Aļaskas datu reģistrators: 5 soļi (ar attēliem)

2024 Autors: John Day | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2024-01-30 10:55

Aļaska atrodas uz klimata pārmaiņu progresēšanas robežas. Tā unikālā atrašanās vieta ar diezgan neskartu ainavu, kas apdzīvota ar dažādām akmeņogļu raktuvju kanārijputniņām, paver daudzas izpētes iespējas. Mūsu draugs Montijs ir arheologs, kurš palīdz nometnēs bērniem vietējos ciematos, kas izkaisīti pa visu valsti-Kultūralalaska.com. Viņš kopā ar šiem bērniem ir uzcēlis kešatmiņas, lai vēsturiski saglabātu pārtiku, un vēlējās temperatūras uzraudzības veidu, ko viņš varētu atstāt apmēram astoņus ziemas mēnešus. Pārtikas kešatmiņa Aļaskā ir paredzēta, lai novērstu lāča iekļūšanu, un to var vai nu aprakt, vai nostiprināt nelielā kabīnē līdzīgā konstrukcijā uz stabiem. Diemžēl klimata sasilšana padara daudzus no šiem ērtajiem ledusskapja dizainiem šovasar vairāk kā mikroviļņu krāsni-godīgi, šeit ir patiešām karsts! Tur ir daudz komerciālu datu reģistrēšanas iekārtu, taču Aļaskai bija vajadzīgs savs DIY zīmols: ūdensnecaurlaidīgs, divi ūdensnecaurlaidīgi sensori uz garām līnijām, kas varētu būt kešatmiņā, un vēl viens, kas jāuzliek uz virsmas, kaut kas, ko var uzbūvēt bērniem ar STEM programmu, minimāls apkope, ilgtermiņa akumulators, vienkārša lejupielāde no SD kartes, 3D drukājams, uzlādējams, reālā laika pulkstenis un lēti.

Dizains ir pilnībā izdrukājams ar jebkuru 3D printeri, un es esmu izveidojis PCB dizainu, kuru varat pasūtīt un aizpildīt ar viegli iegūstamām sastāvdaļām. Akumulators ir vispārējs 18650, kam vajadzētu ilgt aptuveni gadu, ar 12x/dienā rādījumiem, un uzlāde tiek veikta, vienkārši pievienojot kādu strāvu uz vienu dienu. Tas ir izstrādāts (Fusion 360) ap O-gredzenu, ko izmanto mājas ūdens attīrītājos, tāpēc to ir viegli iegūt, un ar silīcija smērvielu un labi novietotu skrūvju pievilkšanu vajadzētu nodrošināt aizsardzību Aļaskas ziemai, ja tā nāk šogad.

1. darbība: savāciet savus piederumus

Brīnišķīgie Adafruit modeļi veido lielāko daļu uz tāfeles esošo komponentu-tie ir nedaudz dārgāki, taču ir ļoti praktiski un uzticami. (Man nav finansiālu saišu ar nevienu uzņēmumu …) 3D detaļām es izmantoju Creality CR10 printeri. Abi slēdži ir ūdensnecaurlaidīgi.

1. Vktech 5gab 2M ūdensnecaurlaidīgs digitālais temperatūras temperatūras sensors DS18b20 $ 2

2. Adafruit DS3231 Precision RTC Breakout [ADA3013] 14 ASV dolāri

3. Adafruit TPL5111 Low Power Timer Breakout 5 ASV dolāri

4. Adafruit Feather 32u4 Adalogger 22 ASV dolāri Varat izmantot arī MO versiju, bet akumulatora uzlādes līmeņa līnija atrodas uz citas tapas, un tā ir jāmaina programmatūrā.

