Jinsi ya Kujenga Kituo cha Sura za Ufuatiliaji wa Faraja: Hatua 10 (na Picha)

2024 Mwandishi: John Day | [email protected]. Mwisho uliobadilishwa: 2024-01-30 12:52

Hii inaelezea muundo na ujenzi wa kile kinachoitwa Kituo cha Ufuatiliaji wa Faraja CoMoS, kifaa cha pamoja cha sensorer kwa hali ya mazingira, ambayo ilitengenezwa katika idara ya Mazingira ya Kujengwa huko TUK, Technische Universität Kaiserslautern, Ujerumani.

CoMoS hutumia mtawala na sensorer ya ESP32 kwa joto la hewa na unyevu wa karibu (Si7021), kasi ya hewa (sensor ya upepo rev. C na Kifaa cha kisasa), na joto la ulimwengu (DS18B20 katika balbu nyeusi), zote kwa kompakt, rahisi kwa- jenga kesi na maoni ya kuona kupitia kiashiria cha LED (WS2812B). Kwa kuongezea, sensa ya mwangaza (BH1750) imejumuishwa kuchambua hali ya kuona ya hapa. Takwimu zote za sensa husomwa mara kwa mara na kutumwa kupitia Wi-Fi kwa seva ya hifadhidata, kutoka ambapo inaweza kutumika kwa ufuatiliaji na udhibiti.

Msukumo wa maendeleo haya ni kupata njia mbadala ya bei ya chini lakini yenye nguvu sana kwa vifaa vya sensorer za maabara, ambazo kawaida ni bei zaidi ya 3000 €. Kwa upande mwingine, CoMoS hutumia vifaa vya bei ya jumla karibu 50 € na kwa hivyo inaweza kupelekwa kikamilifu katika majengo ya (ofisi) kwa uamuzi wa wakati halisi wa hali ya joto na ya kuona kila mahali pa kazi au sehemu ya jengo.

Kwa habari zaidi juu ya utafiti wetu na kazi iliyounganishwa kwenye idara, angalia tovuti rasmi ya nafasi ya ofisi ya Living Lab au wasiliana na mwandishi anayehusika moja kwa moja kupitia LinkedIn. Anwani zote za waandishi zimeorodheshwa mwishoni mwa hii inayoweza kufundishwa.

Ujumbe wa kimuundo: Hii inaelezewa inaelezea usanidi wa asili wa CoMoS, lakini pia hutoa habari na maagizo ya tofauti kadhaa ambazo tumetengeneza hivi karibuni: Mbali na kesi ya asili iliyojengwa kutoka sehemu za kawaida, pia kuna chaguo iliyochapishwa ya 3D. Mbali na kifaa asili na uunganisho wa seva ya hifadhidata, kuna toleo mbadala la kusimama pekee na uhifadhi wa kadi ya SD, kituo cha ufikiaji cha WIFi, na programu ya kupendeza ya rununu kuibua usomaji wa sensa. Tafadhali angalia chaguzi zilizowekwa alama katika sura zinazolingana na chaguo la kusimama pekee katika sura ya mwisho.

Ujumbe wa kibinafsi: Huu ni maandishi ya kwanza ya mwandishi, na inashughulikia usanidi kamili na ngumu. Tafadhali usisite kuwasiliana kupitia sehemu ya maoni ya ukurasa huu, kwa barua pepe, au kupitia LinkedIn, ikiwa kuna maelezo yoyote au habari inayokosekana katika hatua zote.

Hatua ya 1: Usuli - Faraja ya joto na ya kuona

Faraja ya joto na ya kuona imekuwa mada muhimu zaidi na zaidi, haswa katika mazingira ya ofisi na mahali pa kazi, lakini pia katika sekta ya makazi. Changamoto kuu katika uwanja huu ni kwamba maoni ya joto ya watu binafsi mara nyingi hutofautiana katika anuwai nyingi. Mtu mmoja anaweza kuhisi joto katika hali fulani ya joto wakati mtu mwingine anahisi baridi sawa. Hiyo ni kwa sababu mtazamo wa mtu binafsi wa joto huathiriwa na sababu nyingi, pamoja na hali ya joto ya hewa, unyevu wa jamaa, kasi ya hewa, na joto la mionzi ya nyuso zinazozunguka. Lakini pia, mavazi, shughuli za kimetaboliki, na hali ya mtu binafsi ya umri, jinsia, mwili, na zaidi, huathiri mtazamo wa joto.

Wakati sababu za kibinafsi zinabaki kutokuwa na uhakika katika suala la udhibiti wa joto na baridi, sababu za mwili zinaweza kuamua haswa na vifaa vya sensorer. Joto la hewa, unyevu wa karibu, kasi ya hewa, na joto ulimwenguni zinaweza kupimwa na kutumiwa kama pembejeo ya moja kwa moja kwa udhibiti wa jengo. Kwa kuongezea, kwa njia ya kina zaidi, zinaweza kutumiwa kama pembejeo kuhesabu kinachoitwa PMV-index, ambapo PMV inasimama kwa Kura ya Maana ya Kutabiriwa. Inaelezea jinsi watu kwa wastani wangeweza kupima hisia zao za joto chini ya hali ya chumba iliyopewa. PMV inaweza kuchukua maadili kutoka -3 (baridi) hadi +3 (moto), na 0 kuwa hali ya kutokua upande wowote.

