Kikaguzi cha Usalama wa Darasa la CPC: Hatua 10

2024 Mwandishi: John Day | [email protected]. Mwisho uliobadilishwa: 2024-01-30 12:50

Halo, mimi ni mwanafunzi kutoka Ubelgiji na huu ni mradi wangu mkubwa wa kwanza kwa digrii yangu ya bachelors! Agizo hili linahusu jinsi ya kutengeneza mita ya upunguzaji hewa kwa vyumba vilivyofungwa, haswa vyumba vya madarasa!

Nasikia ukifikiria ni kwanini mradi huu? Kweli, yote ilianza wakati nilienda shule ya upili. Mchana baada ya chakula cha mchana na mapumziko mazuri, masomo huanza tena. Lakini kuna shida, mwalimu alisahau kufungua dirisha wakati tunakula chakula cha mchana kwa hivyo ni moto, jasho na huwezi kuzingatia kwa sababu unalala. Hiyo ni kwa sababu kuna CO2 nyingi hewani.

Mradi wangu utasuluhisha hili na kuwafanya wanafunzi wote kujilimbikizia zaidi wakati wa masomo yao.

Vifaa

1 xRaspberry Pi 4 (€ 55)

1 x steppenmotor na dereva (€ 5)

2 x 12v 6800 mAh betri (2x € 20)

Moduli ya 2 x ya kushuka (2x € 5)

1 x 16x2 LCD (€ 1.5)

Sensorer: 1x MQ8, 1x MQ4, 1x MQ7, 1x MQ135, 1x HNT11, 1x TMP36 (1 x € 23)

IC: 1x MCP3008, 2x 74hc595AG (1x € 2.30, 2x € 0.40)

LED: 2x kijani, 2x nyekundu, 3x manjano (hupatikana katika vifaa vya zamani, kawaida Normal 0.01 kila moja)

Kiunganishi cha betri (2 x € 0.35)

Kebo za kiunganishi za f-to-f 40 (€ 1.80)

Kebo za kiunganishi za f-to-m 40 (€ 1.80)

Kamba za kontakt 20 m-to-m (€ 1.80)

2 x PCB kwa solder kwenye (2x € 0.70)

Zana:

Chuma cha kulehemu (ikiwezekana 60 Watt)

Bati kwa solder

Karatasi ya Aluminium 50x 20

Kesi (nilitumia kesi ya zamani ya kompyuta mini)

Hii inaweza kuwa MDF au maoni mwenyewe.

Hatua ya 1: Kuanzisha RPi yako

Kwa hivyo moyo wetu ubongo wetu na roho yetu iko katika bidhaa hii. Tishia vizuri, kwa sababu inaweza kukuumiza kwa njia fulani au nyingine. Ninatumia RPi 4B 4gb, mifano mingine inapaswa kufanya vizuri. Unaweza kutarajia bakia zaidi kwa mifano ya zamani.

Tulipata OS kutoka shule yetu na programu fulani iliyosanikishwa kama phpMyAdmin.

Kwanza kabisa hakikisha unaweza kuungana na Raspberry Pi yako kupitia ssh tutahitaji muda mwingi.

Kwa hivyo kwanza tunapaswa kuwezesha basi ya SPI, pini za GPIO na kulemaza mabasi mengine, hatutawahitaji.

Unaweza kufanya hivyo kwenye menyu ya raspi-config. Nenda kwa Maingiliano na uwezesha GPIO na SPI kawaida haitakuwa muhimu wakati uko hapa, panua uhifadhi wako kwa kwenda kwa hali ya juu kisha ugonge kuingia kwenye hifadhi ya kupanua.

Sasa reboot. Tutakuwa tunahitaji viendelezi kadhaa kutumia Nambari ya VS kwenye pi yetu, kuendesha seva yetu na hifadhidata.

Mchakato wa usanikishaji wa Ugani wa Nambari ya VS unaweza kupatikana hapa.

Sasa tutaweka viendelezi kwa seva yetu na hifadhidata. Tumia kiunzi na andika 'python kufunga chupa, chupa-cors, kiunganishi cha mysql-python, eventlet' subiri imalize.

Sasa tunaweza kuanza na utengenezaji wa mradi huo.

