Un observatoire intérieur simple : 9 étapes (avec photos)

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Dernière modifié: 2024-01-30 09:08

Ce projet vous montrera comment créer un observatoire simple avec des capteurs existants et faciles à acquérir. En effet, je l'ai construit pour un de mes étudiants. L'étudiant aimerait savoir comment la lumière du soleil affecte la température et l'humidité de la pièce. Les grandeurs physiques concernées par ce projet sont (1) l'intensité lumineuse, (2) l'humidité, (3) la température et (4) la pression atmosphérique. Avec ces informations, vous seriez en mesure de créer d'autres systèmes ou appareils pour contrôler un climatiseur, un humidificateur ou un appareil de chauffage afin de créer un environnement confortable dans la pièce.

Étape 1: Préparation des capteurs

Vous pouvez construire le circuit avec les capteurs suivants ou simplement acheter les cartes de module de ces capteurs ou carte de module.

1. Capteur de lumière ambiante TEMT6000 (Fiche technique PDF)

2. Pression et température BMP085 ou BMP180 (*ce sont des produits anciens, vous devrez peut-être trouver d'autres alternatives) (document d'apprentissage d'Adafruit)

3. Capteur de température et d'humidité DHT11 (document d'apprentissage d'Adafruit)

4. Capteur de lumière UV GUVA-S12SD (Fiche technique PDF)

Pour les utilisations des capteurs, j'ai joint quelques liens de référence. Vous pouvez trouver des tutoriels et des références utiles sur Internet.

Étape 2: Préparation du processeur principal

J'ai choisi la carte Arduino Uno pour tester le système et le codage. Cependant, j'ai trouvé que l'atmega328P n'a pas assez de mémoire pour stocker et exécuter le code si d'autres capteurs sont ajoutés. Ainsi, je vous recommande d'utiliser la carte Arduino atmega2560 lorsque vous avez besoin de plus de 4 capteurs.

Microcontrôleur (MCU):

· Carte Atmega328P pour Arduino

· Ou carte Atmega2560 pour Arduino

Étape 3: Préparation du système

Je voudrais mesurer certaines caractéristiques physiques à l'extérieur et à l'intérieur. Enfin, j'ai connecté les capteurs suivants à une carte Atmega2560.

Environnement intérieur:

1. Pression et température BMP180 x 1 pièces

2. Capteur de température et d'humidité DHT11 x 1 pièces

Environnement extérieur:

1. Capteur de lumière ambiante TEMT6000 x 1 pièces

2. Pression et température BMP085 x 1 pièces

3. Capteur de température et d'humidité DHT11 x 1 pièces

4. Capteur de lumière UV GUVA-S12SD x 1 pièces

Vous constaterez peut-être que j'ai utilisé différents capteurs pour mesurer la pression. C'est juste parce que je n'ai pas de carte de module BMP180 lorsque j'ai construit le circuit. Je vous recommande d'utiliser les mêmes capteurs si vous avez besoin d'une mesure précise et d'une comparaison juste.

Étape 4: Préparation de l'enregistrement des données

De plus, j'aimerais que l'appareil stocke les données sans se connecter à un ordinateur. J'ai ajouté un module d'enregistrement de données avec une horloge temps réel. Les éléments suivants sont les éléments pour l'enregistrement des données et la connexion des fils.

· Carte SD

· Pile bouton CR1220

· Module d'enregistrement de données pour Arduino (document d'apprentissage d'Adafruit)

Étape 5: Préparation des outils

Voici quelques outils ou dispositifs qui seraient nécessaires pour construire le circuit.