Kwa nini tunataja kitu cha PMV hapa? Kweli, kwa sababu katika uwanja wa faraja ya kibinafsi ni faharisi inayotumiwa sana ambayo inaweza kutumika kama kigezo cha hali ya joto katika jengo. Na kwa CoMoS, vigezo vyote vya mazingira vinavyohitajika kwa hesabu ya PMV vinaweza kupimwa.

Ikiwa una nia, tafuta zaidi juu ya faraja ya joto, muktadha wa ulimwengu na joto la wastani la mwangaza, faharisi ya PMV, na kiwango cha ASHRAE kinachotekelezwa katika

Wikipedia: Faraja ya Mafuta

ISO 7726 Ergonomics ya mazingira ya joto

ASHRAE NPO

Kwa njia: Kuna muda mrefu uliopo, lakini pia vidude vingi vilivyotengenezwa hivi karibuni katika uwanja wa mazingira ya kibinafsi ili kutoa faraja ya kibinafsi na ya kuona. Mashabiki wa desktop ndogo ni mfano unaojulikana. Lakini pia, wafanyikazi wa miguu, viti vyenye joto na hewa, au vizuizi vya ofisi vya kupokanzwa na kupasha umeme kwa IR vinatengenezwa au hata tayari inapatikana sokoni. Teknolojia hizi zote zinaathiri hali ya joto ya mahali, mahali pa kazi kwa mfano, na zinaweza kudhibitiwa kiatomati kulingana na data ya sensorer ya ndani, pia, kama ilivyoonyeshwa kwenye picha za hatua hii.

Habari zaidi juu ya vidude vya mazingira ya kibinafsi na utafiti unaoendelea unapatikana

Nafasi ya ofisi ya maabara hai: Mazingira ya kibinafsi

Chuo Kikuu cha California, Berkeley

Ripoti ya ZEN juu ya kupokanzwa kibinafsi vifaa vya kupoza [PDF]

Chuo Kikuu cha SBRC cha Wollongong

Hatua ya 2: Mpango wa Mfumo

Moja ya malengo makuu katika mchakato wa maendeleo ilikuwa kuunda kifaa cha sensorer kisichotumia waya, chenye kompakt, na cha bei rahisi kupima hali ya ndani ya mazingira ya angalau sehemu kumi za kazi katika nafasi ya wazi ya ofisi. Kwa hivyo, kituo kinatumia ESP32-WROOM-32 na unganisho la WiFi kwenye bodi na aina kubwa ya pini za kiunganishi na aina za basi zinazoungwa mkono kwa kila sensorer. Vituo vya sensorer hutumia IoT-WiFi tofauti na kutuma usomaji wao wa data kwa hifadhidata ya MariaDB kupitia hati ya PHP inayoendesha kwenye seva ya hifadhidata. Kwa hiari, pato la kuona la Grafana rahisi linaweza kuwekwa pia.

Mpango hapo juu unaonyesha mpangilio wa vifaa vyote vya pembeni kama muhtasari juu ya usanidi wa mfumo, lakini hii inaelekezwa kwa kituo cha sensa yenyewe. Kwa kweli, faili ya PHP na maelezo ya unganisho la SQL imejumuishwa baadaye, pia, kutoa habari zote muhimu kujenga, kuunganisha, na kutumia CoMoS.

Kumbuka: mwishoni mwa mafunzo haya unaweza kupata maagizo juu ya jinsi ya kujenga toleo mbadala la kusimama pekee la CoMoS na uhifadhi wa kadi ya SD, sehemu ya ufikiaji ya WiFi ya ndani, na programu ya wavuti ya vifaa vya rununu.

Hatua ya 3: Orodha ya Ugavi

Umeme

Sensorer na mtawala, kama inavyoonekana kwenye picha:

• ESP32-WROOM-32 mikrocontroller (espressif.com) [A]
• Kihisi joto na unyevu wa Si7021 au GY21 (adafruit.com) [B]
• Densi ya joto ya DS18B20 + (adafruit.com) [C]
• Mch. Sensa ya kasi ya hewa (moderndevice.com) [D]
• Hali ya WS2812B 5050 LED (adafruit.com) [E]
• Sensor ya mwangaza ya BH1750 (amazon.de) [F]

Sehemu zaidi za umeme:

• 4, 7k kontena la kuvuta (adafruit.com)
• 0, 14 mm² (au sawa) waya wastani (adafruit.com)
• Viunganisho vya 2x Wago compact splicing (wago.com)
• Cable ndogo ya USB (sparkfun.com)

Sehemu za kesi (Pata maelezo zaidi juu ya sehemu hizi na saizi katika Hatua inayofuata. Ikiwa una printa ya 3D inapatikana, unahitaji tu mpira wa tenisi wa meza. Ruka hatua inayofuata na upate habari na faili zote za kuchapisha katika Hatua ya 5.)