Hatua ya 2: MCP3008 + TMP36

Kwa hivyo tuna sensorer 6: gesi 4, unyevu 1 + joto na sensorer 1 ya joto. Ni kazi ya kweli kuwafanya wafanye kazi. Sensorer zote ni sensorer za analogi kwa hivyo tunahitaji kubadilisha ishara ya analogi kuwa ishara ya dijiti. Hiyo ni kwa sababu RPi (Rasberry Pi) inaweza "kuelewa" tu ishara za dijiti. Kwa habari zaidi bonyeza hapa.

Ili kumaliza kazi hiyo utahitaji MCP3008, hii itafanya kazi nzuri!

Ina bandari 16, kuhesabu kutoka juu (Bubble kidogo) kushoto, chini, upande mwingine na juu. Pin1-8 ni pembejeo za ishara ya analog kutoka kwa sensorer zetu. Pini 9 kwa upande mwingine ni GND hii inahitaji kuunganishwa na GND ya mzunguko kamili vinginevyo hii isingefanya kazi. Bandika 10-13 inahitaji kushikamana kwa uangalifu zaidi hizi zitasambaza data kwenda na kutoka kwa RPi. Pini 14 ni GND nyingine na pini 15 na 16 ni VCC hizi lazima ziunganishwe kwa upande mzuri wa mzunguko.

Huu ndio mpangilio wa wiring kubwa:

• MCP3008 VDD hadi 3.3V ya nje MCP3008 VREF hadi 3.3V ya nje
• MCP3008 AGND kwa GND ya nje
• MCP3008 DGND kwenda nje ya nje
• MCP3008 CLK kwa siri ya Raspberry Pi 18
• MCP3008 DOUT kwa Raspberry Pi siri 23
• MCP3008 DIN kwa siri ya Raspberry Pi 24
• MCP3008 CS / SHDN kwa Raspberry Pi pin 25

Huu pia ni wakati mzuri wa kuunganisha GND kutoka RPI kwenda kwa GND ya nje. Hii itafanya mtiririko wa umeme kutoka RPi.

Hapa kuna jinsi ya kuiunganisha kwa njia sahihi.

Hakikisha unganisha njia sahihi, vinginevyo unaweza kuzungusha kila kitu!

Kipande cha kwanza cha nambari kinakuja mahali hapa.

Unaweza kunakili nambari yangu kutoka kwa mradi wangu github chini ya modeli. Analog_Digital.

Kwenye sehemu ya chini ya ukurasa utapata nambari ya chanzo kuifanya ifanye kazi.

Lakini tunahitaji sensa yetu ya kwanza, ili tuweze kujaribu.

Tunahitaji kupima sensa yetu ikiwa inafanya kazi. Unganisha nguvu ya 3.3V au 5V kwa upande mzuri wa TMP36. Usisahau kuiunganisha na GND pia, hii labda ni jambo la kijinga kutokea lakini niamini. Hiyo ni hali halisi;). Unaweza kujaribu na multimeter yako pato la sensor hii ni pini ya kati. Kwa equation hii rahisi unaweza kuangalia joto katika ° C. ((milivolts * voltage ya pembejeo) -500) / 10 na voila donne! Kwaheri! Kweli hakuna hahah tunahitaji MCP3008. Unganisha pini ya Analog ya TMP36 yako kwa pembejeo ya kwanza ya MCP3008. Hii ni pini 0.

Unaweza kutumia nambari ya mfano chini kwa darasa hili la MCP. Au kitu ambacho utapata mkondoni utafanya kazi hiyo vizuri.

Hatua ya 3: Hifadhidata

Kwa hivyo sasa sisi kwamba tunaweza kusoma katika sensa yetu ya kwanza tunahitaji kuiingiza kwenye hifadhidata. Hii ndio kumbukumbu ya ubongo wetu. Nilitengeneza hifadhidata hii iweze kupanuka na kubadilika kwa urahisi kwa mabadiliko ya baadaye.

Kwa hivyo kwanza tunahitaji kufikiria tutapata nini pembejeo na ikiwa tunahitaji kuweka vitu maalum kama vile hadhi ya vitu fulani.

