سنسور رطوبت اینترنت اشیا: 12 مرحله

2024 نویسنده: John Day | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2024-01-30 08:53

من یک سنسور رطوبت می خواستم که به من اطلاع دهد وقتی گیاهان داخلی نیاز به آب دارند. من چیزی را می خواستم که بتوانم برای شروع بذر و برای گیاهان سرپوشیده داخلی استفاده کنم. من همیشه نگران این هستم که آنها را بیش از حد یا زیر آب قرار می دهم.

من مدتی را صرف کار بر روی نرم افزار اینترنت اشیا برای دستگاه های آردوینو کرده ام ، با استفاده از نرم افزار افراد دیگر ایده خوبی از الزامات مورد نیاز خود داشتم.

1. من چیزی می خواستم که بتوانم روی چندین دستگاه فلش کنم و از طریق wifi پیکربندی کنم. من نمی خواستم هر بار که در دستگاه جدیدی بارگذاری می کنم مجبور به تغییر یک فایل پیکربندی باشم. من همچنین نمی خواستم مجبور شوم اعتبارنامه یا سایر مشخصات را در کد قرار دهم زیرا همیشه قصد داشتم این کد را به اشتراک بگذارم.
2. من همچنین یک چارچوب نرم افزاری کاملاً محکم می خواستم که بتوانم آن را برای پروژه های آینده سفارشی کنم. این یکی سنسور رطوبت است. من ممکن است یک سنسور حرکت/نور/صدا/ارتعاش/شیب بسازم و می خواستم بتوانم از برخی نرم افزارهای مشابه برای آن استفاده کنم.
3. سرانجام می خواستم این باتری کار کند و به همین دلیل می خواستم مدت زیادی دوام بیاورد. مدتی را صرف فهمیدن حالت خواب عمیق کردم که در آن دستگاه بیشتر وقت خود را در حالت خفته سپری می کند.

تدارکات

Wemos D1 Mini

سنسور رطوبت خازنی

باتری 18650

اتصالات باتری مثبت و منفی

سوئیچ های اسلاید

دسترسی به چاپگر سه بعدی نیز بسیار ضروری است ، اگرچه می توانید راههای دیگری برای اتصال و نگهداری قطعات پیدا کنید.

در اینجا پیوندی به پست Thingiverse من با تمام مدلهایی که ایجاد کرده ام ، وجود دارد.

مرحله 1: نرم افزار را دریافت کنید

من نرم افزار خود را در GITHUB منتشر کردم. با استفاده از PlatformIO ساخته شده است

1. برای نصب VSCode و PlatformIO ، دستورالعمل های موجود در وب سایت PlatformIO را دنبال کنید
2. سیستم عامل را از repo GITHUB من بارگیری کنید. روی Clone یا بارگیری و بارگیری ZIP کلیک کنید
3. پوشه را در VSCode استخراج و باز کنید
4. Wemos D1 را از طریق میکرو USB به رایانه خود وصل کنید
5. در VSCode روی بیگانه کلیک کنید تا پانل PlatformIO باز شود
6. برای بارگذاری سیستم عامل روی برد Wemos روی Build and Upload کلیک کنید

مرحله 2: یک پروژه Blynk برای حسگر خود تنظیم کنید تا با او صحبت کنید

من روی دو نوع خدمات MQTT و Blynk تمرکز کردم ، هر کدام اختیاری هستند.

Blynk یک پلت فرم آسان برای استفاده و ارزان IOT است. شما می توانید برنامه ها را با استفاده از اعتبارات م componentلفه ای که به صورت رایگان دریافت می کنید ایجاد کنید. اگر اعتبارات شما تمام شود می توانید با استفاده از خریدهای برنامه بیشتر خرید کنید.