• Sahani ya akriliki pande zote 50x4 mm [1]
• Sahani ya chuma pande zote 40x10 mm [2]
• Bomba la akriliki 50x5x140 mm [3]
• Sahani ya akriliki pande zote 40x5 mm [4]
• Bomba la akriliki 12x2x50 mm [5]
• Mpira wa tenisi wa meza [6]

Mbalimbali

• Dawa ya rangi nyeupe
• Dawa ya rangi nyeusi ya matte
• Mkanda fulani
• Pamba kidogo ya insulation, pedi ya pamba, au kitu chochote sawa

Zana

• Kuchimba nguvu
• 8 mm kuiba kuchimba visima
• 6 mm kuni / kuchimba plastiki
• 12 mm kuni / kuchimba plastiki
• Mkono mwembamba uliona
• Sandpaper
• Koleo za kukata waya
• Mtoaji wa waya
• Chuma cha kutengeneza na bati
• Nguvu-gundi au bunduki ya moto ya gundi

Programu na maktaba (Nambari zinaonyesha matoleo ya maktaba tuliyotumia na kujaribu vifaa na. Maktaba mpya yanapaswa kufanya kazi pia, lakini tulikabiliwa na maswala kadhaa mara kwa mara wakati wa kujaribu matoleo tofauti / mapya zaidi.)

• Kitambulisho cha Arduino (1.8.5)
• Maktaba ya msingi ya ESP32
• Maktaba ya BH1750FVI
• Maktaba ya Adafruit_Si7021 (1.0.1)
• Maktaba ya Adafruit_NeoPixel (1.1.6)
• Maktaba ya Joto la Dallas (3.7.9)
• Maktaba ya OneWire (2.3.3)

Hatua ya 4: Ubunifu wa Uchunguzi na Ujenzi - Chaguo 1

Ubunifu wa CoMoS una kesi ndogo, wima na sensorer nyingi zilizowekwa kwenye eneo la juu, na tu hali ya joto na unyevu imewekwa karibu chini. Nafasi za sensorer na mipangilio hufuata mahitaji maalum ya vigezo vilivyopimwa:

• Sensorer ya joto na unyevu wa Si7021 imewekwa nje ya kesi hiyo, karibu na chini yake, ili kuruhusu mzunguko wa hewa bure kuzunguka sensor na kupunguza ushawishi wa joto taka iliyobadilishwa na mdhibiti mdogo ndani ya kesi hiyo.
• Sensor ya mwangaza ya BH1750 imewekwa juu ya gorofa ya kesi, kupima mwangaza juu ya uso usawa kama inavyotakiwa na viwango vya kawaida juu ya mwangaza mahali pa kazi.
• Sensor ya upepo ya Mchungaji C pia imewekwa juu ya kesi hiyo, na vifaa vyake vya elektroniki vikiwa vimefichwa ndani ya kesi hiyo, lakini miti yake, ambayo hubeba anemometer halisi ya joto na sensorer ya joto, imefunuliwa kwa hewa kuzunguka juu.
• Sensor ya joto ya DS18B20 imewekwa juu kabisa ya kituo, ndani ya mpira wa tenisi uliopakwa rangi nyeusi. Msimamo juu ni muhimu kupunguza sababu za maoni na kwa hivyo ushawishi wa mionzi ya kituo cha sensa yenyewe kwa kipimo cha joto ulimwenguni.

Rasilimali za ziada juu ya joto la wastani la mionzi na matumizi ya mipira ya tenisi ya meza nyeusi kama sensorer za joto ulimwenguni ni:

Wang, Shang & Li, Yuguo. (2015). Ustahiki wa Thermometers ya Globu ya Akriliki na Shaba kwa Mipangilio ya nje ya Diurnal. Ujenzi na Mazingira. 89. 10.1016 / j.buildenv.2015.03.002.

Mpendwa, Richard. (1987). Thermometer ya ulimwengu ya Ping-pong kwa joto la wastani la mionzi. H & Eng.,. 60. 10-12.

Kesi hiyo imeundwa rahisi, kuweka wakati na juhudi ya utengenezaji iwe chini iwezekanavyo. Inaweza kujengwa kwa urahisi kutoka kwa sehemu na vifaa vya kawaida na zana na ujuzi rahisi tu. Au, kwa wale walio na bahati ya kuwa na 3D-printa kwenye huduma zao, sehemu zote za kesi zinaweza kuchapishwa 3D pia. Kwa kuchapisha kesi hiyo, hatua hii yote inaweza kurukwa na faili zote zinazohitajika na maagizo yanaweza kupatikana katika Hatua inayofuata.