Jibu langu litakuwa: pembejeo kutoka kwa sensorer 6 kwa hivyo tunahitaji kutengeneza meza ya sensorer, na sensorer hizi tutafanya maadili. Je! Ni nini kinachounganishwa na thamani? Kwangu mimi ni hali ya dirisha, imefunguliwa au imefungwa wakati sensor inapima thamani. Lakini eneo pia ni sababu ya thamani yangu kwa hivyo tutaiongeza kwa. Wakati na tarehe ya thamani pia ni muhimu kwa hivyo nitaongeza hiyo kwa.

Kwa upanuzi wa siku za usoni niliongeza meza ya mtumiaji.

Kwa hivyo maoni yangu ni yapi kwa meza: maadili ya meza, anwani ya meza (iliyounganishwa na chumba), chumba cha meza (kilichounganishwa na thamani), dirisha la meza (lililounganishwa na thamani), sensor ya meza (iliyounganishwa na thamani) na meza porini kwa watumiaji.

Kuhusu kuunganisha meza pamoja. Kila thamani inahitaji sensorer moja, dirisha moja, thamani ya sensa, kitambulisho ili tuweze kufanya thamani kuwa ya kipekee, muhuri wa muda wa wakati thamani ilitengenezwa na kama mwisho hatuhitaji chumba ili iwe hiari lakini inaweza kuwa imeongezwa.

Kwa hivyo ndivyo inavyoonekana sasa. Hii ndio ninayotumia kwa mradi wangu wote.

Hatua ya 4: HNT11, kwa Wavulana wa Kweli

Kwa hivyo kwani hatukuruhusiwa kutumia aina yoyote ya maktaba. Lazima tujipange kila kitu sisi wenyewe.

HNT11 ni mfumo wa waya moja kwa hivyo hii inamaanisha kuwa una GND na VCC kama kifaa kingine chochote cha elektroniki lakini pini ya 3the ni pini ya ndani na pato. Kwa hivyo ni ya kushangaza lakini nilijifunza mengi kutoka kwake.

Unganisha VCC na 3.3V ya nje na GND na GND ya nje.

Jedwali la DHT11 lina kila kitu cha kutumia sensorer hizi.

Tunaweza kuamua kuwa kiwango kidogo kina kiwango cha chini na cha juu. Lakini muda wa sehemu ya juu huamua kidogo kwa kweli. Ikiwa sehemu ya juu imetolewa kwa muda mrefu zaidi ya 100s (normaly 127µs) kidogo ni kubwa. Je, ni fupi kuliko 100µ (kawaida karibu 78µs) kidogo ni ndogo.

Wakati HNT11 imeamilishwa, itaanza kutoa ishara. Daima hii ni bits 41. Inaanza na kuanza kidogo hii haimaanishi chochote ili tuweze kuruka hii. Biti 16 / 2byte za kwanza ni sehemu kamili na inayoelea kwa unyevu. Ni sawa kwa ka 2 za mwisho lakini sasa ni kwa joto.

Kwa hivyo tunahitaji tu kuhesabu muda wa kila kidogo na kisha tumekamilisha.

Katika msimbo wa chanzo chini ya DHT11 utapata njia yangu katika kutatua shida hii.

Hatua ya 5: Sensorer za Gesi (hadithi tu)

Kwa hivyo nilifikiri mwanzoni mwa mradi kuwa itakuwa wazo nzuri kutumia sensorer nyingi. Fikiria kabla ya kutenda na kununua ndani hii itakuokoa masaa mengi ya kulala! Kwa sababu unaweza kuanza mapema na hii utafanya kwa hiari zaidi kuifanya.

Kwa hivyo nina sensorer 4 za gesi. MQ135, MQ8, MQ4 na MQ7 sensorer hizi zote zina gesi maalum ambayo hupima vizuri zaidi. Lakini hizi zote ni tofauti katika usanidi wao.

Kwa hivyo kwanza nilitumia hati ya data, hii haikunipa busara yoyote. Kisha nikatafuta mifano ya nambari. Nilichopata ni maktaba moja kutoka Adafruit. Nilijaribu kuiga kama nzuri iwezekanavyo. Ilifanya kazi na moja ya sensorer nne.

Niliiruhusu ipumzike kwa muda na nikarudi kwake.