1. برنامه Blynk را روی تلفن خود نصب کنید
2. ایجاد حساب کاربری
3. ایجاد یک پروژه جدید جدید
4. نامی بگذارید و Wemos D1 را به عنوان دستگاه انتخاب کنید
5. کلید Blynk را از ایمیل خود دریافت کنید ، این مورد برای پیکربندی دستگاه بعداً مورد استفاده قرار می گیرد
6. پیش بروید و روی هر نقطه از داشبورد پروژه خود ضربه بزنید تا یک جزء اضافه شود
7. در حال حاضر LCD Display را انتخاب کنید ، اما بعداً می توانید آن را برای نمودار یا سایر اجزا تغییر دهید. Blynk به شما امکان بازیابی اجزا را می دهد تا نگران هدر رفتن اعتبارات نباشید
8. روی صفحه LCD ضربه بزنید و پین ها را تنظیم کنید. سیستم عامل از دو پین مجازی استفاده می کند. مهم نیست که از کدام یک استفاده می کنید مادامی که بعداً از همان سیستم عامل خود در برنامه خود استفاده کنید

مرحله 3: راه اندازی سرویس MQTT (دستیار خانگی)

من در حال حاضر از Home Assistant برای اتوماسیون خانه خود استفاده می کنم و قصد دارم اعلان هایی را برای کارخانه خشک شده یا حسگری که گزارش آن متوقف می شود (باتری خاموش شده) تنظیم کنم.

در صورت تمایل می توانید اطلاعات مربوط به راه اندازی HA را پیدا کنید یا فقط می توانید سرویس Mosquitto را برای MQTT تنظیم کنید.

در هر صورت شما می خواهید آدرس IP ، شناسه کاربر و رمز عبور خود را بدانید.

اگر از Home Assistant استفاده می کنید ، یک سنسور روی پلت فرم MQTT تنظیم می کنید ، اما به تراشه نیاز دارید. سیستم عامل پیامی با موضوع [شناسه تراشه]/رطوبت با مقدار خوانش رطوبت منتشر می کند

در اینجا نمونه پیکربندی سنسور برای دستیار خانگی آمده است

state_topic: "ESP6e4bac/humidity/"

device_class: رطوبت

مرحله 4: سیستم عامل را پیکربندی کنید

1. هنگامی که هیئت مدیره بازنشانی می شود یک نقطه دسترسی wifi WifiMoisture شروع می شود
2. با استفاده از تلفن یا رایانه خود به آن متصل شوید
3. مرورگری را باز کرده و به قسمت 192.168.4.1 بروید
4. شکل وب را مشاهده خواهید کرد
5. اعتبار وای فای خود را اضافه کنید
6. می توانید فاصله خواب را در چند دقیقه تنظیم کنید ، اما توصیه می کنم فقط آن را به صورت پیش فرض (حداکثر برای دستگاه خود) بگذارید.
7. Blynk Key و/یا تنظیمات MQTT را اضافه کنید
8. ارسال را فشار دهید

بسته به نحوه ردیابی رطوبت ، می توانید کلیدهای Blynk یا اعتبار MQTT را وارد کنید. این باید با هر دو کار کند ، اما من قصد دارم از هر دو استفاده کنم.

من از Home Assistant برای اتوماسیون خانه خود استفاده می کنم و یک هشدار را بر اساس MQTT تنظیم می کنم ، اما همچنین از یک نمودار در Blynk برای ردیابی موارد در زمان واقعی استفاده می کنم.

من توصیه می کنم این پیکربندی را با دستگاه Wemos که هنوز به رایانه شما متصل است و هنگام اجرای مانیتور سریال انجام دهید. اگر چیزی را اشتباه تایپ کرده اید یا مشکلات دیگری دارید ، برای تشخیص به خروجی سریال نیاز خواهید داشت.

مرحله 5: چاپ قطعات

به پست Thingiverse من بروید ، قطعات را تهیه کنید و جدیدترین آنها را چاپ کنید (v2 در زمان نوشتن).