Kwa ujenzi kutoka sehemu za kawaida, vipimo vya kufaa huchaguliwa kwa wengi wao:

• Mwili kuu ni bomba la akriliki (PMMA) la kipenyo cha nje cha 50 mm, unene wa ukuta wa 5 mm, na urefu wa 140 mm.
• Sahani ya chini, ambayo hutumika kama kondaktaji nyepesi kwa hadhi ya LED, ni sahani ya duara ya akriliki yenye kipenyo cha 50 mm na unene wa 4 mm.
• Duru ya chuma yenye kipenyo cha 40 mm na unene wa mm 10 imewekwa kama uzito juu ya bamba la chini na inafaa ndani ya mwisho wa chini wa bomba kuu la mwili kuzuia kituo kisipinduke na kushikilia bamba la chini mahali.
• Sahani ya juu inafaa ndani ya bomba kuu la mwili pia. Imeundwa na PMMA na ina kipenyo cha 40 mm na unene wa 5 mm.
• Mwishowe, bomba la kuongezeka juu ni PMMA, pia, na kipenyo cha nje cha 10 mm, unene wa ukuta wa 2 mm, na urefu wa 50 mm.

Mchakato wa utengenezaji na kukusanyika ni rahisi, kuanzia na mashimo kadhaa ya kuchimba. Duru ya chuma inahitaji shimo inayoendelea 8 mm, ili kutoshea LED na nyaya. Bomba kuu la mwili linahitaji mashimo 6 mm, kama njia ya kulisha kebo kwa kebo za USB na sensa, na kama mashimo ya uingizaji hewa. Idadi na nafasi za mashimo zinaweza kuwa anuwai kulingana na upendeleo wako. Chaguo la watengenezaji ni mashimo sita upande wa nyuma, karibu na juu na chini, na mbili upande wa mbele, moja juu, chini moja tena, kama kumbukumbu.

Sahani ya juu ndio sehemu ngumu zaidi. Inahitaji sentimita 12 iliyowekwa katikati, iliyonyooka na inayoendelea kutoshea mrija wa kupanda juu, lango lingine lenye kipenyo cha 6 mm kutoshea kebo ya sensa ya mwangaza, na kipande chembamba cha takriban 1, 5 mm upana na urefu wa 18 mm kutoshea upepo sensor. Tazama picha kwa kumbukumbu. Na mwishowe, mpira wa tenisi wa meza unahitaji 6mm nzima, pia, kutoshea sensorer ya joto duniani na kebo.

Katika hatua inayofuata, sehemu zote za PMMA, isipokuwa sahani ya chini, inapaswa kupakwa rangi, kumbukumbu ni nyeupe. Mpira wa tenisi wa meza lazima upakwe rangi ya matte nyeusi ili kuanzisha sifa zake za joto na macho.

Mzunguko wa chuma umewekwa katikati na gorofa kwa sahani ya chini. Bomba la kuongezeka kwa juu limetiwa ndani ya shimo la mm 12 la bamba la juu. Mpira wa tenisi wa meza umewekwa kwenye ncha ya juu ya mfufuko, na shimo lake linalingana na ufunguzi wa ndani wa bomba la riser, kwa hivyo sensor ya joto na kebo inaweza kuingizwa kwenye mpira baadaye kupitia bomba la riser.

Pamoja na hatua hii kufanywa, sehemu zote za kesi ziko tayari kukusanywa kwa kuziweka pamoja. Ikiwa zingine zinafaa sana, mchanga chini, ikiwa huru sana, ongeza safu nyembamba ya mkanda.

Hatua ya 5: Ubunifu wa Uchunguzi na Ujenzi - Chaguo 2

Wakati Chaguo 1 la kujenga kesi ya CoMoS bado ni ya haraka na rahisi, kuruhusu kichapishaji cha 3D kufanya kazi hiyo inaweza kuwa rahisi zaidi. Pia kwa chaguo hili, kesi imegawanywa katika sehemu tatu, juu, mwili wa kesi, na sehemu ya chini, kuruhusu wiring rahisi na mkutano kama ilivyoelezewa katika Hatua inayofuata.

Faili na maelezo zaidi juu ya mipangilio ya printa hutolewa kwa Thingiverse:

Faili za CoMoS kwenye Thingiverse

Kufuata maagizo ya kutumia filamenti nyeupe kwa sehemu za juu na za mwili wa kesi inapendekezwa sana. Hii inazuia kesi kupokanzwa haraka sana kwenye jua na inaepuka vipimo vya uwongo. Uwazi wa lazima unapaswa kutumika kwa sehemu ya chini ili kuangaza mwangaza wa kiashiria cha LED.

Tofauti nyingine kutoka kwa Chaguo 1 ni kwamba mzunguko wa chuma haupo. Ili kuzuia CoMoS isianguke juu, aina yoyote ya uzani kama mipira ya kubeba au rundo la washer wa chuma inapaswa kuwekwa ndani / kwenye sehemu ya chini ya uwazi. Imeundwa na pembeni kuzunguka ili kutoshea na kushikilia uzito. Vinginevyo, CoMoS inaweza kupigwa mahali pake pa kusanikisha kwa kutumia mkanda wenye pande mbili.

