Surveillance de l'humidité et de la température de la maison : 11 étapes

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

Bonjour gars ! Afin de démarrer de la meilleure des manières, une petite histoire sur le projet. J'ai récemment obtenu mon diplôme et j'ai déménagé en Autriche pour mon premier poste d'ingénieur. Le pays est beau mais très froid et humide en hiver. J'ai rapidement commencé à remarquer de la condensation sur les fenêtres chaque matin à mon réveil ainsi que de la moisissure rampant sur les murs du bel appartement que je loue. C'était ma première rencontre avec un taux d'humidité aussi élevé, venant du sud de la France, nous n'avons pas vraiment ce problème là-bas. Alors je cherchais des solutions sur internet et j'ai décidé de rassembler quelques pièces et de construire mon propre système de surveillance, afin de vérifier le taux d'humidité de chaque pièce de mon appartement ainsi que la température ambiante. Le projet suivant avait quelques grandes lignes directrices:

1. Il doit être bon marché.
2. Il doit être suffisamment précis.
3. Je voulais quelque chose de petit, facile à transporter et alimenté par batterie.
4. J'adore les plantes et j'ai décidé qu'il serait en mesure de vérifier l'humidité du sol afin de savoir si j'avais besoin ou non d'arroser mes plantes. (Hors contexte mais j'ai adoré l'idée !:D)

C'est un projet assez facile, mais c'est le plus utile que j'aie jamais fait. Je suis en mesure de vérifier l'humidité dans toutes les pièces et de voir si je dois réagir pour arrêter la moisissure. Alors, commençons.

Étape 1: Rassemblez les composants

Notre projet est assez simple. Nous utiliserons un Arduino (nano dans mon cas) comme cerveau, car il est très simple sur la programmation, bon marché et remplaçable si nécessaire.

Un DHT-22 comme capteur de température et d'humidité, il existe une version inférieure appelée DHT-11, qui est assez merdique à mon avis en parlant de précision et pour 3 euros de plus, vous pouvez obtenir le DHT-22 qui est beaucoup plus précis, précis & peut fonctionner à travers une plus grande variété de températures. Un écran OLED afin d'afficher les données & d'avoir une interface visuelle entre les capteurs & l'humain que je suis. J'ai trouvé que 64 par 128 est parfait car c'est petit, je pouvais y mettre suffisamment de données et très facile à interfacer.

Un capteur d'humidité du sol YL-69, pour vérifier chaque fois que j'ai besoin d'arroser mes belles plantes. Et c'est essentiellement tout ce dont vous avez besoin pour le projet. En option, je voulais que le projet soit alimenté en utilisant les lipos que j'avais autour. -Vous pouvez aussi le faire fonctionner avec une pile 9V normale très facilement. Je voulais pouvoir surveiller la tension des piles Lipo en utilisant certaines entrées analogiques sur l'arduino. Je donnerai plus d'informations sur les pages suivantes.

De plus, vous aurez besoin des éléments suivants:

1. Un morceau de planche à pain.
2. Interrupteur marche/arrêt * 1
3. Un connecteur de batterie 9V
4. pile 9V

Et si vous souhaitez mettre en place les lipos & le monitoring:

1. Résistances 10K *3
2. Résistances 330R * 1
3. DEL * 1
4. Interrupteur à curseur * 1
5. Supports Lipo (Ou je vais vous montrer une version imprimée en 3D que j'utilise actuellement)
6. 2 cellules Lipo.

Étape 2: Le schéma complet

Vous trouverez ci-joint le schéma complet. Veuillez noter qu'évidemment vous choisissez soit la partie batterie 9V du circuit, soit la partie batterie LIPO connectée au VBAT. J'ai séparé les deux circuits avec des carrés rouges et mis un titre rouge pour mettre en évidence chacun.

Ne vous inquiétez pas, chaque connexion sera expliquée correctement dans les étapes suivantes.

Étape 3: obtenir la bonne configuration

Assurez-vous que l'IDE Arduino est installé. Et téléchargez les librairies qui accompagnent cette étape. Je mettrai aussi le code complet, si vous ne voulez pas vous embêter à tester chaque composant dans les étapes suivantes.

Étape 4: connexion du DHT-22

La première étape du projet consiste à connecter le DHT-22 à l'arduino. La connexion est assez simple: DHT-22 ------ Arduino

VCC ------ +5V

DONNÉES ------D5

TERRE ------ TERRE

Pour tester la connexion DHT-22 à votre Arduino, nous allons implémenter le code intégré à cette étape.

Étape 5: connexion de l'écran OLED

L'étape suivante consiste à connecter l'écran OLED. Ce type d'affichage se connecte en utilisant le protocole I2C. Notre premier travail consiste à trouver les bonnes broches I2C pour votre arduino, si vous utilisez l'Arduino nano, les broches I2C sont A4 (SDA) et A5 (SCL). Si vous utilisez un autre arduino tel que UNO ou MEGA, recherchez sur le site officiel d'arduino ou sur la fiche technique des broches I2C.

La connexion est la suivante:OLED ------ Arduino

TERRE ------ TERRE

VCC ------ 3V3

SCL ------ A5

ADD ------ A4

Pour tester l'OLED, nous afficherons les données DHT sur l'écran OLED directement en téléchargeant le code intégré à cette étape.

Vous devriez voir la température et l'humidité affichées sur l'écran OLED avec un taux d'échantillonnage très rapide car nous n'avons pas encore mis de retard.