هیچ چیز نباید به هیچ گونه پشتیبانی احتیاج داشته باشد ، اما مطمئن شوید که دهانه ها رو به رو هستند بنابراین شما هیچ منطقه بزرگی ندارید.

مرحله 6: همه چیز را سیم کشی کنید

شما می خواهید همه چیز را قبل از قرار دادن آن در جعبه سیم کشی کنید ، اما چند قطعه چاپ شده وجود دارد که باید هنگام سیم کشی جمع آوری کنید. ما این کار را یک به یک انجام می دهیم

مرحله 7: با باتری شروع کنید

مجموعه باتری از نگهدارنده چاپ شده ، یک اتصال مثبت و منفی ، دو سیم مشکی و یکی قرمز ساخته شده است.

هنگامی که جا باتری را چاپ کردید ، اتصالات مثبت و منفی را به دو طرف وارد کنید و زبانه از پایین بیرون بیاید.

نگهدارنده باتری را برگردانید ، زبانه ها را بیرون بکشید و یک تکه لحیم به آنها اضافه کنید

انتهای دو سیم سیاه را به هم بچرخانید و آنها را با لحیم محکم کنید

انتهای سیم قرمز را با لحیم لحیم کنید

سپس سیمهای مشکی را به کانکتور منفی (سیم با فنر) و سیم قرمز را به کانکتور مثبت لحیم کنید.

در نهایت زبانه ها را تا کنید تا در کنار نگهدارنده باتری صاف بنشینند.

مرحله 8: سوئیچ را مونتاژ کنید

این سیستم عامل به منظور استفاده بیشتر از باتری با استفاده از تراشه های حالت خواب عمیق است.

دستگاه از خواب بیدار می شود و مطالعه می کند و منتشر می کند و سپس دوباره به خواب می رود. برای اینکه تراشه بیدار شود بین D0 و RST ارتباطی برقرار شده است.

من از عدم وجود آن اتصال استفاده کردم تا به دستگاه بگویم که می خواهید آن را مجدداً پیکربندی کنید. اولین باری که دستگاه را راه اندازی کردید به حالت پیکربندی رفت زیرا پیکربندی قبلاً ذخیره نشده بود. اکنون که این کار را انجام داد ، اگر تا به حال خواسته اید آن پیکربندی را تغییر دهید ، سوئیچ و یا چرخه برق را بچرخانید یا پین تنظیم مجدد را فشار دهید.

من همچنین دریافتم که گاهی اوقات برای فلش کردن نسخه جدید سیستم عامل ، باید اتصال D0-RST را قطع کنم. سوئیچ برای آن نیز کار می کند.

سیم کشی سوئیچ ساده است ، از یک طرف به پین RST و از مرکز به پین D0 منتهی می شود. قبل از لحیم کاری ، بلوک سوئیچ چاپ شده را روی سوئیچ بکشید.

مرحله 9: بقیه اتصالات را لحیم کنید

اکنون که مجموعه باتری و سوئیچ وصل شده اند ، وقت آن است که سایر اتصالات را سیم کشی کنید.

1. سیم قرمز را از باتری به پین 3.5v در Wemos لحیم کنید
2. یکی از سیم های مشکی را از باتری به پین Ground در Wemos لحیم کنید
3. سیم را با هر دو انتها به پین A0 لحیم کنید. ما این را به سیم زرد روی سنسور وصل می کنیم
4. سیم قرمز را با هر دو انتهای آن به پین D1 در Wemos لحیم کنید. این مورد توسط سیستم عامل به بالا تبدیل می شود تا سنسور تغذیه شود

می توانید هدر زن را از سنسور جدا کرده و مستقیماً به Wemos لحیم کنید. من این کار را نکردم اما مشکلی وجود ندارد مادامی که قصد ندارید بعداً آن را جدا کنید.

مرحله 10: همه چیز را در جعبه قرار دهید

من سعی کردم همه چیز را محکم و راحت جلوه دهم اما نیروی زیادی نگیرم اما هر چاپ کمی متفاوت است.

