يوم جيد! لذلك حان الوقت للمقالة الثانية حول موضوع ESP. سأخبرك عن جهاز سيسمح لك بتلقي معلومات حول المناخ المحلي حول زهورك (إذا كان لديك ، بالطبع) وتلقي إشعارات بأن شيئًا ما يهدد حياتهم.
من اجل ماذا؟زوجتي تسقي الزهور مرة واحدة في الأسبوع. ينظر إلى التربة في الأواني ، يرى أو يشعر أن الوقت قد حان للزهور لتحديث نفسها والمياه. الزهور لدينا مختلفة ، ولكن اتضح أنها تجف في نفس الوقت تقريبًا. القدر الكبير زهرة كبيرة ، القدر الصغير زهرة صغيرة ، المعنى واضح. سيكون كل شيء على ما يرام إذا لم أبقى في المنزل بمفردى لبضعة أشهر ولم أنس سقي الزهور. عند الوصول في أواخر أغسطس ، تقوم زوجة ذات وجه حزين بسحب قصاصات جافة من عدة أواني.
لقد كان انحرافا طفيفا ، الآن حول القرار. لعتبة النافذة الواحدة ، نحتاج إلى جهازين لإجراء قياسات في الأواني ذات الأحجام المختلفة. أول شيء يجب التحكم فيه هو رطوبة التربة ، ما يدمر أزهارنا (لن نتعامل مع الأس الهيدروجيني وبقية الأزهار غير المفهومة ، نحن لسنا على قدر الأمر). بالإضافة إلى الرطوبة ، بعد بعض المداولات ، قررنا قياس الإضاءة حتى نتمكن من تتبع تأثير ضوء النهار على النباتات ، ودرجة حرارة ورطوبة البيئة - وهذا بعد ذلك.
بالطبع ، جرب مهندسون من المملكة الوسطى وصنعوا أجهزة يمكنها الصرير والتغريد عندما تجف الأرض في وعاء ، لكن ما زلت أريد أن يكون لدي جهازي الخاص مع الكعك الخاص بها ، خاصة وأن تكلفة الجهاز ليست عالية جدًا.
تنفيذ الأجهزة ووصف الوظيفةأهم نقطة هي استقلالية الجهاز وطول عمره (بالطبع ، ليس على حساب جودة القياسات). استنادًا إلى نفس ESP-12E ، مع وجود قناة ADC واحدة على متن الطائرة. تحتوي وحدة التحكم (الوحدة ، إذا كنت تريد) على عدة أوضاع للتشغيل ، وبالتالي الاستهلاك:
إيقاف التشغيل - 0.5uA ؛
النوم العميق - 10uA ؛
نوم خفيف - 0.5 مللي أمبير ؛
نوم مودم - 15mA ؛
في وضع نقل البيانات حتى 170 مللي أمبير (تختلف البيانات في بعض المصادر حتى 215 مللي أمبير).
لتلبية احتياجاتنا ، ستكون هناك حاجة إلى ثلاثة أوضاع: النوم العميق ، ونوم المودم ، ووضع الإرسال. نظرًا لأن كل شيء جيد جدًا ، سنستخدم بطاريتين AAA للطاقة.
يتم قياس الإضاءة باستخدام ترانزستور ضوئي BPW17N والرطوبة ودرجة الحرارة المحيطة AM2302 ورطوبة التربة مع قطب كهربائي مخفف خصيصًا على اللوح تحت الورنيش. نظرًا لأن لدينا بطاريات ، فسنقيس جهدها. للقيام بذلك مع ADC واحد ، استخدم معدد CD74HC4051M96. في ESP-12E ADC ، يمكنك توفير جهد يصل إلى 1 فولت ، على التوالي ، نضع فواصل في كل مكان.
الرسم البياني أدناه ، هناك الكثير من الأشياء للنماذج النموذجية (لا يوجد حتى الآن ترانزستورات VT3 على اللوحة الملحومة ، واللوحة الأخيرة ليست جاهزة بعد).