Kumbuka: Folda ya Thingiverse inajumuisha faili za kesi ndogo ya msomaji wa kadi ya SD ambayo inaweza kuwekwa kwenye kesi ya CoMoS. Kesi hii ni ya hiari na ni sehemu ya toleo la kusimama pekee lililoelezewa katika hatua ya mwisho ya hii inayoweza kufundishwa.

Hatua ya 6: Wiring na Mkutano

ESP, sensorer, LED, na kebo ya USB imeuzwa na kushikamana kulingana na mzunguko wa skimu ulioonyeshwa kwenye picha za hatua hii. Mgawo wa PIN unaofanana na nambari ya mfano iliyoelezewa baadaye ni:

• 14 - Rudisha daraja (EN) - [kijivu]
• 17 - WS2811 (LED) - [kijani]
• 18 - kipinzani cha pullup kwa DS18B20 +
• 19 - DS18B20 + (Waya mmoja) - [zambarau]
• 21 - BH1750 & SI7021 (SDA) - [bluu]
• 22 - BH1750 & SI7021 (SCL) - [manjano]
• 25 - BH1750 (V-in) - [hudhurungi]
• 26 - SI7021 (V-in) - [hudhurungi]
• 27 - DS18B20 + (V-in) - [hudhurungi]
• 34 - Sura ya upepo (TMP) - [cyan]
• 35 - Sura ya upepo (RV) - [machungwa]
• VIN - kebo ya USB (+ 5V) - [nyekundu]
• GND - kebo ya USB (GND) - [nyeusi]

Sensorer za Si7021, BH1750, na DS18B20 + zinaendeshwa kupitia pini ya IO ya ESP32. Hii inawezekana kwa sababu rasimu yao ya sasa iko chini ya usambazaji wa sasa wa ESP kwa kila pini, na inahitajika kuweza kuweka upya sensorer kwa kukata usambazaji wa umeme ikiwa kuna makosa ya mawasiliano ya sensa. Tazama nambari na maoni ya ESP kwa habari zaidi.

Sensorer za Si7021 na BH1750, sawa na kebo ya USB, zinapaswa kuuzwa na nyaya zilizowekwa tayari kupitia mashimo ya kesi ya kujitolea ili kuruhusu mkutano katika hatua inayofuata. Viunganisho vya WAGO compact splicing hutumiwa kuunganisha vifaa kwenye usambazaji wa umeme na kebo ya USB. Zote zinaendeshwa kwa 5 V DC na USB, ambayo inafanya kazi na kiwango cha mantiki cha ESP32 saa 3, 3 V. Kwa hiari, pini za data za kebo ndogo ya USB zinaweza kuunganishwa tena kwa kuziba ndogo ya USB na kushikamana na USB ndogo ya ESP tundu, kama uingizaji wa nguvu na unganisho la data kuhamisha nambari kwenda ESP32 wakati kesi imefungwa. Mwingine, ikiwa imeunganishwa kama inavyoonyeshwa kwenye mpango huo, kebo nyingine ndogo ndogo ya USB inahitajika ili kuhamisha nambari kwa ESP kabla ya kukusanya kesi hiyo.

Sensorer ya joto ya Si7021 imewekwa upande wa nyuma wa kesi hiyo, karibu na chini. Ni muhimu sana kushikamana na sensorer hii karibu na chini, ili kuepuka usomaji wa joto wa uwongo unaosababishwa na joto lililobadilika ndani ya kesi hiyo. Tazama hatua ya Epilogue kwa Habari zaidi juu ya suala hili. Sensorer ya mwangaza wa BH1750 imewekwa kwenye sahani ya juu, na sensor ya upepo imeingizwa na inafaa kwa kupigwa upande wa pili. Ikiwa inafaa pia kupoteza, mkanda kidogo karibu na sehemu ya katikati ya sensa husaidia kuiweka sawa. Sensor ya joto ya DS18B20 imeingizwa kupitia kiinuka juu kwenye mpira wa tenisi ya meza, na nafasi ya mwisho katikati ya mpira. Ndani ya kiinuko juu hujazwa na sufu ya kutengwa na ufunguzi wa chini umefungwa na mkanda au gundi ya moto, kuzuia uhamishaji wa joto au wa joto kwa ulimwengu. LED imeambatanishwa kwenye shimo la chuma pande zote linaloangalia chini ili kuangazia sahani ya chini.

Waya zote, viunganishi vya kung'ara, na ESP32 huenda ndani ya kesi kuu na sehemu zote za kesi zimewekwa pamoja katika mkutano wa mwisho.