Kile nilichofanya kuifanya ifanye kazi kwa chombo hicho kimoja ni:

- Nilitumia hati ya data kuashiria alama za gesi ambazo nilitaka kupima. Kwa hivyo 1 ro / rs hadi 400ppm, 1.2 hadi 600ppm…

- Kisha nikaweka hatua zote kwa uzuri na nikatoa fomula ya curve. Nilihifadhi hii katika hifadhidata yangu.

- Kutoka kwa lagi la habari pia nilisoma upinzani wa kawaida na upinzani safi wa hewa. Maadili haya ambapo pia yamehifadhiwa kwenye hifadhidata.

Nilimimina yote kwa nambari fulani, unaweza kupata hii kama kazi tatu za mwisho katika darasa la MCP3008. Lakini hii bado haijakamilika, cha kusikitisha sikuwa na wakati wa kutosha.

Hatua ya 6: Shiftregister, 74HC595AG

Kwa hivyo hii ni IC. Na inafanya kitu maalum, na kifaa hiki inawezekana kutumia matokeo kidogo ya GPIO kwa ishara sawa ya pato. Nilitumia hii kwa LCD (Liquid Crystal Display) na viongozi vyangu. Nitaonyesha anwani ya ip kwenye LCD ili kila mtu aweze kutumia wavuti.

LED zinaamua kwa busara 2 nyekundu, 3 njano na 2 kijani. Hii itaonyesha wakati wowote ubora wa hewa ndani ya chumba.

Sajili ya kuhama ni kifaa kinachofanana cha pato kwa hivyo haiwezekani kutoa ishara tofauti katika kipindi cha muda. Hii itawezekana ikiwa imewekwa kutoka nje lakini haijaungwa mkono kiasili.

Jinsi ya kutumia IC? Kweli una pembejeo 5 na pato 9. Matokeo 8 ya mantiki ya pini 8 na kisha pini ya 9 kutuma data iliyobaki kwenye sajili nyingine ya mabadiliko.

Kwa hivyo tunaunganisha pini 16 kwa VCC ya nje, pini inayofuata ni pato la kwanza kwa hivyo kwa LCD tutakuwa tunaihitaji.. Pin 14 ni laini ya data, hapa tutatuma data kwa. Pini ya 13 imewashwa, ishara ya chini inawezesha IC ishara ya juu inahitajika kuifunga. Pini 12 ni pini ambapo tunaweza kuamua wakati kidogo ilitumwa, wakati unavuta pini hii chini kutoka juu hadi chini inasoma hali ya ishara ya pini 13 na kuihifadhi katika kumbukumbu yake ya 8bit. Pini 11 ni sawa wakati pini hii imewekwa juu kisha chini inatoa biti 8 kwenye bandari yake. Na pini ya mwisho, pini 10 ni kuweka upya vizuri, pini hii lazima ibaki juu au haitafanya kazi. Uunganisho wa mwisho ni pini ya GND 8 tunahitaji kuunganisha hii na GND ya nje.

Kwa hivyo sasa unganisha pini jinsi utakavyopenda pi ya raspberry. Njia niliyofanya ilikuwa kuwaunganisha karibu iwezekanavyo kwa kila mmoja ili kuhakikisha kuwa najua walikuwa wapi.

Unapopata pato sahihi. Unaweza kuuza hii kwa PCB na LED. na wapinzani wa 220 Ohm. Solder pato la IC kwa mwongozo unaofanana. Unapaswa sasa kuwa na kitu kama hiki.

Unaweza kupata nambari yangu ya majaribio hapa chini ya Shiftregister. Unapofanya kazi na 74HC595N hautahitaji MR ili uweze kuiacha haijaunganishwa.

LCD ni sawa sawa. Ni rahisi kuitumia na sajili ya kuhama kwa sababu pembejeo ya LCD ndio pembejeo ya sajili ya zamu.

Kwa LCD kuna nambari nyingine ya kuifanya ifanye kazi lakini ni sawa na shifregister tu. Unaweza kupata nambari ya kujaribu hapa chini ya LCD.

Hatua ya 7: Mbele, Somo la Thamani

Kwa hivyo hapa nitatangatanga, hii ni sehemu ya jinsi unapaswa kuifanya. Hili ni jambo la thamani sana ambalo limejifunza.