Étape 6: Surveillance de l'humidité du sol

Comme je voulais surveiller l'humidité du sol de mes plantes, nous devons connecter le YL-69.

Ce capteur est très intéressant pour moi et il se comporte comme lorsque le sol est:

Humide: la tension de sortie diminue.

Sec: la tension de sortie augmente.

La connexion est la suivante:

YL69 ------ Arduino

VCC ------ D7

TERRE ------ TERRE

D0 ------ NE PAS CONNECTER

A0 ------ A7

Comme vous pouvez le voir, nous connectons la broche VCC du module à une broche numérique de l'Arduino. L'idée derrière cela est d'alimenter le module juste au moment où nous voulons faire la mesure et non en continu. Ceci est dû au fait que le capteur fonctionne en mesurant le courant qui passe d'une branche de la sonde à l'autre. En raison de cette électrolyse, elle peut détruire la sonde assez rapidement dans les sols très humides.

Nous allons maintenant ajouter le capteur d'humidité à notre code et afficher les données d'humidité avec les données DHT sur l'OLED. Téléchargez le code intégré à cette étape.

Étape 7: Surveillance de VBAT (batterie 9V)

Je voulais savoir à quel point la batterie était faible pour ne pas avoir de surprise un jour et s'épuiser sans pouvoir l'anticiper. Le moyen de surveiller la tension d'entrée consiste à utiliser des broches analogiques de l'arduino pour connaître la quantité de tension reçue. Les broches d'entrées de l'Arduino peuvent prendre 5V maximum mais la batterie utilisée génère 9V. Si nous connectons directement cette tension plus élevée, nous détruirons certains composants matériels, nous devons utiliser un diviseur de tension pour amener le 9V en dessous du seuil de 5V.

J'ai utilisé deux résistances de 10k pour faire le diviseur de tension et diviser par un facteur 2 le 9V et l'amener à 4,5V max.

Pour afficher le fait que la batterie est faible, utilisez une LED normale avec une résistance de limitation de courant de 330 ohms.

Nous utiliserons la broche analogique A0 pour surveiller VBAT.

Suivez le schéma pour savoir comment connecter les composants:

Nous allons maintenant l'ajouter à notre code de code intégré à cette étape.

Étape 8: Surveillance de VBAT (configuration 2 lipos)

Je voulais savoir à quel point la batterie était faible pour ne pas avoir de surprise un jour et s'épuiser sans pouvoir l'anticiper.

Le moyen de surveiller la tension d'entrée consiste à utiliser des broches analogiques de l'arduino pour connaître la tension reçue. Les broches d'entrées de l'Arduino peuvent prendre 5V maximum mais les Lipos génèrent au maximum 4.2*2 = 8.4V.

La différence avec l'étape précédente est qu'en cas d'utilisation de 2 lipos en série pour créer une tension > 5V pour alimenter la carte Arduino, nous devons surveiller chaque lipo Cell car elles pourraient se décharger à un rythme différent. Gardez à l'esprit que vous ne voulez pas trop décharger une batterie lipo, c'est très dangereux.

Pour la première Lipo il n'y a pas de problème car la tension nominale de 4.2V est inférieure au seuil de 5V que peuvent supporter les broches d'entrée de l'arduino. cependant lorsque vous mettez 2 batteries en série leur tension s'additionne: Vtot = V1 + V2 = 4,2 + 4,2 = 8,4 maximum.

Si nous connectons directement cette tension plus élevée à la broche analogique, nous détruirions certains composants matériels, nous devons utiliser un diviseur de tension pour amener les 8,4V en dessous du seuil de 5V. J'ai utilisé deux résistances de 10k pour faire le diviseur de tension et diviser par un facteur 2 les 8,4V et l'amener à 4,2V max.

Nous utiliserons la broche analogique A0 pour surveiller VBAT. Suivez le schéma pour savoir comment connecter les composants:

Pour afficher le fait que la batterie est faible en utilisant une LED normale avec une résistance de limitation de courant de 330 ohms.

Nous allons maintenant l'ajouter à notre code intégré à cette étape.

Étape 9: L'enceinte

J'ai la chance de posséder une imprimante 3D alors j'ai décidé d'imprimer un boîtier en utilisant du PLA standard.

Vous trouverez les fichiers joints, j'ai conçu le boîtier à l'aide d'Autodesk Inventor & Fusion360.

Vous pouvez aussi bien créer votre propre design ou simplement garder la maquette telle quelle, la boîte elle-même n'ajoute rien aux fonctionnalités. recevez les pièces prises sur Amazon. Edit: il est maintenant imprimé & vous pouvez le voir sur les photos.

Étape 10: Perspectives d'amélioration

Pour l'instant le projet correspond parfaitement à mes besoins. Cependant nous pouvons réfléchir à quelques points que nous pourrions améliorer:

1. Réduisez la consommation de la batterie, nous pourrions améliorer la consommation actuelle en changeant le matériel ou en améliorant le logiciel.
2. Ajoutez Bluetooth pour vous connecter à une application ou pour stocker des données et effectuer d'autres analyses au fil du temps.
3. Ajoutez le circuit de charge LIPO pour le recharger directement en se connectant au mur.

Si vous pensez à quelque chose, n'hésitez pas à l'écrire dans la section des commentaires.

Étape 11: Merci

Merci d'avoir lu ce tutoriel, n'hésitez pas à interagir avec moi et les autres dans la section commentaire. J'espère que le projet vous a plu et à la prochaine pour un autre projet !