Hatua ya 7: Programu - ESP, PHP, na Usanidi wa MariaDB

Mdhibiti mdogo wa ESP32 anaweza kusanidiwa kwa kutumia Arduino IDE na maktaba ya ESP32 Core iliyotolewa na Espressif. Kuna mafunzo mengi yanayopatikana mkondoni juu ya jinsi ya kuweka IDE kwa utangamano wa ESP32, kwa mfano hapa.

Mara tu usanidi, nambari iliyoambatanishwa inahamishiwa kwa ESP32. Inasemwa kote kwa uelewa rahisi, lakini huduma zingine muhimu ni:

• Ina sehemu ya "usanidi wa mtumiaji" mwanzoni, ambayo vigeuzi vya kibinafsi lazima vianzishwe, kama vile Kitambulisho cha WiFi na nywila, seva ya hifadhidata ya IP, na usomaji wa data unaotakiwa na kipindi cha kutuma. Pia inajumuisha ubadilishaji wa "upepo wa sifuri" ambao unaweza kutumiwa kurekebisha usomaji wa kasi ya upepo wa sifuri hadi 0 ikiwa kuna umeme usiodumu.
• Nambari hiyo ni pamoja na sababu za wastani za hesabu zilizoamuliwa na waandishi kutoka kwa usafirishaji wa vituo vya sensorer kumi zilizopo. Tazama hatua ya Epilogue kwa habari zaidi na uwezekano wa marekebisho ya kibinafsi.
• Utunzaji wa makosa anuwai umejumuishwa katika sehemu kadhaa za nambari. Hasa kugundua na kushughulikia kwa ufanisi makosa ya mawasiliano ya basi ambayo hufanyika mara nyingi kwa watawala wa ESP32. Tena, angalia hatua ya Epilogue kwa habari zaidi.
• Ina pato la rangi ya LED kuonyesha hali ya sasa ya kituo cha sensorer na makosa yoyote. Tazama hatua ya Matokeo kwa habari zaidi.

Faili ya PHP iliyoambatanishwa inapaswa kusanikishwa na kupatikana kwenye folda ya mizizi ya seva ya hifadhidata, kwenye serverIP / sensor.php. Jina la faili la PHP na yaliyomo kwenye utunzaji wa data lazima yalingane na nambari ya kazi ya simu ya ESP na, kwa upande mwingine, inafanana na usanidi wa jedwali la hifadhidata, kuruhusu uhifadhi wa usomaji wa data. Nambari za mfano zilizoambatanishwa zinafanana, lakini ikiwa utabadilisha anuwai kadhaa, lazima zibadilishwe kwenye mfumo wote. Faili ya PHP inajumuisha sehemu ya kurekebisha mwanzoni, ambayo marekebisho ya kibinafsi hufanywa kulingana na mazingira ya mfumo, haswa jina la mtumiaji na nywila ya hifadhidata, na jina la hifadhidata.

Hifadhidata ya MariaDB au SQL imewekwa kwenye seva moja, kulingana na usanidi wa meza uliotumiwa kwenye nambari ya kituo cha sensorer na hati ya PHP. Katika nambari ya mfano, jina la hifadhidata la MariaDB ni "sensorstation" na meza inayoitwa "data", ambayo ina safu 13 za UTCDate, ID, UID, Temp, Hum, Globe, Vel, VelMin, VelMax, MRT, Illum, IllumMin, na IllumMax.

Uchanganuzi wa Grafana na jukwaa la ufuatiliaji linaweza kusanikishwa kwa kuongeza kwenye seva kama chaguo la taswira ya moja kwa moja ya hifadhidata. Hii sio sifa muhimu ya maendeleo haya, kwa hivyo haijaelezewa zaidi katika hii inayoweza kufundishwa.

Hatua ya 8: Matokeo - Usomaji wa Takwimu na Uthibitishaji

Pamoja na wiring, mkutano, programu, na usanidi wa mazingira umefanywa, kituo cha sensa hutuma usomaji wa data mara kwa mara kwenye hifadhidata. Wakati inaendeshwa, hali kadhaa za operesheni zinaonyeshwa kupitia rangi ya chini ya LED:

• Wakati wa buti, taa za LED zina rangi ya manjano kuonyesha unganisho linalosubiri kwa WiFi.
• Wakati na wakati umeunganishwa, kiashiria ni bluu.
• Kituo cha sensorer kinaendesha usomaji wa sensa na huituma kwa seva mara kwa mara. Kila uhamisho uliofanikiwa unaonyeshwa na msukumo wa taa ya kijani ya 600 ms.
• Ikiwa kuna makosa, kiashiria kitakuwa na rangi nyekundu, zambarau, au manjano, kulingana na aina ya makosa. Baada ya muda fulani au idadi ya makosa, kituo cha sensorer huweka upya sensorer zote na kuwasha tena kiotomatiki, tena imeonyeshwa na taa ya manjano kwenye buti. Tazama nambari na maoni ya ESP32 kwa habari zaidi juu ya rangi za kiashiria.