Tengeneza mbele mbele ya backend !!!!

Nilifanya njia nyingine. Nilipiga simu bure kwa hifadhidata yangu, ninatumia muda mwingi juu ya hii.

Kwenye ukurasa wa kutua nilihitaji joto la sasa na unyevu na maadili ya sensorer zote za gesi kwenye chati nzuri. Ninahitaji pia kuonyesha anwani ya ip ya RPi.

Kwenye ukurasa wa sensorer ninahitaji uteuzi wa sensorer moja na wakati wa uteuzi. Nilichagua kwa uteuzi wa siku moja na kisha kipindi kutoka siku hiyo. Hii ilinifanya iwe rahisi sana kwangu kwa sababu, ningeweza kuidhibiti zaidi.

Kwenye ukurasa wa mwisho, ukurasa wa mipangilio inawezekana kudhibiti maadili kama vile gesi hatari na hatari ya gesi na viwango vya joto. Unaweza pia kufanya RPi kuwasha tena ikiwa unahisi hitaji la kufanya hivyo.

Kwa hivyo kwanza nilitengeneza muundo ili niweze kuanza kufanya kazi kwa urahisi kwenye sehemu ya kuweka alama. Hatua kwa hatua nilifanya maendeleo jambo moja kwa wakati. Mgawo huo ulikuwa wa rununu kwanza kwa hivyo nitazingatia hiyo kwanza. Kisha nitaenda kwenye skrini kubwa.

Unaweza kupata kurasa zangu, css na js katika Github yangu.

Hatua ya 8: Backend

Sehemu hii ndio sehemu ambayo nilichanganya na mbele. Wakati nilitengeneza kitu kwa upande wa mbele niliifanya ifanye kazi kwenye nyuma. Kwa hivyo haitahitaji marekebisho baadaye. Hili lilikuwa jambo ambalo sikulifanya kwanza na kwa sababu ya hii nilipoteza wiki mbili za wakati. Ujinga mimi! Lakini somo ninachukua kwa furaha kwenye miradi mingine.

Kwa hivyo unapofanya backend tengeneza kitu ambacho utatumia. Lakini ifanye iwe uthibitisho wa siku zijazo kwa kuifanya iweze kutumika tena na sio nambari ngumu. Kwa hivyo wakati ninahitaji maadili 50 ya mwisho ya DHT11 yangu, nitaangalia kuna maadili yanayotengenezwa? Ndio, ninawawekaje kwenye hifadhidata. Je! Ninawatoaje kwenye hifadhidata. Ninaioneshaje? Chati, grafu, au tu data wazi? Kisha mimi hufanya njia mpya na vigezo na mali tofauti kama vile tarehe, majina maalum ya hisia au kile nitakachokuwa nikipigia simu. Namaanisha ninaita maadili yote kutoka kwa sensorer za MQ au ninaita sensorer zote zilizo na MQ kwa jina lake. Kisha nikaweka utunzaji wa makosa wakati ombi kutoka kwa simu ni njia sahihi basi basi inaweza kuendelea vinginevyo inapata kosa nzuri.

Pia hapa kuna nyuzi ziko, hizi ni vipande vya programu huruhusu kuendesha nambari inayofanana. Unaweza kuendesha simu za wavuti, kazi ya kuunda thamani na sajili ya kuhama + iliyoongozwa. Kazi hizi zinajitegemea kabisa kwa kila mmoja.

Kwa hivyo kwa walioongozwa. Nilitengeneza thamani ya chini / afya kwa CO2. Thamani hii ilitoka kwa vyanzo vingi vya mazungumzo. Thamani nzuri ya madarasa iko chini ya 600 ppm CO2 kwa kila mita ya ujazo. Thamani isiyofaa ni kila kitu juu ya 2000 ppm. Kwa hivyo LED hufanya daraja. Ikiwa thamani ya sensa ya MQ4 ni 1400 itahesabiwa kiatomati katika kiwango gani cha hatari. 2000 - 600 = 1400 kwa hivyo jumla ya masafa ni 1400/7 = 200. Kwa hivyo thamani inapofikia 550 inaonyesha kijani kilichoongozwa. 750 inaonyesha 2 iliyoongozwa ya kijani, 950 1 ya manjano 2 iliyoongozwa na kijani. Nakadhalika.