• Outil d'emballage 30AWG
• Fer à souder
• Fil à souder (pas de plomb)
• Planche à pain
• En-têtes de 2,54 mm
• Fils de cavalier
• Envelopper les fils (30AWG)
• Colle chaude
• Impression 3D (si vous avez besoin d'un étui pour votre appareil)
• Arduino IDE (nous en avons besoin pour programmer la carte contrôleur Micro)

Étape 6: Réinitialisez l'horloge temps réel DS1307 (RTC) sur le module d'enregistrement de données

Je voudrais utiliser les données pour une expérience scientifique. Ainsi, un temps de mesure correct est important pour l'analyse des données. L'utilisation de la fonction delay() dans la programmation induirait une erreur de mesure dans le décalage temporel. Au contraire, je ne sais pas faire une mesure précise en temps réel sur la plateforme Arduino uniquement. Pour éviter l'erreur de temps d'échantillonnage ou minimiser l'erreur de mesure, je voudrais prendre chaque échantillon de mesure avec un enregistrement de temps. Heureusement, le module d'enregistrement de données dispose d'une horloge temps réel (RTC). Nous pouvons l'utiliser pour afficher le temps d'échantillonnage des données.

Pour utiliser le RTC, je suis les instructions (lien) pour réinitialiser le RTC. Je recommande de le faire d'abord avec la carte Arduino Uno. C'est parce que vous devez modifier le circuit lorsque la carte Atmega2560 est utilisée (la connexion I2C est différente). Après avoir réglé le RTC, vous ne devez pas retirer la batterie cr1220. Pendant ce temps, veuillez vérifier l'état de la batterie avant l'enregistrement des données.

Étape 7: Connexion

J'ai séparé la mesure intérieure et extérieure. Ainsi, j'ai fait deux en-têtes pour connecter deux groupes différents de capteurs. J'ai utilisé l'espace vide sur le module d'enregistrement de données pour monter les en-têtes. Pour compléter la connexion du circuit, j'utilise à la fois la soudure et l'emballage. Le processus d'emballage est propre et pratique, tandis que le joint de soudure est solide et sécurisé. Vous pouvez choisir une méthode confortable pour construire le circuit. Si vous utilisez la carte Atmega2560, assurez-vous que vous avez construit une connexion de saut pour les broches SDA et SCL. La connexion du RTC sur le blindage d'enregistrement des données doit être reconnectée.

Pour connecter les capteurs, j'ai soudé les en-têtes sur les modules de capteurs, puis j'ai utilisé un enroulement de fil pour relier tous les capteurs aux en-têtes. Lorsque vous utilisez des modules de capteurs existants, je vous recommande de vérifier soigneusement la tension de fonctionnement. Certains modules de capteurs acceptent à la fois les entrées 5 V et 3,3 V, mais certains sont limités à l'utilisation de 5 V ou 3,3 V uniquement. Le tableau suivant indique les modules capteurs utilisés et la tension de fonctionnement.

Table. Module capteur et tension de fonctionnement

Étape 8: Programmation du MCU

Heureusement, je peux trouver les exemples d'application pour tous les capteurs. Si vous êtes nouveau pour les utiliser, vous pouvez les télécharger sur Internet ou vous pouvez les installer en utilisant le gestionnaire de bibliothèque dans Arduino IDE.

J'ai programmé le système en sortie une chaîne pour chaque échantillon. La chaîne sera sortie et stockée dans la carte SD montée. Si vous devez afficher les données, éteignez l'appareil, puis démontez la carte SD. Ensuite, vous pouvez monter la carte SD sur un lecteur de carte. Le fichier sera stocké sous forme de fichier csv. Une fois que vous avez téléchargé le fichier de données sur l'ordinateur, vous pouvez le visualiser à l'aide d'un programme de texte ou d'un programme de feuille de calcul.

(Vous pouvez télécharger le code source dans le fichier joint.)

Étape 9: Testez-le et utilisez-le

Il est important que vous compreniez la signification des données. La fréquence d'échantillonnage est l'un des paramètres importants. L'intervalle de temps de mesure actuel est de 1 min, vous devrez peut-être le modifier.

De plus, vous constaterez que la mesure de la température du DHT11 n'est pas précise. Si vous avez besoin d'une valeur plus précise, vous pouvez simplement utiliser la lecture de température des capteurs de pression BMP.

Merci d'avoir lu ceci !