Arduino Pro-mini Data-logger: Hatua 15

2024 Mwandishi: John Day | [email protected]. Mwisho uliobadilishwa: 2024-01-30 12:53

Jenga maagizo ya chanzo-wazi cha pro-mini Arduino data-logger

Kanusho: Ubuni na nambari ifuatayo ni bure kupakua na kutumia, lakini inakuja bila dhamana yoyote au dhamana yoyote.

Lazima kwanza niwashukuru na kukuza watu wenye talanta ambao wamechochea wazo la data-logger hii na kuchangia kwa nambari na sensorer zilizotumiwa. Kwanza, wazo la data-logger lilitoka kwa iliyoundwa vizuri sana na iliyoelezewa vizuri (samahani mafunzo yetu sio mazuri) mpiga data wa Edward Mallon: https://thecavepearlproject.org/2017/06/19/ arduin…

Pili, sensorer za unyevu wa mchanga zilizotumiwa hapa, pamoja na nambari / maktaba ya kuziendesha, zilibuniwa na kujengwa na Catnip Electronics. Hizi ni sensorer zenye ubora wa hali ya juu na zenye ubabe mwingi. Maelezo juu ya wapi ununue na upate nambari ya kuiendesha (asante Ingo Fischer) imetolewa hapa chini.

Hatua ya 1: Vifaa, Zana, Vifaa vinahitajika

Pro-mini Arduino bodi. Kwa programu tumizi hii, tunatumia chanzo wazi (kama ilivyo sehemu zetu zote) miamba inayoundwa na Wachina (5V, 16MHz, ATmega 326 microprocessor) (Mtini. 1a). Bodi hizi zinaweza kununuliwa kwenye Aliexpress, Ebay, na wavuti zinazofanana kwa chini ya $ 2US. Walakini, bodi zingine zinaweza kutumiwa kwa urahisi (angalia mahitaji ya voltage ya sensorer zinazohitajika, pamoja na mahitaji ya kumbukumbu ya programu).

Kadi ya SD na moduli ya ukataji wa saa halisi (RTC) iliyowekwa na Deek-Robot (ID: 8122) (Mtini 1b). Moduli hii ni pamoja na DS13072 RTC na micro-sd kadi ya msomaji. Bodi hizi zinagharimu chini ya $ 2US na zina nguvu sana.

Arduino nano (ndio - "nano") adapta ya screw-terminal, pia weka Deek-Robot, ambayo inaweza kununuliwa kwa chini ya $ 2US kutoka Aliexpress au sawa (Mtini. 1c). Kama unavyoona, tunapenda Aliexpress tu.

22 gage waya-maboksi waya-msingi (Mtini. 1d).

Sanduku la data-logger (Kielelezo 1e). Tunatumia masanduku ya "daraja la utafiti", lakini vifaa vya bei ya chini vya plastiki hufanya kazi vizuri katika hali nyingi.

Kesi ya betri ya betri 4 za NiMh (Mtini. 1f). Hizi zinaweza kununuliwa kwenye Aliexpress kwa ca. $ 0.20 kila mmoja (ndio - senti 20). Usipoteze pesa zako kwa kesi za bei ghali zaidi.

6V, kwa 1W paneli ya jua. Inaweza kununuliwa kwenye Aliexpress kwa chini ya $ 2US.

Kuchochea chuma, solder, na aina ya zamani.

Bunduki ya gundi moto.

Hatua ya 2: Jenga Maagizo

Wakati unaohitajika wa kujenga: kwa dakika 30 hadi 60.

Andaa nano terminal adapta kwa soldering.

Kwa kusudi la maandamano haya, tutatayarisha adapta ya nano screw terminal kuwezesha kuunganisha sensorer tatu za unyevu wa mchanga wa I2C. Walakini, na ubunifu kidogo tu, vituo vya screw vinaweza kutayarishwa kwa njia tofauti kuwezesha vifaa vingine. Ikiwa haujui I2C ni nini, angalia wavuti zifuatazo:

howtomechatronics.com/tutorials/arduino/ho…

www.arduino.cc/en/Reference/Wire

Wazo la kutumia adapta za nano screw lilichukuliwa kutoka kwa muundo mzuri wa data-logger ya Edward Mallon:

thecavepearlproject.org/2017/06/19/arduino…

Kata athari nyuma ya kituo cha screw kati ya pini kubwa na ndogo kwenye nafasi 3, 5, 9, 10, na 11 (kuhesabu kutoka juu ya kituo) (Mtini. 2). Athari hizi zinahusiana na lebo "RST", "A7", "A3", "A2", na "A1" kwenye terminal screw. Kukata athari ni rahisi zaidi ikiwa una zana ya aina ya 'Dremel', lakini ikiwa huna, kisu kidogo kitafanya kazi kwa urahisi. Usijikate! Kumbuka kuwa lebo kwenye terminal ya screw na kwenye mini-mini sio sawa (nano na pro-mini zina pini kadhaa katika maeneo tofauti). Hii ni moja ya usumbufu wa muundo huu, lakini ni rahisi kutosha kuweka alama tena kwenye bodi ya wastaafu ukimaliza, ikiwa unataka.