Thamani inapokwenda juu katikati dirisha linafungua. Nilitumia motorpenmotor kwa sababu ya kasi kubwa na usahihi. Na wakati thamani inapita zaidi ya 2000 kengele ndogo inazima. Hii ni kutisha watu ndani ya chumba.

Tunaweza pia kugundua moshi wa moshi kwa hivyo wakati kuna moto. Inasajili hii pia. Wakati inakwenda juu ya thamani fulani kengele inaendelea na taa ya LED.

LCD iko pale ili kuonyesha anwani ya IP ili uweze kutiririka kwenye wavuti.

Unaweza kupata kila kitu + nambari ndani ya Githubin yangu app.py

Hatua ya 9: Kufanya Kesi

Nilipata kesi ndogo ya kompyuta kwa vifaa vyangu vyote.

Nilikata karatasi ya alumini kwa saizi. Na kuchimba mashimo kadhaa ambapo karatasi hiyo ingeweza kupumzika. Hii inalingana na mashimo ya ubao wa mama.

Kisha nikaangalia jinsi kila kitu kitatoshea ndani ya kesi hiyo. Niliweka kila kitu na kuanza kusonga.

Wakati nilikuwa nimeridhika na jinsi itakavyofanya kazi nilianza kuweka alama kwenye mashimo niliyohitaji kwa sensorer, RPi, PCB, moduli za nguvu na moduli ya steppenmotor. Mashimo ni ya kusimama kwa PCB, hii itafanya chumba fulani ili sehemu za chuma zisiwasiliane na karatasi ya aluminium. Pia inatoa kuangalia nzuri.

Nilichukua kutoka kwa kila IC au kifaa kingine zile kabati na kuzifunga togheter. Hii ni kwa sababu niliweza kuona ni nyaya gani za nini. Niliweka kila kitu vizuri kwenye machafuko kadhaa na nikatumia karanga na visu kushikilia kila kitu vizuri.

Ili kuwezesha hii yote nilitumia betri 2. Hizi hutoa nguvu nyingi lakini hizi bado ni betri kwa hivyo hizi zitamaliza kwa wakati. Niliweka hizi na velcro fulani. Nilitumia velcro kwa sababu basi ningeweza kuchukua nafasi rahisi au kuondoa betri.

Malkia wa kambo, LCD na LED zitatoka juu ya kesi hiyo. Kwa hivyo niliweka kwa uangalifu kifuniko cha kesi hapo juu na kuweka alama kwenye mashimo na kuyachimba kwa kuchimba visima. Kwa hivyo tunaweza kuona kila kitu kwa urahisi.

Kama kesi imekamilika tunahitaji kuweka waya kila kitu, hapa unaweza kupata mpango wa wiring.

Hatua ya 10: Tathmini na Hitimisho

Kwa hivyo huu ndio / ulikuwa mradi wangu wa kwanza.

Inaonekana sawa nadhani.

Nilijifunza vitu vingi vipya, nilijifunza sehemu nzuri na mbaya ya usimamizi wa mradi. Kwa kweli lilikuwa somo la maana. Nilitegemea kwamba huwezi kusubiri unahitaji kweli kuendelea kutoa. Unahitaji kuandika kila hoja (karibu hoja sana), na kwamba unahitaji kuifanya wakati ulifanya tu.

Zingatia kitu 1 kwa wakati mmoja. Unataka joto kwenye skrini yako? Fanya hivi, hivi na vile. Usisubiri au jaribu kuiacha ipite. Haitasaidia. Na itakupoteza wakati mzuri sana.

Pia wiki 4 zinaonekana wakati mwingi. Lakini chini ni kweli. Hii sio sawa. Una wiki 4 tu. Wiki 2 za kwanza sio shinikizo sana. Wiki 3 kumaliza na wiki ya 4 bila kulala. Hivi ndivyo usipaswi kuifanya.

Labda nilikuwa na hamu kubwa: Mimi kesi ndogo, sio rahisi kutumia sensorer, betri… Ifanye iwe rahisi zaidi na kisha iwe ngumu na ngumu, hapo tu utapata mfano mzuri / bidhaa.