مخطط الجهازتنتج بطاريتان جهدًا قدره 3-3.3 فولت ، ويعمل معدد الإرسال في النطاق من 2 فولت إلى 6 فولت. تعمل AM2302 في نطاق 3.3-5.5V. يتطلب ESP-12E جهدًا 2.3V أو أكثر. يتم التحقق من كل ذلك عن طريق الاختبارات والتحقق من أوراق البيانات. يصبح من الواضح أن AM2302 ستتوقف عن العمل على الفور تقريبًا ، أو أنها لن تعمل على الإطلاق ، لذلك نقوم بعمل "اختراق" ووضع المكثف Buck-Boost TPS60240DGKR. هذا يحل مشكلة خطيرة أخرى ، لأنه عندما ينخفض الجهد ، تطفو المعلمات المقاسة (الإضاءة ورطوبة التربة) وكان من الضروري تعديل قيم قياسات ADC ، مع مراعاة الجهد ، وهذا أدخل أخطاء.
وبالتالي ، اتضح شيء من هذا القبيل: يتم تشغيل جهاز الإرسال المتعدد والتحكم فيه من أقدام ESP (يتم تشغيله مباشرة بواسطة البطاريات) ، AM2302 ، تعمل فواصل الضوء ورطوبة التربة من 3.3 فولت مع Buck-Boost ، والذي يتم التحكم فيه بدوره بواسطة قدم ESP. يتأرجح الجهد من 1.8 فولت إلى 3.3 فولت.
قياس رطوبة التربةقررت أن أعطي هذه القيمة قسمًا فرعيًا منفصلاً. يحتوي الإصدار الأول من الجهاز على أقطاب كهربائية عارية (غير مطلية بالورنيش) وكان كل شيء بسيطًا هناك ، قم بتطبيق الجهد على قطب واحد - قم بإزالته من الثاني. كلما زادت الرطوبة ، زاد الجهد على ADC.
الشكل 1. إصدارات الأقطاب الكهربائية على الألواح.كل شيء سيكون على ما يرام ، ولكن حتى الأقطاب الكهربائية المعلبة عرضة للتآكل ، والواقع أنها لا تبدو جميلة من الناحية الجمالية. لذلك ، ولدت الدائرة التالية (تم لفها): يتم تزويد PWM مع IO15 إلى أحد "الأقطاب الكهربائية" ، ويتم قراءة القيمة "المستقيمة" والمصقولة منها. اتضح أنه كلما ارتفعت رطوبة التربة ، كلما صغر حجم الإشارة إلى ADC ، كلما خفت الإشارة.
الشكل 2. مخطط قراءة رطوبة التربة.الاختبار والعملسأوضح على الفور أن الاختبارات الطويلة مستمرة ، وأظهرت الاختبارات السريعة ما يلي: عمل الجهاز (لا تتسرع في أن تصاب بخيبة أمل) لمدة أربعة أيام. تم إجراء القياسات مرة واحدة في الدقيقة (!!!) مع إرسال جميع البيانات إلى الخادم (تم الحصول على حوالي 5700 قياس). النوم العميق هو 50 ثانية من هذه اللحظة. وقت التشغيل في وضع سكون المودم هو عدة ثوان (تؤخذ القياسات من أجهزة الاستشعار) ، ثم عدة ثوان في وضع نقل البيانات (أظهرت الاختبارات استهلاك حوالي 50mA). الفواصل الزمنية لا تزال قابلة للتخصيص. يمكن قراءة المزيد من المعلومات حول وقت التشغيل في أوضاع مختلفة على الرابط
هنا ، وبالتالي ، راجع المصدر على البوابة
هنا .
بينما نخطط لأخذ قياسات كل ساعتين مع عدد صغير من القياسات في الليل ، وفقًا للتقديرات ، يتم الحصول على أكثر من عام واحد من العمل. يتم استقراء الحسابات بشكل أكبر من النتائج ، ولكن كما تعلم ، فإن تفريغ البطاريات له شكل غير خطي ، لذلك ستظهر الاختبارات الطويلة ما وكيف.
الشكل 3. الرسوم البيانية للمعلمات المرسلة.هناك أربع معلمات على مخطط واحد - ليس من السهل جدًا مشاهدتها ، ولكنها مفيدة جدًا. الفشل هو استبدال البطاريات وسقي زهرة. قمتين هما الإضاءة. الحشو باللون الأزرق هو رطوبة التربة. حتى الآن لم يتم تطبيق التنعيم والفلاتر ، حيث لم يتم الانتهاء من الاختبار وأريد أن ألقي نظرة على البيانات الأولية. على الرسوم البيانية الموسعة ، يمكنك رؤية كيفية ترطيب التربة ، ثم تستقر الرطوبة ويحدث التجفيف البطيء. لم نقرر بعد ما إذا كان من المفيد أن نأخذ بعين الاعتبار بطريقة أو بأخرى التدفق الزائد للمصنع أو تركه إلى "الري".