Futa kwa uangalifu (kwa kutumia Dremel au kisu kidogo) safu nyembamba ya epoxy iliyo karibu moja kwa moja na pini kubwa 9, 10, na 11 (iliyoitwa 'A3', 'A2', 'A1' kwenye kituo cha nano) (Mtini. 2). Mipako ya shaba iliyo wazi chini ya epoxy imewekwa kwa bodi ya Arduino pro-mini. Baadaye tutauza sehemu hii iliyo wazi kwa pini zilizo karibu, na hivyo kutoa vituo vitatu vya msingi.

Hatua ya 3: Jenga Maagizo

Kata urefu wa urefu wa sentimita 8 wa waya iliyofunikwa na waya 22 na ukate 5 mm ya insulation kutoka mwisho mmoja na 3 mm kutoka mwisho mwingine. Tunapendekeza kutumia waya msingi msingi.

Chukua waya nne kati ya hizi, pindisha mwisho mmoja digrii 90 (mwisho na mm 5 au waya wazi) na solder * kote * (kwa mfano, kuunganisha pini zote na solder nyingi na mtiririko) kwa alama zifuatazo:

Waya 1: pini kubwa 3, 4, na 5 (iliyoitwa 'RST', '5V', 'A7' kwenye nano terminal). Tutarekebisha vituo hivi vitatu vya visu kuwa vituo vitatu vya VCC (Mtini. 3).

Hatua ya 4: Jenga Maagizo

Waya 2: pini kubwa 9, 10, na 11 (iliyoandikwa 'A3', 'A2', 'A1' kwenye nano terminal) na vile vile mipako ya shaba iliyofunuliwa ambayo ilifunuliwa mapema. Tumia solder nyingi. Usijali ikiwa inaonekana kuwa mbaya. Tutarekebisha vituo hivi vitatu vya screw kwenye vituo vitatu vya ardhi (-) vituo (Mtini. 4).

Hatua ya 5: Jenga Maagizo

Waya 3: pini kubwa 13, 14, na 15 (iliyoandikwa 'REF', '3V3', 'D13' kwenye nano terminal). Tutarekebisha vituo hivi vitatu vya screw kwenye vituo vitatu vya A5 SCL kwa mawasiliano ya I2C (Mtini. 5).

Hatua ya 6: Jenga Maagizo

Waya 4: pini kubwa 28, 29, na 30 (iliyoitwa 'D10', 'D11', 'D12' kwenye nano terminal). Tutarekebisha vituo hivi vitatu vya screw kwenye vituo vitatu vya A4 SDA kwa mawasiliano ya I2C (Mtini. 6).

Hatua ya 7: Jenga Maagizo

Solder waya moja kwa kila moja ndogo (nasema tena - ndogo) pini 9, 10, na 11 (iliyoandikwa 'A3', 'A2', 'A1' kwenye nano terminal) (Mtini. 7).

Hatua ya 8: Jenga Maagizo

Solder

waya iliyobaki kwa pini kubwa 22 (iliyoitwa 'D4' kwenye kituo cha nano) (Mtini. 8).

Hatua ya 9: Jenga Maagizo

Weka mwisho wa bure wa kila waya kwenye mashimo yake ya siri kwenye ngao ya data ya logi ya Deek-Robot (Mtini. 9):

pini kubwa 'RST + 5V + A7' kwa shimo la pini 5V

pini kubwa 'A3 + A2 + A1' kwa shimo la pini la GND

pini ndogo 'A3' kwa shimo la siri la SCK

pini ndogo 'A2' kwa shimo la pini la MISO

pini ndogo 'A1' kwa shimo la pini la MOSI

pini kubwa 'REF + 3V3 + D13' kwenye shimo la siri la SCL

pini kubwa 'D10 + D11 + D12' kwenye shimo la siri la SDA

na pini kubwa 'D4' kwa shimo la siri la CS

Hatua ya 10: Jenga Maagizo

Tafadhali kumbuka kuwa tunatoa lebo za nano hapa kwa urahisi wa unganisho tu. Lebo hizi hazitalingana na pini kwenye ubao wa mini wakati imeingizwa kwenye terminal ya screw.