Pamoja na hatua hii ya mwisho kufanywa, kituo cha sensorer kinaendesha na kufanya kazi kila wakati. Hadi leo, mtandao wa vituo 10 vya sensorer imewekwa na inaendesha katika nafasi ya ofisi ya smart Lab iliyotajwa hapo awali.

Hatua ya 9: Mbadala: Toleo la kusimama pekee

Uendelezaji wa CoMoS unaendelea na matokeo ya kwanza ya mchakato huu unaoendelea ni toleo la kusimama pekee. Toleo hilo la CoMoS halihitaji seva ya hifadhidata na mtandao wa WiFi kufuatilia na kurekodi data ya mazingira.

Vipengele vipya muhimu ni:

• Usomaji wa data umehifadhiwa kwenye kadi ndogo ya ndani ya SD, katika fomati ya CSV inayofaa Excel.
• Jumuishi ya upatikanaji wa WiFi ya kufikia CoMoS na kifaa chochote cha rununu.
• Programu inayotegemea Wavuti (seva ya ndani ya wavuti kwenye ESP32, hakuna muunganisho wa mtandao unaohitajika) kwa data ya moja kwa moja, mipangilio, na ufikiaji wa uhifadhi na kupakua faili moja kwa moja kutoka kwa kadi ya SD, kama inavyoonyeshwa kwenye picha na viwambo vilivyowekwa kwenye hatua hii.

Hii inachukua nafasi ya unganisho la WiFi na hifadhidata wakati huduma zingine zote pamoja na upimaji na muundo wote na ujenzi bado haujaguswa kutoka kwa toleo asili. Bado, CoMoS ya kusimama pekee inahitaji uzoefu na maarifa zaidi ya jinsi ya kupata mfumo wa ndani wa usimamizi wa faili "SPIFFS" wa ESP32, na mwamko kidogo wa HTML, CSS, na Javascript kuelewa jinsi programu ya wavuti inavyofanya kazi. Inahitaji pia maktaba machache zaidi / tofauti kufanya kazi.

Tafadhali angalia nambari ya Arduino kwenye faili ya zip iliyoambatishwa kwa maktaba zinazohitajika na marejeleo yafuatayo kwa habari zaidi juu ya programu na kupakia kwenye mfumo wa faili wa SPIFFS:

Maktaba ya SPIFFS na espressif

Kipakiaji faili cha SPIFFS na me-no-dev

Maktaba ya ESP32WebServer na Pedroalbuquerque

Toleo hili jipya litafanya kufundisha mpya kabisa ambayo inaweza kuchapishwa baadaye. Lakini kwa sasa, haswa kwa watumiaji wenye ujuzi zaidi, hatutaki kukosa nafasi ya kushiriki habari ya msingi na faili unazohitaji kuiweka.

Hatua za haraka za kujenga CoMoS ya kusimama pekee:

• Jenga kesi kulingana na hatua iliyotangulia. Kwa hiari, chapa 3D kesi ya ziada kwa msomaji wa kadi ndogo ya SC kushikamana na kesi ya CoMoS. Ikiwa hauna printa ya 3D, msomaji wa kadi anaweza kuwekwa ndani ya kesi kuu ya CoMoS pia, hakuna wasiwasi.
• Wacha sensorer zote kama ilivyoelezewa hapo awali, lakini kwa kuongezea, weka na uweke waya msomaji wa kadi ndogo ya SD (amazon.com) na saa halisi ya DS3231 (adafruit.com) kama inavyoonyeshwa katika mpango wa wiring uliowekwa kwenye hatua hii. Kumbuka: Pini za kontena la kuvuta na mojaWire hutofautiana na mpango wa wiring wa asili!
• Angalia nambari ya Arduino na urekebishe vibadilishaji vya kituo cha upatikanaji wa WiFi "ssid_AP" na "password_AP" kwa upendeleo wako binafsi. Ikiwa haijarekebishwa, SSID ya kawaida ni "CoMoS_AP" na nywila ni "12345678".
• Ingiza kadi ndogo ya SD, pakia nambari, pakia yaliyomo kwenye folda ya "data" kwenye ESP32 ukitumia kipakiaji cha faili cha SPIFFS, na unganisha kifaa chochote cha rununu kwenye kituo cha kufikia WiFi.
• Nenda kwenye "192.168.4.1" katika kivinjari chako cha rununu na ufurahie!

Programu yote inategemea html, css, na javascript. Ni ya ndani, hakuna muunganisho wa mtandao unaohusika au unahitajika. Inayo menyu ya upande wa ndani ya programu kufikia ukurasa wa kusanidi na ukurasa wa kumbukumbu. Kwenye ukurasa wa usanidi, unaweza kurekebisha mipangilio muhimu zaidi kama tarehe na wakati wa ndani, muda wa usomaji wa sensa, n.k mipangilio yote itahifadhiwa kabisa kwenye uhifadhi wa ndani wa ESP32 na kurudishwa kwenye buti inayofuata. Kwenye ukurasa wa kumbukumbu, orodha ya faili kwenye kadi ya SD inapatikana. Kubofya jina la faili huanzisha upakuaji wa moja kwa moja wa faili ya CSV kwenye kifaa cha rununu.

