost v každé místnosti a zjistit, zda potřebuji reagovat, abych zastavil plíseň. Začněme tedy.

Krok 1: Shromážděte součásti

Náš projekt je poměrně jednoduchý. Jako mozek použijeme Arduino (v mém případě nano), protože programování je velmi jednoduché, v případě potřeby levné a vyměnitelné.

DHT-22 jako snímač teploty a vlhkosti, existuje nižší verze s názvem DHT-11, což je podle mého názoru docela kecy, když mluvíme o přesnosti, a za další 3 eura můžete získat DHT-22, který je mnohem přesnější a přesnější a mohou pracovat v celé řadě teplot. OLED displej za účelem zobrazení dat a vizuálního rozhraní mezi senzory a člověkem, kterým jsem. Zjistil jsem, že 64 x 128 je perfektní, protože je malý, vejde se na něj dostatek dat a velmi snadné rozhraní.

Senzor půdní vlhkosti YL-69 ke kontrole, kdykoli potřebuji zalévat své krásné rostliny. A to je v podstatě vše, co k projektu potřebujete. Volitelně jsem chtěl, aby byl projekt poháněn pomocí Liposu, který jsem měl kolem. -Můžete také velmi snadno pracovat s normální 9V baterií. Chtěl jsem mít možnost sledovat napětí baterií Lipo pomocí některých analogových vstupů na Arduinu. Více informací poskytnu na následujících stránkách.

Kromě toho budete potřebovat následující:

1. Kousek prkénka.
2. Vypínač ON/OFF *1
3. Konektor 9V baterie
4. 9V baterie

A pokud chcete implementovat lipos a monitorování:

1. 10K odpory *3
2. Rezistory 330R *1
3. LED *1
4. Přepínač posuvníku *1
5. Držáky Lipo (Nebo vám ukážu 3D tištěnou verzi, kterou aktuálně používám)
6. 2 lipo buňky.

Krok 2: Úplné schéma

V příloze naleznete úplné schéma. Uvědomte si prosím, že zjevně si vyberete buď 9V bateriovou část obvodu, nebo bateriovou část LIPO připojenou k VBAT. Oba okruhy jsem oddělil červenými čtverečky a každý zvýraznil červeným nadpisem.

Nebojte se, každé připojení bude v následujících krocích řádně vysvětleno.

Krok 3: Získání správného nastavení

Ujistěte se, že máte nainstalované Arduino IDE. A stáhněte si knihovny, které přicházejí s tímto krokem. Vložím také celý kód, pokud se nechcete obtěžovat testováním jednotlivých komponent v následujících krocích.

Krok 4: Připojení DHT-22

Prvním krokem projektu je připojení DHT-22 k arduinu. Připojení je celkem jednoduché: DHT-22 ------ Arduino

VCC ------ +5V

DATA ------ D5

GND ------ GND

Abychom otestovali připojení DHT-22 k vašemu Arduinu, implementujeme kód vložený v tomto kroku.

Krok 5: Připojení OLED displeje

Dalším krokem je připojení OLED displeje. Tento typ displeje se připojuje pomocí protokolu I2C. Naším prvním úkolem je najít správné I2C piny pro vaše arduino, pokud používáte Arduino nano, piny I2C jsou A4 (SDA) a A5 (SCL). Pokud používáte jiné arduino, jako je UNO nebo MEGA, vyhledejte piny I2C na oficiálních webových stránkách arduino nebo na listu.

Připojení je následující: OLED ------ Arduino

GND ------ GND

VCC ------ 3V3

SCL ------ A5

SDA ------ A4

Pro testování OLED zobrazíme data DHT na OLED displeji přímo nahráním kódu vloženého v tomto kroku.

Měli byste vidět teplotu a vlhkost zobrazenou na displeji OLED s velmi rychlou vzorkovací frekvencí, protože jsme zatím neodložili žádné zpoždění.

Krok 6: Monitorování vlhkosti půdy

Jak jsem chtěl sledovat půdní vlhkost mých rostlin, musíme připojit YL-69.

Tento senzor je pro mě velmi zajímavý a chová se například, když je půda:

Mokrý: výstupní napětí klesá.

Suchý: výstupní napětí se zvyšuje.

Připojení je následující:

YL69 ------ Arduino

VCC ------ D7

GND ------ GND

D0 ------ NEPŘIPOJUJTE

A0 ------ A7

Jak vidíte, připojujeme pin VCC modulu k digitálnímu pinu Arduina. Myšlenkou je napájet modul právě tehdy, když chceme provádět měření, a ne nepřetržitě. To je způsobeno skutečností, že snímač funguje tak, že měří proud, který jde z jedné nohy sondy do druhé. Z tohoto důvodu dochází k elektrolýze a může velmi rychle zničit sondu v půdách s vysokou vlhkostí.