Solder waya mbili za urefu wa 6-cm ndani ya A4 na A5 pinholes kutoka chini ya ubao wa mini-mini (Mtini. 10).

Hatua ya 11: Jenga Maagizo

Pini za Solder kwenye ubao wa mini-mini na uiingize kwenye kituo cha screw kilichokamilishwa. Usisahau kuingiza waya A5 na A4 kwenye vituo vya D12 (A4) na D13 (A5) kwenye bodi ya nano. Daima kumbuka kuwa pini kwenye lebo za terminal za Arduino na screw hazitalingana sawa (bodi za pro-mini na nano zina mipangilio tofauti ya pini).

Ingiza betri ya CR 1220 na kadi ndogo ya sd ndani ya bodi ya magogo. Tunatumia kadi za SD zilizo na uwezo chini ya 15GB, kwani tumekuwa na shida na kadi kubwa za uwezo. Tunatumia muundo wa kadi kwa FAT32.

Mwishowe, funika viungo vyote vilivyouzwa na salama waya zote kwa bodi ya wastaafu na gundi ya moto.

Bodi iko tayari kutumika. Bodi iliyokamilishwa inapaswa kuonekana hivi: Mtini. 11.

Hatua ya 12: Kuweka data-logger ya Matumizi ya Shamba

Ili kuzuia data-logger yako kuingia kwenye sanduku la data-logger, na pia kutoa ufikiaji rahisi wa pini za mawasiliano, tunapendekeza tufanye jukwaa la kutuliza. Jukwaa pia linaweka umeme angalau sentimita chache kutoka chini ya sanduku, ikiwa kuna mafuriko. Tunatumia karatasi ya akriliki 1.5mm na kuiunganisha kwenye data-logger na bolts 4mm, karanga, na washers (Mtini. 12).

Hatua ya 13:

Tunatumia sensorer unyevu wa unyevu wa mchanga wa aina ya I2C. Tunazinunua kutoka kwa Catnip Electronics (tovuti hapa chini). Zinaweza kununuliwa kwa Tindie na kugharimu $ 9US kwa mfano wa kawaida na $ 22US kwa mfano mbovu. Tumetumia toleo zito katika majaribio ya uwanja. Wao ni imara sana na hutoa utendaji sawa kama njia mbadala zaidi za kibiashara (hatutaweka mtu yeyote kwenye Mtaa wa Mbele, lakini labda unajua watuhumiwa wa kawaida).

Sensa ya Catnip Electronics I2C iliyoonyeshwa katika mafunzo haya:

nunua hapa:

maktaba ya arduino:

maktaba ya arduino kwenye Github:

Ambatisha waya wa manjano kutoka kwa sensorer ya I2C hadi kwenye moja ya vituo vya A5. Ambatisha waya wa kijani kutoka kwa sensorer ya I2C hadi kwenye moja ya vituo vya A4. Waya nyekundu na nyeusi kutoka kwa sensorer huenda kwa VCC na vituo vya ardhini, mtawaliwa.

Weka betri nne za NiMh kwenye batire. Ambatisha waya mwekundu (+) kwenye pini ya RAW kwenye data-logger (yaani, pini ya RAW kwenye bodi ya pro-mini) (lakini angalia sehemu ya "kuokoa nguvu" hapa chini). Ambatisha waya mweusi (-) kwa moja ya pini za ardhini kwenye data-logger.

Kwa matumizi ya uwanja wa muda mrefu, ambatanisha jopo la jua la 6V 1W kwenye logger. Jopo la jua litatumika kuendesha data-logger na kuchaji kifurushi cha betri wakati wa mchana, na inafanya kazi hata chini ya mawingu mawingu (ingawa theluji ni shida).

Kwanza, solder a ~ 2A Schottky diode kwenye terminal nzuri ya jopo la jua. Hii itazuia sasa kutoka kwa kurudi kwenye jopo la jua wakati hakuna mionzi ya jua. Usisahau kufanya hivyo au utakuwa na betri zilizokufa kwa wakati wowote.

Ambatisha kituo cha (+) kutoka kwa jopo la jua (kwa mfano, diode) kwa pini ya RAW kwenye logger (yaani, pini ya RAW kwenye pro-mini) na (-) terminal kutoka kwa jopo la jua hadi kwenye moja ya ardhi vituo kwenye logger.

