ईएसपी में डेटा अधिग्रहण प्रणाली। भाग II LifeOfFlowers

आपका दिन शुभ हो! तो यह ESP के विषय पर दूसरे लेख के लिए समय है। मैं आपको एक ऐसे उपकरण के बारे में बताता हूँ जिससे आप अपने फूलों के आस-पास के सूक्ष्म जीवों के बारे में जानकारी प्राप्त कर सकते हैं (यदि, निश्चित रूप से, आपके पास) और सूचनाएं प्राप्त करते हैं कि कुछ उनके जीवन को खतरा है।

किस लिए?

मेरी पत्नी सप्ताह में एक बार फूल देती है। वह मिट्टी को बर्तन में देखता है, देखता है या महसूस करता है कि यह फूलों के लिए खुद को ताज़ा करने और पानी के लिए समय है। हमारे पास जो फूल हैं वे अलग हैं, लेकिन जैसा कि यह निकला, वे लगभग एक ही समय में सूख जाते हैं। एक बड़ा बर्तन एक बड़ा फूल है, एक छोटा बर्तन एक छोटा फूल है, जिसका अर्थ स्पष्ट है। सब ठीक होगा अगर गर्मी के मौसम के लिए मैं एक-दो महीने घर पर नहीं रहता और फूलों को पानी देना नहीं भूलता। अगस्त के अंत में आने पर, उदास चेहरे वाली पत्नी कई बर्तनों से सूखी कटिंग निकालती है।

यह थोड़ा विषयांतर था, अब निर्णय के बारे में। एक खिड़की दासा के लिए, हमें विभिन्न आकारों के बर्तन में माप बनाने के लिए 1-2 उपकरणों की आवश्यकता होती है। पहली चीज जिसे नियंत्रित करने की आवश्यकता है, वह है मिट्टी की नमी, जो हमारे फूलों को नष्ट कर देती है (हम PH और बाकी समझ से बाहर की फूलों से निपटने में असमर्थ हैं, हम इसके लिए तैयार नहीं हैं)। आर्द्रता के अलावा, कुछ विचार-विमर्श के बाद, हमने रोशनी को मापने का फैसला किया, ताकि हम पौधों पर दिन के प्रकाश के प्रभाव को ट्रैक कर सकें, पर्यावरण का तापमान और आर्द्रता - यह बाद में है।

बेशक, मध्य साम्राज्य के इंजीनियरों ने ऐसे उपकरण बनाने की कोशिश की है जो पृथ्वी को एक पॉट में सूखने पर चीख़ और ट्वीट कर सकते हैं, लेकिन फिर भी आप अपने स्वयं के बन्स के साथ अपना डिवाइस रखना चाहते हैं, खासकर जब से डिवाइस की लागत इतनी अधिक नहीं है।

हार्डवेयर कार्यान्वयन और नौकरी का विवरण

सबसे महत्वपूर्ण बिंदु डिवाइस की स्वायत्तता और उसके काम की दीर्घायु है (निश्चित रूप से, माप की गुणवत्ता की गिरावट के लिए नहीं)। उसी ईएसपी -12 ई के आधार पर, बोर्ड पर एक एडीसी चैनल के साथ। नियंत्रक (मॉड्यूल, यदि आप चाहते हैं) ऑपरेशन के कई तरीके हैं, और, तदनुसार, खपत:

बिजली बंद - 0.5uA;
गहरी नींद - 10uA;
हल्की नींद - 0.5mA;
मॉडेम नींद - 15mA;
170mA तक के डेटा ट्रांसफर मोड में (कुछ स्रोतों में 215mA तक डेटा भिन्न होता है)।

हमारी जरूरतों के लिए, तीन मोड की आवश्यकता होगी: गहरी नींद, मॉडेम नींद और ट्रांसमिशन मोड। चूंकि सब कुछ इतना अच्छा है, हम बिजली के लिए दो एएए बैटरी का उपयोग करेंगे।