5. IZOKEE 0,96 I2C IIC 12864 128X64 Pixel OLED 4 ASV dolāri

6. Izturīgs metāla ieslēgšanas/izslēgšanas slēdzis ar zilu LED gredzenu - 16 mm zils ieslēgts/izslēgts 5 ASV dolāri

7. Izturīga metāla spiedpoga ar zilu LED gredzenu - 16 mm zilā momentāna 5 ASV dolāri

8. Dažādi ātrie savienojumi, kas atvieglo montāžu

9. 18650 akumulators 5 ASV dolāri

10. Kapteiņa O-gredzens-Whirlpool WHKF-DWHV, WHKF-DWH & WHKF-DUF ūdens filtra nomaiņa

2. darbība: izveidojiet to

Korpusa dizains ir veidots ap viegli pieejamo blīvgredzenu no standarta Westinghouse visas mājas ūdens filtra. Gredzens ieslīd silīcija ieeļļotajā rievā starp abām drukātajām korpusa pusēm. Korpusa apakšā ir vieta akumulatoram 18650 un diviem ūdensnecaurlaidīgiem vadības slēdžiem-ir arī caurums kabeļu izejai temperatūras zondēm. Tālāk ir norādīti divi augšējās un apakšējās puses faili.

Apakšējā daļa ir pabeigta, paņemot apmēram 4 mm vai līdzvērtīga izmēra neilona skrūves un noņemot to galviņas un cementējot tās atbalsta pīlāros, kas ir izurbti, lai tos pielāgotu. Izmantojiet atbilstošu garumu, lai neilona vāciņa uzgriežņi augšpusē tos pārklātu, kad abas puses ir savienotas. Gan augšējā, gan apakšējā daļa ir jāizdrukā ar atbalstu. Augšējā daļa ir pabeigta, pielīmējot apaļu plastmasas logu, kas izgatavots no plāna leksāna.

3. darbība: pievienojiet vadu

PCB montāža ir diezgan vienkārša. Es izveidoju dēli Eagle un nosūtīju to uz PCBway ražošanai-godīgi sakot, tā ir lētākā lieta jebkad. Ja vēlaties to viegli izveidot, vienkārši izpildiet Brd faila shēmu. Mazais LED ekrāns ir piestiprināts caur I2C savienojumiem uz plates kopā ar barošanu un zemējumu. Sistēmas sirds ir TPL5111, kas ir pievienots tieši akumulatoram un paliek ieslēgts visu laiku. Tam ir izvēlēts taimeris (mainīgs rezistors), kas modina sistēmu ik pēc 2 stundām līdz katrai sekundei, iespējojot iespējošanas tapu uz spalvu moduļa. RTC sazinās ar to pašu I2C kopni kā LED-tiem ir dažādas adreses. Spalva ir savienota arī ar 18650 akumulatoru, izmantojot JST kabeli, izmantojot ieslēgšanas/izslēgšanas slēdzi, lai izslēgtu visu sistēmas strāvu. Tas ļauj iebūvēt lādētāju, ja baterija ir zema, pievienojot spalvai micro USB. Ikreiz, kad Feather augšupielādējat jaunu programmatūru, neaizmirstiet sākt TPL5111, nospiežot tā pogu, pretējā gadījumā Feather neatbildēs uz USB sāknēšanas zvanu. Spiedpoga ir paredzēta, lai nodrošinātu LED ekrāna barošanu tikai tad, kad tā ir nospiesta, kā arī lai nosūtītu augstu signālu uz TPL5111, kas ļauj spalvai ieslēgties tik ilgi, kamēr jūs nospiežat pogu. Tas tiek darīts, lai ierobežotu ekrāna ieslēgšanās laiku - to izmanto tikai, lai pārbaudītu temp zondes statusu, akumulatora uzlādes līmeni un laiku/datumu, kā arī veidojamā faila lielumu. Pēdējais vadu gabals ir divas zondes, kas novietotas caur pēdējo urbšanas vietu apakšējā pusē. Tie bija savienoti ar JST 3 kontaktu savienotājiem, lai atvieglotu noņemšanu. Es atstāju novārtā 4.7K rezistoru uz tāfeles, lai savienotu datu un sprieguma tapu uz temperatūras sensora kopnes. Tātad tas jādara vienā no tāfeles pieslēguma punktiem uz tāfeles-tie ir marķēti, tāpēc tam vajadzētu būt vienkāršam. Viņi abi dodas uz to pašu GPIO tapu uz spalvas, tāpēc ir nepieciešams tikai viens rezistora savienojums.