Usanidi huu unaruhusu mdhibiti wa voltage iliyojengwa kwenye bodi ya pro-mini kudhibiti voltage inayotoka kwa jopo la jua na pakiti ya betri. Sasa… nitasema kuwa hii sio mipangilio bora ya kuchaji betri za NiMh (ngumu hata chini ya hali nzuri). Walakini, paneli za jua tunazotumia huweka nje 150mA chini ya hali ya jua kamili, ambayo inalingana na 0.06 C (C = uwezo wa kifurushi cha betri), ambayo imethibitisha kwetu kuwa njia rahisi, salama, na ya kuaminika ya kuchaji. kwa wakataji miti wetu. Tumewafanya wakimbie kwa njia hii kwenye uwanja hadi mwaka mmoja huko Colorado. Walakini, tafadhali angalia kanusho - wakataji miti wetu huja bila dhamana yoyote au dhamana. Wakati wowote unapotumia betri au paneli za jua shambani, una hatari ya kuwasha moto. Kuwa mwangalifu. Tumia muundo huu kwa hatari yako mwenyewe!

Salama data-logger na pakiti ya betri ndani ya sanduku la hali ya hewa (Kielelezo 13).

Hatua ya 14: Uhifadhi wa Nguvu

Mara nyingi tunazima taa za umeme kutoka kwa bodi za pro-mini na data-logger. Athari za LED hizi zinaweza kukatwa kwa uangalifu na wembe (angalia kiunga hapa chini). Kila LED hutumia karibu 2.5mA ya sasa kwa 5V (kiunga hapa chini). Walakini, kwa matumizi mengi kiasi hiki cha upotezaji wa umeme kitakuwa kidogo na mtafiti anaweza kuacha tu LED za nguvu jinsi zilivyo.

www.instructables.com/id/Arduino-low-Proje…

Tunaendesha pia maktaba ya 'LowPower.h' (na 'rocketscream'; kiunga kilichopewa hapa chini), ambayo ni rahisi kutumia na inapunguza matumizi ya nguvu kati ya vipindi vya kukata miti.

github.com/rocketscream/Low-Power

Baada ya kuondoa taa za umeme kutoka kwa mini-mini na bodi ya ukataji wa data na kutumia maktaba ya LowPower.h (tazama 'nambari' hapa chini), mpigaji magogo atatumia ca. 1mA ya sasa katika 5V wakati umelala. Kuendesha sensorer tatu za I2C wakati huo huo, logger katika hali ya kulala (kati ya usanidi wa sampuli) hutumia 4.5mA kwa 5V, na ca 80mA wakati wa sampuli. Walakini, kwa sababu sampuli hufanyika haraka sana, na mara chache, sare ya sasa ya 80mA haichangii maana kwa kukimbia kwa betri.

Nguvu zaidi inaweza kuokolewa wakati hautumii paneli za jua kwa kuunganisha (+) terminal ya betri moja kwa moja kwenye pini ya VCC kwenye logger. Walakini, kuunganisha moja kwa moja na VCC, badala ya pini ya RAW, inaepuka mdhibiti wa voltage kwenye bodi, na ya sasa kwa sensorer haitakuwa karibu kila wakati kama ingelikuwa ikipitishwa kupitia mdhibiti. Kwa mfano, voltage itapungua wakati betri imechoka kwa muda wa siku na wiki, na katika hali nyingi, hii itasababisha utofauti wa maana katika usomaji wa sensa (kulingana na sensorer unayotumia). Usiunganishe jopo la jua moja kwa moja kwa VCC.

Hatua ya 15: Kanuni

Tunajumuisha michoro mbili za kutumia data-logger na sensorer tatu za unyevu wa mchanga wa I2C. Mchoro wa kwanza 'logger_sketch' utachukua sampuli kutoka kwa kila sensorer na uwezo wa logi na data ya joto kwa kadi ya sd kila dakika 30 (lakini inaweza kubadilishwa kwa urahisi na mtumiaji). Mchoro wa pili 'ChangeSoilMoistureSensorI2CAddress' utamruhusu mtumiaji kupeana anwani tofauti za I2C kwa sensorer zote ili zitumike wakati huo huo na data-logger. Anwani katika 'logger_sketch' zinaweza kubadilishwa katika mistari 25, 26, na 27. Maktaba zinazohitajika kuendesha sensa zinaweza kupatikana kwenye Github.