रोशनी को BPW17N फोटोट्रांसिस्टर, आर्द्रता और परिवेश के तापमान AM2302 के साथ मापा जाता है, वार्निश के तहत बोर्ड पर विशेष रूप से पतला इलेक्ट्रोड के साथ मिट्टी की नमी। चूंकि हमारे पास बैटरी है, हम उनके वोल्टेज को मापेंगे। एक एडीसी के साथ यह सब करने के लिए, CD74HC4051M96 मल्टीप्लेक्स का उपयोग करें। ईएसपी -12 ई एडीसी पर, आप क्रमशः 1 वी तक वोल्टेज की आपूर्ति कर सकते हैं, हम हर जगह डिवाइडर लगाते हैं।

नीचे दिए गए आरेख, मॉक-अप के लिए बहुत सारी चीजें हैं (सोल्डर बोर्ड पर अभी भी कोई वीटी 3 ट्रांजिस्टर नहीं हैं, और अंतिम बोर्ड अभी तक तैयार नहीं है)।


डिवाइस आरेख

दो बैटरी 3-3.3 वी के वोल्टेज का उत्पादन करती हैं, मल्टीप्लेक्स 2 वी से 6 वी तक की सीमा में संचालित होता है। AM2302 3.3-5.5V की सीमा में चल रही है। ESP-12E को 2.3V या अधिक के वोल्टेज की आवश्यकता होती है। यह सब परीक्षण द्वारा सत्यापित और डेटाशीट्स के साथ सत्यापित है। यह स्पष्ट हो जाता है कि AM2302 लगभग तुरंत काम करना बंद कर देगा, या यह बिल्कुल भी काम नहीं करेगा, इसलिए हम एक "हैक" करते हैं और कैपेसिटर बक-बूस्ट TPS60240DGKR डालते हैं। यह एक और गंभीर समस्या को हल करता है, जब से वोल्टेज गिरता है, मापा पैरामीटर तैरता है (रोशनी और मिट्टी की नमी) और यह एडीसी माप के मूल्यों को समायोजित करने के लिए आवश्यक था, वोल्टेज को ध्यान में रखते हुए, और इसने त्रुटियों को पेश किया।

इस प्रकार, यह कुछ इस तरह से निकलता है: मल्टीप्लेक्स को ESP के चरणों से संचालित और नियंत्रित किया जाता है (इसे सीधे बैटरी द्वारा संचालित किया जाता है), AM2302, प्रकाश और मिट्टी की नमी के डिवाइडर को बक-बूस्ट के साथ 3.3V से संचालित किया जाता है, जो बदले में ESP पैर द्वारा नियंत्रित होता है। यह 1.8V से 3.3V तक वोल्टेज घुमाता है।

मिट्टी की नमी की माप

मैंने इस मूल्य को एक अलग उपधारा देने का फैसला किया। डिवाइस के पहले संस्करण में नंगे इलेक्ट्रोड थे (वार्निश के साथ लेपित नहीं) और वहां सब कुछ सरल था, एक इलेक्ट्रोड पर वोल्टेज लागू करें - दूसरे से निकालें। आर्द्रता जितनी अधिक होगी, एडीसी पर वोल्टेज उतना अधिक होगा।


अंजीर। 1. बोर्डों पर इलेक्ट्रोड के संस्करण।

सब कुछ ठीक हो जाएगा, लेकिन यहां तक ​​कि टिनड इलेक्ट्रोड भी जंग से ग्रस्त हैं, और वास्तव में सौंदर्यवादी रूप से प्रसन्न नहीं होते हैं। इसलिए, निम्नलिखित सर्किट का जन्म हुआ था (lapped था): IO15 के साथ PWM को "इलेक्ट्रोड" में से एक को आपूर्ति की जाती है, और मूल्य "सीधा" और स्मूथ किया जाता है। यह पता चला है कि मिट्टी की नमी जितनी अधिक होगी, सिग्नल के रूप में ADC तक छोटा सिग्नल पहुंचता है।


