Monitorització de la humitat i la temperatura de la casa: 11 passos

2024 Autora: John Day | [email protected]. Última modificació: 2024-01-30 08:14

Hola nois ! Per començar de la millor manera, una petita història sobre el projecte. Recentment em vaig graduar i em vaig traslladar a Àustria per ocupar el meu primer lloc com a enginyer. El país és bonic, però molt fred i humit a la temporada d'hivern. Ràpidament vaig començar a notar una mica de condensació a les finestres cada matí quan em despertava, així com algun motlle que s’arrossegava a les parets del bonic pis que llogo. Va ser la meva primera trobada amb un nivell d'humitat tan elevat, provinent del sud de França, que realment no hi tenim aquest problema. Així que buscava solucions a Internet i vaig decidir reunir algunes peces i construir el meu propi sistema de control, per tal de comprovar el nivell d’humitat de cada habitació del meu pis i la temperatura ambient. El següent projecte tenia algunes pautes importants:

1. Ha de ser barat.
2. Ha de ser prou precís.
3. Volia una cosa petita, fàcil de transportar i amb bateria.
4. M’encanten les plantes i vaig decidir que seria capaç de comprovar la humitat del sòl per saber si necessitava o no regar les meves plantes. (Fora de context, però m'encantava la idea: D)

Aquest és un projecte bastant fàcil, però aquest és el més útil que he fet mai. Puc comprovar totes les humitats de totes les habitacions i veure si he de reaccionar per aturar el motlle. Comencem doncs.

Pas 1: reuniu els components

El nostre projecte és bastant senzill. Utilitzarem un Arduino (nano en el meu cas) com a cervell, ja que és molt senzill en la programació, econòmic i reemplaçable si cal.

Un DHT-22 com a sensor de temperatura i humitat, hi ha una versió inferior anomenada DHT-11, que al meu entendre és bastant merda parlant d’exactitud i per 3 euros més podeu obtenir el DHT-22, que és molt més precís, precís i pot treballar en una varietat més àmplia de temperatures. Una pantalla OLED per mostrar les dades i tenir una interfície visual entre els sensors i l’ésser humà que sóc. Vaig trobar que 64 per 128 és perfecte, ja que és poc, hi podia cabre prou dades i molt fàcil d’interfície.

Un sensor d’humitat del sòl YL-69, per comprovar sempre que necessiteu regar les meves boniques plantes, i això és bàsicament tot el que necessiteu per al projecte. Opcionalment, volia que el projecte funcionés amb Lipos que tenia al voltant. -També podeu fer que funcioni amb una bateria normal de 9V molt fàcilment. Volia poder controlar el voltatge de les bateries Lipo mitjançant algunes entrades analògiques a l’arduino. Donaré més informació a les pàgines següents.

A més, necessitareu el següent:

1. Un tros de pissarra.
2. Interruptor ON / OFF * 1
3. Un connector de bateria de 9V
4. Bateria de 9V

I si voleu implementar els lipos i el control:

1. Resistències 10K * 3
2. Resistències 330R * 1
3. LED * 1
4. Interruptor lliscant * 1
5. Portadors de lipo (o us mostraré una versió impresa en 3D que faig servir actualment)
6. 2 cèl·lules lipo.

Pas 2: l’esquema complet

Trobareu adjunt l’esquema complet. Si us plau, no és evident que escolliu la part de la bateria de 9V del circuit o la part de la bateria LIPO connectada a VBAT. Vaig separar els dos circuits amb caselles vermelles i vaig posar títol vermell per ressaltar cadascun.

No us preocupeu, cada connexió s’explicarà correctament en els passos següents.

Pas 3: Obtenir la configuració adequada

Assegureu-vos que teniu instal·lat Arduino IDE. I descarregueu les biblioteques que s'inclouen amb aquest pas. També posaré el codi complet, si no us voleu molestar en fer la prova de cada component en els passos següents.

Pas 4: Connexió del DHT-22

El primer pas del projecte és connectar el DHT-22 a l’arduino. La connexió és bastant senzilla: DHT-22 ------ Arduino

VCC ------ + 5V

DADES ------ D5

GND ------ GND

Per provar la connexió DHT-22 amb el vostre Arduino, implementarem el codi incrustat en aquest pas.

Pas 5: Connexió de la pantalla OLED

El següent pas és connectar la pantalla OLED. Aquest tipus de pantalla es connecta mitjançant el protocol I2C. El nostre primer treball és trobar els pins I2C correctes per al vostre arduino, si utilitzeu Arduino nano, els pins I2C són A4 (SDA) i A5 (SCL). Si feu servir un altre arduino com ara UNO o MEGA, busqueu els pins I2C al lloc web oficial d’arduino o al full de dades.

La connexió és la següent: OLED ------ Arduino

GND ------ GND

VCC ------ 3V3

SCL ------ A5

SDA ------ A4

Per provar l’OLED mostrarem les dades DHT a la pantalla OLED directament carregant el codi incrustat en aquest pas.

Hauríeu de veure la temperatura i la humitat a la pantalla OLED amb una freqüència de mostreig molt ràpida, ja que encara no vam endarrerir-nos.

Pas 6: Seguiment de la humitat del sòl

Com que volia controlar la humitat del sòl de les meves plantes, hem de connectar el YL-69.