Usanidi wa mfumo huu huruhusu ufuatiliaji wa mtu binafsi na wa mbali wa hali ya mazingira ya ndani. Usomaji wote wa sensorer huhifadhiwa kwenye kadi ya SD mara kwa mara, na faili mpya zinaundwa kwa kila siku mpya. Hii inaruhusu operesheni endelevu kwa wiki au miezi bila ufikiaji au matengenezo. Kama ilivyoelezwa hapo awali, hii bado ni utafiti unaoendelea na maendeleo. Ikiwa una nia ya maelezo zaidi au usaidizi, tafadhali usisite kuwasiliana na mwandishi anayehusika kupitia maoni au moja kwa moja kupitia LinkedIn.

Hatua ya 10: Epilogue - Maswala Yanayojulikana na Mtazamo

Kituo cha sensorer kilichoelezewa katika hii inayoweza kufundishwa ni matokeo ya utafiti mrefu na unaoendelea. Lengo ni kuunda mfumo wa sensa wa kuaminika, sahihi, lakini wa bei ya chini kwa hali ya mazingira ya ndani. Hii ilishikilia na inashikilia changamoto kubwa, ambazo zingine zinapaswa kutajwa hapa:

Usahihi wa sensorer na usawa

Sensorer zinazotumiwa katika mradi huu zote hutoa usahihi wa juu kwa gharama ya chini au wastani. Wengi wana vifaa vya kupunguza kelele za ndani na njia ya mawasiliano ya basi ya dijiti, ikipunguza hitaji la urekebishaji au marekebisho ya kiwango. Kwa hivyo, kwa sababu sensorer imewekwa ndani au kwenye kesi iliyo na sifa fulani, usawa wa kituo kamili cha senso ulifanywa na waandishi, kama inavyoonyeshwa kwa kifupi na picha zilizoambatanishwa. Jumla ya vituo kumi vya sensorer vilivyojengwa sawa vilijaribiwa katika hali zilizoainishwa za mazingira na ikilinganishwa na kifaa cha teknolojia ya ndani ya hali ya hewa ya TESTO 480. Kutoka kwa mbio hizi, sababu za usawazishaji zilizojumuishwa katika nambari ya mfano ziliamuliwa. Wanaruhusu fidia rahisi ya ushawishi wa kesi na elektroniki kwenye sensorer za kibinafsi. Ili kufikia usahihi wa hali ya juu, upimaji wa kibinafsi wa kila kituo cha sensorer unapendekezwa. Usawazishaji wa mfumo huu ni mtazamo wa pili wa utafiti wa waandishi, kando na maendeleo na ujenzi ulioelezewa katika hii inayoweza kufundishwa. Imejadiliwa katika chapisho la ziada, lililounganishwa, ambalo bado liko katika ukaguzi wa wenzao na litaunganishwa hapa mara tu linapokuwa mtandaoni. Tafadhali pata habari zaidi juu ya mada hii kwenye wavuti ya waandishi.

Utulivu wa operesheni ya ESP32

Sio maktaba zote za sensa za msingi wa Arduino zinazotumiwa katika nambari hii zinaendana kabisa na bodi ya ESP32. Suala hili limejadiliwa sana katika maeneo mengi mkondoni, haswa juu ya utulivu wa mawasiliano ya I2C na OneWire. Katika maendeleo haya, ugunduzi mpya na ujumuishaji wa makosa hufanywa, kwa kuzingatia kuwezesha sensorer moja kwa moja kupitia pini za IO za ESP32 kuruhusu kukata usambazaji wa nguvu yao kwa kusudi la kuweka upya. Kwa mtazamo wa leo, suluhisho hili halijawasilishwa au halijadiliwi sana. Ilizaliwa kwa lazima, lakini hadi sasa inaendesha vizuri kwa vipindi vya operesheni ya miezi kadhaa na zaidi. Hata hivyo bado ni mada ya utafiti.

Mtazamo

Pamoja na maandishi haya ya kufundisha, yaliyoandikwa zaidi na mawasilisho ya mkutano hufanywa na waandishi kueneza maendeleo na kuruhusu matumizi ya chanzo pana na wazi. Wakati huo huo, utafiti unaendelea kuboresha kituo cha sensorer, haswa kuhusu muundo wa mfumo na utengenezaji, na urekebishaji wa mfumo na uthibitishaji. Hii inaweza kufundishwa juu ya maendeleo muhimu ya siku za usoni, lakini kwa habari zote za kisasa, tafadhali tembelea wavuti ya waandishi au wasiliana na waandishi moja kwa moja kupitia LinkedIn:

mwandishi anayeambatana: Mathias Kimmling

mwandishi wa pili: Konrad Lauenroth

mshauri wa utafiti: Profesa Sabine Hoffmann

Tuzo ya pili kwa Mwandishi wa Mara ya Kwanza