अंजीर 2. मिट्टी की नमी को पढ़ने की योजना।

परीक्षण और काम

मैं तुरंत स्पष्ट कर दूंगा कि लंबे समय तक परीक्षण जारी है, और त्वरित लोगों ने निम्नलिखित दिखाया: डिवाइस ने चार दिनों तक काम किया (निराश होने के लिए जल्दी मत करो)। सभी डेटा को सर्वर पर भेजने के साथ माप 1 मिनट प्रति मिनट (!!!) किया गया (लगभग 5700 माप प्राप्त किए गए हैं)। इस मिनट से गहरी नींद 50 है। मोडेम स्लीप मोड में ऑपरेटिंग समय कई सेकंड है (माप सेंसर से लिया जाता है), फिर डेटा ट्रांसफर मोड में कई सेकंड (परीक्षणों में लगभग 50mA की खपत) दिखाया गया है। समय अंतराल अभी भी अनुकूलन योग्य हैं। अलग-अलग मोड में ऑपरेटिंग समय के बारे में अधिक जानकारी यहां लिंक पर पढ़ी जा सकती है और, तदनुसार, यहां गिट पर स्रोत देखें।

जबकि हम हर 2 घंटे में रात में कम से कम माप के साथ माप लेने की योजना बनाते हैं, अनुमान के अनुसार, 1 वर्ष से अधिक कार्य प्राप्त होता है। गणना परिणामों से अधिक एक्सट्रपलेटेड हैं, लेकिन जैसा कि आप जानते हैं, बैटरियों के निर्वहन में एक गैर-रैखिक आकार होता है, इसलिए लंबे परीक्षण क्या और कैसे दिखाएंगे।


अंजीर 3. भेजे गए मापदंडों के रेखांकन।

एक चार्ट पर चार पैरामीटर हैं - यह देखने के लिए बहुत सुविधाजनक नहीं है, लेकिन इसके लिए यह जानकारीपूर्ण है। विफलता बैटरी के प्रतिस्थापन और एक फूल को पानी देना है। दो चोटियां रोशनी हैं। नीले रंग से भरना मिट्टी की नमी है। अब तक कोई स्मूथिंग और फिल्टर लागू नहीं किया गया है, क्योंकि परीक्षण समाप्त नहीं हुआ है और मैं कच्चे डेटा को देखना चाहता हूं। विस्तारित ग्राफ़ पर, आप देख सकते हैं कि मिट्टी को कैसे गीला किया जाता है, फिर नमी स्थिर हो जाती है और धीमी गति से सूखने लगती है। हमने अभी तक यह तय नहीं किया है कि क्या यह किसी भी तरह से संयंत्र के अतिप्रवाह को ध्यान में रखना या "सिंचाई करने वाले" पर छोड़ना उचित है।


चित्र 4. एक बर्तन में डिवाइस की तस्वीर।


अंजीर। 5. बैटरी की तरफ से डिवाइस की तस्वीर।

लेआउट पर, स्क्रू का उपयोग बैटरी कम्पार्टमेंट और आर्द्रता सेंसर को बन्धन करने के लिए किया जाता है, जब सब कुछ डिबग किया जाता है तो हम रिवेट्स स्थापित करेंगे, जैसे:


चित्र 6. rivets की तस्वीर।

आवास

सब कुछ सरल है - अभी तक कोई मामला नहीं है, और शायद, सिद्धांत रूप में, यह नहीं होगा। हम शीर्ष पर एक विशेष वार्निश के साथ कवर करेंगे और जाएंगे।

बिक्री की लागत

ईएसपी -12 ई - 120 पी;
CD74HC4051M96 - 14 पी;
TPS60240DGKR - 180r;
बीपीडब्ल्यू 17 एन - 21 पी;
AM2302 - 130 रगड़;
KLS5-818-B - 15 पी;
बीसी 817 - 3 पी;
BAT54JFILM - 3 पी;
निष्क्रिय और बटन - 20r;