Aquest sensor és molt interessant per a mi i es comporta com quan el sòl és:

Mullat: disminueix la tensió de sortida.

Sec: augmenta la tensió de sortida.

La connexió és la següent:

YL69 ------ Arduino

VCC ------ D7

GND ------ GND

D0 ------ NO CONNECTEU

A0 ------ A7

Com podeu veure, connectem el pin VCC del mòdul a un pin digital de l’Arduino. La idea darrere d’això és alimentar el mòdul just quan volem fer la mesura i no de manera contínua. Això es deu al fet que el sensor funciona mesurant el corrent que va d’una pota a l’altra de la sonda. A causa d’aquesta electròlisi es produeix i pot destruir la sonda força ràpidament en sòls amb molta humitat.

Ara afegirem el sensor d’humitat al nostre codi i mostrarem les dades d’humitat amb les dades DHT a l’OLED. Pengeu el codi incrustat en aquest pas.

Pas 7: supervisió de VBAT (bateria de 9 V)

Volia saber fins a quin punt baixava la bateria per no tenir cap sorpresa un dia i esgotar-me sense poder-me anticipar. La manera de controlar la tensió d’entrada és mitjançant alguns pins analògics de l’arduino per saber quanta tensió es rep. Els pins d’entrada de l’Arduino poden trigar 5V com a màxim, però la bateria que s’utilitza genera 9V. Si connectem directament aquesta tensió més alta destruiríem alguns components de maquinari, haurem d’utilitzar un divisor de tensió per portar el 9V per sota del límit de 5V.

He utilitzat dues resistències de 10 k per fer el divisor de tensió i dividir per un factor 2 el 9V i portar-lo a 4,5V màxim.

Per mostrar el fet que la bateria es queda baixa mitjançant un LED normal amb una resistència limitant de 330 ohmios de corrent.

Utilitzarem el pin analògic A0 per controlar VBAT.

Seguiu l'esquema per saber com connectar els components:

Ara l’afegirem al nostre codi de codi incrustat en aquest pas.

Pas 8: supervisió de VBAT (configuració de 2 Lipos)

Volia saber fins a quin punt baixava la bateria per no tenir cap sorpresa un dia i esgotar-me sense poder-me anticipar.

La manera de controlar la tensió d’entrada és mitjançant alguns pins analògics de l’arduino per saber quanta tensió es rep. Els pins d'entrada de l'Arduino poden trigar 5V com a màxim, però els Lipos generen un màxim de 4,2 * 2 = 8,4V.

La diferència amb el pas anterior és que en cas d’utilitzar 2 lipos en sèrie per crear una tensió> 5V per encendre la placa Arduino, hem de controlar cada cèl·lula lipo ja que es podrien descarregar a un ritme diferent. Tingueu en compte que no voleu descarregar excessivament una bateria lipo, és molt perillós.

Per al primer Lipo no hi ha cap problema, ja que la tensió nominal de 4,2 V és inferior al límit de 5 V que pot suportar els pins d'entrada de l'arduino. tanmateix, quan poseu 2 bateries en sèrie, la seva tensió se suma: Vtot = V1 + V2 = 4,2 + 4,2 = 8,4 màxim.

Si connectem directament aquest voltatge més alt al pin analògic, destruiríem alguns components de maquinari, haurem d’utilitzar un divisor de voltatge per portar el 8,4V per sota del límit de 5V. He utilitzat dues resistències de 10 k per fer el divisor de tensió i dividir per un factor 2 el 8,4 V i portar-lo a 4,2 V màxim.

Utilitzarem el pin analògic A0 per controlar VBAT. Seguiu l'esquema per saber com connectar els components:

Per mostrar el fet que la bateria es queda baixa mitjançant un LED normal amb una resistència de limitació de corrent de 330 ohms.

Ara l’afegirem al nostre codi incrustat en aquest pas.

Pas 9: el recinte

Tinc l’oportunitat de tenir una impressora 3D, així que vaig decidir imprimir una funda amb PLA estàndard.

Trobareu els fitxers adjunts, he dissenyat el recinte amb Autodesk Inventor i Fusion360.

També podeu crear el vostre propi disseny o mantenir el tauler de presentació tal com és, la mateixa caixa no afegeix res a les funcions. Malauradament, el meu hotend de la impressora 3D acaba de morir, de manera que encara no he pogut imprimir el recinte, actualitzaré la meva publicació sempre que rebre les parts preses a Amazon. Edit: ara està imprès i el podeu veure a les imatges.

Pas 10: Perspectives de millora

De moment, el projecte s'adapta perfectament a les meves necessitats. Tot i això, podem pensar en alguns punts que podríem millorar:

1. Si reduïm el consum de la bateria, podríem millorar el consum actual, ja sigui canviant el maquinari o millorant el programari.
2. Afegiu bluetooth per connectar-vos a una APP o per emmagatzemar dades i fer una anàlisi més al llarg del temps.
3. Afegiu un circuit de càrrega LIPO per recarregar-lo connectant-lo directament a la paret.

Si penseu en alguna cosa, no dubteu a escriure-ho a la secció de comentaris.

Pas 11: gràcies

Gràcies per llegir aquest tutorial, no dubteu a interactuar amb mi i altres a la secció de comentaris. Espero que us hagi agradat el projecte i ens veiem la propera vegada per a un altre projecte.