4. solis: ieprogrammējiet to

Programma ir ļoti viegli saprotama. SD bibliotēka ir paredzēta, lai izmantotu spalvu plāksnē iebūvēto SD kartes failu. OneWire un Dallas Temp bibliotēkas ir paredzētas, lai no vienas zondes nolasītu temp zondes. DonePin paziņo TPL5111, ka visa datu nolasīšana ir pabeigta un ir labi atspējot Featherboard. VBatpin ir spalvas tapa, uz kuras ir sprieguma dalītājs, lai nolasītu Lipo akumulatora vērtību. Asciiwire bibliotēkai ir jāpalaiž LED ekrāns. OneWireBus šajā gadījumā ir GPIO pin 6. Šī datu reģistra SD failu sistēma izveido failu ANALOG02. TXT, lai uzkrātu visus datus. Tas katru reizi atver vienu un to pašu failu un tikai pievieno to. Lai atbrīvotos no vecajiem datiem, jums ir jāizņem mikroshēma no SD kartes turētāja un jāielādē datorā-piemēram, izklājlapā EXCEll. To var viegli izdarīt, izmantojot izklājlapas sadaļu DATU importēšana. Faili tiek izņemti no mikroshēmas, un, kad Spalva to atkal atver, tā izveido jaunu. Tālāk nāk RTC laika/datuma iestatījums. //rtc.adjust(DateTime(F(_DATE_), F (_ TIME_))); noņemiet komentāru rakstzīmes, lai iestatītu RTC sāknēšanas laiku, un pēc tam pārprogrammējiet mikroshēmu ar šo komentēto rindiņu, lai nākamajā datora palaišanas reizē tas vairs neizmantotu to pašu sāknēšanas laiku, nevis ļautu to aizpildīt ar akumulatoru nodrošinātajam laika kontrolierim Cilne () atver SD failu, iegūst datumu/laiku, nolasa un pārveido abus sensorus, aprēķina akumulatora uzlādes līmeni un ieraksta to SD kartē. Pēc tam tas padara donePin augstu, lai izslēgtu secību.

5. darbība: tā izmantošana

Akumulators ir pilnībā uzlādēts, pievienojot spalvu MicroUSB kontaktdakšai. Uzlādes gaismas diode iedegsies, līdz tā būs pilnībā uzlādēta-tā būs lēna. Mikroshēmu turētājā ir ievietota jauna SD karte bez ANALOG02. TXT. Vāks ir uzstādīts, un pieci uzgriežņi ir pieskrūvēti pret gumijas blīvi. Ieslēgšanas / izslēgšanas poga ir ieslēgta, un pēc aptuveni 4 sekundēm tiek turēta nospiesta poga. Tas vispirms ātri parādīs noklusējuma temperatūru un pēc ekrāna notīrīšanas parādīs T1 un T2 kā temperatūras zondes izejas. Jūs varat sasildīt vienu ar roku, lai to varētu marķēt kā T1 un T2. Ekrānā tiks parādīta arī stunda, minūte, sek, diena, mēnesis un gads, kā arī akumulatora uzlādes līmenis un faila lielums šajā brīdī. Šī pārbaude tiek veikta, lai pārliecinātos, ka viss darbojas labi, pirms atstājat to uz 8 mēnešiem. Atlaidiet pogu un novietojiet zondes vietā, kur vēlaties veikt temperatūras mērījumus. Tie ir ūdensizturīgi un, cerams, ir jūsu mašīna. Šīs mašīnas sākotnējais izbrauciens būs Iliamna Aļaskā, kur tas būs pazemē līdz nākamā gada aprīlim. Agrīnās testēšanas laikā tika konstatēts, ka šī izmēra akumulators ir pietiekami labs vismaz 1 1/2 gadus ar 12 rādījumiem dienā, ņemot vērā TPL5111 jaudas sakārtošanu. Globālās sasilšanas pētījumi ir ļoti svarīgi, lai ikviens būtu iesaistīts-izejiet un dariet kādu zinātni!