Nyní přidáme snímač vlhkosti do našeho kódu a zobrazíme údaje o vlhkosti s údaji DHT na OLED. Nahrajte kód vložený v tomto kroku.

Krok 7: Monitorování VBAT (9V baterie)

Chtěl jsem vědět, jak nízká byla baterie, aby jednoho dne neměla žádné překvapení a vybila se, aniž bych to mohla předvídat. Způsob monitorování vstupního napětí je použít některé analogové piny arduina, abyste věděli, jaké napětí je přijímáno. Vstupní piny Arduina mohou mít maximálně 5V, ale použitá baterie generuje 9V. Pokud bychom toto vyšší napětí připojili přímo, zničili bychom některé hardwarové komponenty, musíme použít dělič napětí, abychom dostali 9V pod prahovou hodnotu 5V.

Použil jsem dva 10k odpory k dělení napětí a dělení faktorem 2 na 9V a přivedení na 4,5V max.

Chcete -li zobrazit skutečnost, že je baterie vybitá, použijte normální LED s omezovacím odporem proudu 330 ohmů.

K monitorování VBAT použijeme analogový pin A0.

Postupujte podle schématu, abyste věděli, jak připojit součásti:

Nyní jej přidáme do našeho kódu kódu vloženého v tomto kroku.

Krok 8: Monitorování VBAT (konfigurace 2 lipos)

Chtěl jsem vědět, jak nízká byla baterie, aby jednoho dne neměla žádné překvapení a vybila se, aniž bych to mohla předvídat.

Způsob monitorování vstupního napětí je použít některé analogové piny arduina, abyste věděli, jaké napětí je přijímáno. Vstupní piny Arduina mohou mít maximálně 5V, ale Lipos generují maximálně 4,2*2 = 8,4V.

Rozdíl oproti předchozímu kroku je v tom, že v případě použití 2 lipos v sérii k vytvoření napětí> 5V k napájení desky Arduino musíme sledovat každý lipo článek, jak by se mohly vybíjet jinou rychlostí. Mějte na paměti, že nechcete lipo baterii nadměrně vybíjet, je to velmi nebezpečné.

Pro první Lipo není problém, protože jmenovité napětí 4,2 V je pod prahem 5 V, které vydrží vstupní piny arduina. když však dáte 2 baterie do série, jejich napětí se sčítá: Vtot = V1 + V2 = 4,2 + 4,2 = 8,4 maximum.

Pokud připojíme přímo toto vyšší napětí k analogovému pinu, zničíme některé hardwarové komponenty, musíme použít dělič napětí, abychom dostali 8,4 V pod prahovou hodnotu 5 V. Použil jsem dva 10k odpory k dělení napětí a dělení faktorem 2 na 8,4 V a jeho přivedení na 4,2 V max.

K monitorování VBAT použijeme analogový pin A0. Postupujte podle schématu, abyste věděli, jak připojit součásti:

Chcete -li zobrazit skutečnost, že baterie je téměř vybitá, použijte normální LED s odporem omezujícím proud 330 ohmů.

Nyní jej přidáme do našeho kódu vloženého v tomto kroku.

Krok 9: Příloha

Mám šanci vlastnit 3D tiskárnu, a tak jsem se rozhodl vytisknout pouzdro pomocí standardní PLA.

Soubory najdete v příloze, skříň jsem navrhl pomocí aplikace Autodesk Inventor & Fusion360.

Můžete si také vytvořit svůj vlastní design nebo ponechat prkénko tak, jak je, samotný box nic nepřidává k funkčním vlastnostem. Bohužel můj hotend pro 3D tiskárnu právě zemřel, takže jsem zatím nemohl vytisknout přílohu, svůj příspěvek budu aktualizovat, kdykoli budu obdržíte díly odebrané na Amazonu. Upravit: nyní je vytištěno a můžete ho vidět na obrázcích.

Krok 10: Perspektivy zlepšení

Prozatím projekt plně vyhovuje mým potřebám. Můžeme však přemýšlet o některých bodech, které bychom mohli zlepšit:

1. Snižte spotřebu baterie, současnou spotřebu bychom mohli zlepšit buď změnou hardwaru, nebo vylepšením softwaru.
2. Přidejte bluetooth pro připojení buď k APP nebo k ukládání dat a proveďte další analýzu v průběhu času.
3. Přidejte nabíjecí obvod LIPO a nabijte jej přímo připojením ke zdi.

Pokud vás cokoli napadne, neváhejte to napsat do sekce komentářů.

Krok 11: Děkuji

Děkujeme, že jste si přečetli tento návod, neváhejte se mnou a ostatními komunikovat v sekci komentářů. Doufám, že se vám projekt líbil a uvidíme se příště u dalšího projektu!