1. Wemos را وارد کنید ابتدا usb را به جلو فشار دهید مطمئن شوید که خط خوبی دارد. اگر حق ندارید به گوشه برسید ، قسمت پشتی به راحتی وارد نمی شود.
2. سپس سنسور را وارد کنید. در حالی که سیم کشی از قبل متصل شده است ، آن را با زاویه به سمت داخل بکشید و هنگامی که در موقعیت مناسب قرار گرفت ، آن را به پایین فشار دهید. جعبه باید روی براکت سیم کشی نگه داشته شود.
3. سپس نگهدارنده باتری را در جای خود قرار دهید. شاید لازم باشد دیوارهای جعبه را کمی خم کنید. از این واقعیت استفاده کنید که یک طرف آن باز است (ممکن است در بازبینی بعدی هر دو طرف را باز کنم). دو پد مدور را در انتهای جعبه بیابید و نگهدارنده باتری را روی آنها فشار دهید.
4. در نهایت سوئیچ را از داخل جعبه در جای خود قرار دهید. دو پیچ 1.7 میلی متر در 8 میلی متر را از بیرون پیچ کنید و مطمئن شوید که به بلوک سوئیچ چاپ شده کمی فشار وارد می کنید. پیچ ها باید روی بلوک چاپ شده قرار بگیرند ، اما به یاد داشته باشید که قطعات چاپ شده نرم هستند و پیچ ها سوراخ ها را به راحتی جدا می کنند.

هنگامی که همه چیز در جعبه است چند دقیقه وقت بگذارید تا سیم ها را سازماندهی کنید. ممکن است بتوانید آنها را در کنار نگهدارنده باتری بکشید اما بسته به سیم شما ممکن است باعث پهن شدن کناره ها شود.

مرحله 11: آن را تقویت کنید و اولین قرائت های خود را انجام دهید

در نهایت مطمئن شوید که سوئیچ برای اتصال پین D0 و RST و قرار دادن باتری باز شده است.

درپوش را بگذارید و 6 پیچ را بچرخانید تا در جای خود ثابت بماند (یا درپوش را فقط با اصطکاک نگه ندارید).

دستگاه باید بلافاصله قرائت کند ، برای مدت زمان تنظیم شده بخوابد و سپس دیگری را بگیرد.

اکنون که آن را اجرا می کنید ، می توانید یک نمودار در Blynk ، یک اعلان در HomeAssistant یا هر یک از گزینه های دیگر برای ردیابی رطوبت و زنده نگه داشتن گیاهان خود تنظیم کنید.

مرحله 12: تکرارهای بعدی

در آینده احتمالاً نرم افزار MQTT را به روز می کنم تا چیزی بیشتر از خواندن خام باشد. یکی از پین های blynk تفسیری را منتشر می کند ، بنابراین من حداقل می خواهم آن را به MQTT اضافه کنم. من همچنین باید آخرین مورد را وارد کنم

همچنین قصد دارم محدوده خواندن را به صفحه تنظیمات اضافه کنم یا یک حالت کالیبراسیون ایجاد کنم. ایده این است که از صفحه پیکربندی برای قرار دادن آن در حالت کالیبراسیون استفاده کنید. سپس تعدادی خوانش به صورت متوالی انجام می شود که بیشترین مقدار را "خشک" و کمترین آن را "مرطوب" نگه می دارد.

من همچنین فکر می کنم می توانم دستگاه را با استفاده از باتری کوچکتر یا جمع کردن برخی از قطعات کوچک کنم. همیشه کارهایی برای انجام مدل وجود دارد.

سرانجام تخته های دیگری به غیر از Wemos D1 Mini وجود دارند که دارای باتری و/یا شارژر داخلی هستند. استفاده از آنها ممکن است باعث صرفه جویی در فضا شود و من را از بازکردن کیس بعدا باز دارد.