الشكل 4. صورة الجهاز في إناء.
الشكل 5. صورة للجهاز من جانب البطاريات.في التخطيط ، يتم استخدام البراغي لربط حجرة البطارية ومستشعر الرطوبة ، عندما يتم تصحيح كل شيء ، سنقوم بتثبيت المسامير ، مثل:
الشكل 6. صورة المسامير.الإسكانكل شيء بسيط - لا توجد حالة حتى الآن ، وربما ، من حيث المبدأ ، لن يكون كذلك. سنغطي بورنيش خاص في الأعلى ونذهب.
تكلفة المبيعاتESP-12E - 120p ؛
CD74HC4051M96 - 14 بكسل ؛
TPS60240DGKR - 180 و ؛
BPW17N - 21p ؛
AM2302-130 فرك ؛
KLS5-818-B - 15p ؛
BC817-3 ص ؛
BAT54JFILM - 3 ص ؛
سلبي وزر - 20r ؛
LED ومكبر الصوت والترانزستور على التحكم أثناء الرمي.
دون مراعاة لوحة الدوائر المطبوعة والتجميع ، يتم الحصول على حوالي 500 روبل.
لذا دعنا نقول مقبولة. بالطبع ، إذا صنعت مثل هذه الأجهزة 10 قطع ، فإن الطباعة والتجميع يستهلكان جزءًا كبيرًا من التكلفة وسيتبين أن الجهاز باهظ الثمن ، ولكن حتى الآن لا نلاحق السعر ، فنحن لا نصنع دفعة 100 ألف ، ولكننا نستمتع فقط بهذه العملية.
الخططكما ذكرنا سابقًا ، في المقالة الأولى ، من المخطط إنشاء عائلة من أجهزة الاستشعار مدمجة في تطبيق واحد. يوجد حاليًا أربعة أجهزة:
1. OpenWindAir. مستشعر ثاني أكسيد الكربون.
2. LifeOfFlowers. رطوبة التربة ومستشعر المناخ المحلي للنباتات.
3. تحذير المياه. مستشعر التسرب.
4. AirWick_ESP. مكون الهواء المعطر. اعتقدت أن هذا ربما أكثر من أجل المتعة ، في البداية. لما لا؟
لم أكتب أي شيء عن هذا الجهاز حتى الآن. كان لدي مثل هذا الجهاز في المنزل:
الشكل 7. صورة ايرويك.وأردت حقًا أن أجعله يعمل وفقًا لجدول زمني يمكنني بنفسي تحديده. أثناء النهار ، على سبيل المثال ، فقط عند زيارة الحمام ، في الليل ، من أجل النوم على الإطلاق ، ما لم "انتفخ" في الصباح قبل أن أستيقظ. حتى أنني صنعت لوحة على STM32F100 ، ولكن لم ينجح شيء. بينما كان كل شيء يتم تصحيحه وتغيير العتبات وتكرار العملية ، بقي كل شيء في مهده. ثم ظهرت فكرة ، ولماذا لا تضبط المعلمات من الهاتف ، خاصة إذا تم تصحيح هذه الواجهة بالفعل:
- عدد العمليات بعد إطفاء الضوء (حسب وقت الزيارة) ؛
- عدد العمليات في الليل (حظر التشغيل عند تشغيل الضوء) ؛
- إيقاف تشغيل الجهاز (على سبيل المثال ، أثناء الإجازة) ؛
- حسنا ، بالطبع ، احسب عدد المرات التي نذهب فيها إلى المرحاض وكم من الوقت الذي نقضيه هناك)))). عند تشغيل الضوء ، يتم تشغيل الراديو وقد تتأخر الزيارة.
نعم - هذا فائض ، كما تقول ، تم ضبطه مرة واحدة ونسيته ، لكن أيدينا ليست بالملل ، وبالتالي تم دفع رسوم ، والتي سأتحدث عنها لاحقًا.
في التطبيق للأجهزة المختلفة ، يمكنك عمل علامات تبويب مع عرض تحتها للبيانات والرسوم البيانية المتعلقة بجهاز معين.
الشكل 8. صورة التطبيق مع العديد من علامات التبويب.ملاحظة: روابط لمقالات من نفس الموضوع:
نظام الحصول على البيانات في ESP. الجزء الأول CO2شكرا لكم على اهتمامكم!