फेंकते समय इसके नियंत्रण पर एलईडी, ट्वीटर और ट्रांजिस्टर।

मुद्रित सर्किट बोर्ड और विधानसभा को ध्यान में रखते हुए, लगभग 500 रूबल प्राप्त होते हैं।

तो चलिए मान लेते हैं। बेशक, यदि आप ऐसे डिवाइस 10pcs बनाते हैं, तो मुद्रण और असेंबली लागत का एक महत्वपूर्ण हिस्सा खाती है और डिवाइस महंगा हो जाएगा, लेकिन अभी तक हम कीमत का पीछा नहीं कर रहे हैं, हम 100k के बैच नहीं बनाते हैं, लेकिन प्रक्रिया का आनंद लेते हैं।

योजनाओं

जैसा कि पहले उल्लेख किया गया है, पहले लेख में, सेंसर के एक परिवार को एक अनुप्रयोग द्वारा एकीकृत करने की योजना है। वर्तमान में चार डिवाइस हैं:

1. ओपनविंडएयर। कार्बन डाइऑक्साइड सेंसर।
2. LifeOfFlowers। पौधों के लिए मिट्टी की नमी और माइक्रॉक्लाइमेट सेंसर।
3. चेतावनी। रिसाव संवेदक।
4. AirWick_ESP। AirWick एयर फ्रेशनर के लिए विन्यासक। यह शायद मज़े के लिए और भी अधिक है, मैंने पहले सोचा था। क्यों नहीं?

मैंने अभी तक इस डिवाइस के बारे में कुछ नहीं लिखा है। मेरे पास घर पर ऐसा उपकरण पड़ा हुआ था:


चित्र 7. एयरविक की फोटो।

और मैं वास्तव में इसे एक शेड्यूल पर काम करना चाहता था जिसे मैं खुद सेट कर सकता हूं। दिन के दौरान, उदाहरण के लिए, केवल रात को टॉयलेट में जाने पर, रात में सोने के लिए, जब तक कि मैं सुबह उठने से पहले "फुदक" न जाऊं। मैंने STM32F100 पर एक बोर्ड भी बनाया, लेकिन कुछ काम नहीं किया। जबकि सब कुछ डिबगिंग, थ्रेसहोल्ड और ऑपरेशन की आवृत्ति, सब कुछ अपनी प्रारंभिक अवस्था में रहा। और फिर एक विचार आया, और फोन से पैरामीटर सेट क्यों नहीं किया, खासकर अगर यह इंटरफ़ेस पहले से ही डीबग किया गया है:

- प्रकाश बंद करने के बाद संचालन की संख्या (यात्रा के समय के आधार पर);
- रात में ऑपरेशन की संख्या (प्रकाश चालू होने पर ऑपरेशन का निषेध);
- डिवाइस को बंद करना (उदाहरण के लिए, जबकि छुट्टी पर);
- ठीक है, निश्चित रूप से गणना करें कि हम कितनी बार शौचालय जाते हैं और हम वहां कितना समय बिताते हैं))))। जब प्रकाश चालू होता है, तो रेडियो चालू हो जाता है और यात्रा में देरी हो सकती है।

हां - यह अधिशेष है, आप कहते हैं, एक बार ट्यून किया और भूल गए, लेकिन हमारे हाथ बोरियत के लिए नहीं हैं, और इसलिए एक शुल्क बनाया गया था, जिसके बारे में मैं बाद में बात करूंगा।

विभिन्न उपकरणों के लिए आवेदन में, आप उनके साथ प्रदर्शन के साथ टैब बना सकते हैं और एक विशिष्ट उपकरण से संबंधित ग्राफ़।


चित्रा 8. कई टैब के साथ आवेदन की तस्वीर।

पुनश्च: एक ही विषय से लेख के लिंक:

ईएसपी में डेटा अधिग्रहण प्रणाली। भाग I CO2

आपका ध्यान के लिए धन्यवाद!