SAVA DĀRZA UZRAUDZĪBA: 16 soļi (ar attēliem)

2024 Autors: John Day | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2024-01-30 10:57

Uzraugiet savu dārzu no jebkuras vietas, izmantojiet vietējo displeju, lai lokāli uzraudzītu augsnes stāvokli, vai izmantojiet mobilo ierīci, lai uzraudzītu no tālvadības. Ķēde izmanto augsnes mitruma sensoru kopā ar temperatūru un mitrumu, lai informētu par augsnes vides apstākļiem.

1. darbība: sastāvdaļas:

1. Arduino uno
2. Nodemcu
3. Temperatūras un mitruma sensors DHT 11
4. Augsnes mitruma sensors - FC28
5. Akumulatora baterija 10000 mAh (arduino un nodemcu barošanai)
6. Nokia LCD 5110
7. Rezidents (5 x 10 k, 1 x 330 omi)
8. Potenciometrs Rotācijas veids (lai pielāgotu LCD spilgtumu) 0-100K
9. Jumper vadi
10. Maizes dēlis

2. darbība: PAMATSENSORS: Augsnes mitrums FC 28

Lai izmērītu mitrumu, mēs izmantojam augsnes mitruma sensoru FC 28, kura pamatprincips ir šāds:-

FC-28 augsnes mitruma sensora specifikācijas ir šādas: Ieejas spriegums: 3.3-5V

Izejas spriegums: 0 - 4.2V

Ieejas strāva: 35mA

Izejas signāls: gan analogs, gan digitāls

FC-28 augsnes mitruma sensoram ir četras tapas: VCC: Power

A0: Analogā izeja

D0: digitālā izvade

GND: Zeme

Lai pievienotu sensoru analogā režīmā, mums būs jāizmanto sensora analogā izeja. Izmantojot analogo izeju no augsnes mitruma sensora FC-28, sensors dod mums vērtību no 0 līdz 1023. Mitrums tiek mērīts procentos, tāpēc mēs šīs vērtības kartēsim no 0 līdz 100 un pēc tam parādīsim šīs vērtības sērijas monitors. Jūs varat iestatīt dažādus mitruma vērtību diapazonus un ieslēgt vai izslēgt ūdens sūkni atbilstoši tam.

Modulī ir arī potenciometrs, kas nosaka sliekšņa vērtību. Šo sliekšņa vērtību salīdzinās LM393 salīdzinātājs. Izejas gaismas diode iedegsies un samazināsies atbilstoši šai robežvērtībai.

Kods savienošanai ar augsnes mitruma sensoru tiek ņemts vērā turpmākajos posmos

3. darbība. Izpratne par MQTT: attālai datu publicēšanai

Pirms sākam tālāk, vispirms apskatīsim IOT attālo datu publicēšanu

MQTT apzīmē MQ Telemetry Transport. Tas ir publicēšanas/abonēšanas ārkārtīgi vienkāršs un viegls ziņojumapmaiņas protokols, kas paredzēts ierobežotām ierīcēm un zema joslas platuma, augstas latentuma vai neuzticamiem tīkliem. Projektēšanas principi ir samazināt tīkla joslas platumu un ierīces resursu prasības, vienlaikus cenšoties nodrošināt uzticamību un zināmu piegādes garantiju. Šie principi arī padara protokolu par ideālu jaunās “mašīnas-mašīnas” (M2M) vai “lietu interneta” savienoto ierīču pasaulē un mobilajām lietojumprogrammām, kurās joslas platums un akumulatora jauda ir augstāka.

Avots:

MQTT [1] (MQ Telemetry Transport vai Message Queuing Telemetry Transport) ir ISO standarts (ISO/IEC PRF 20922) [2] ziņojumapmaiņas protokols, kas balstīts uz publicēšanu un abonēšanu. Tas darbojas papildus TCP/IP protokolam. Tas ir paredzēts savienojumiem ar attālām vietām, kur ir nepieciešams "mazs koda nospiedums" vai tīkla joslas platums ir ierobežots.

Avots:

4. darbība: MQTT: MQTT brokera konta iestatīšana

Šai apmācībai ir dažādi MQTT brokera konti, es izmantoju cloudmqtt (https://www.cloudmqtt.com/)

CloudMQTT ir mākonī pārvaldīti Mosquitto serveri. Mosquitto īsteno MQ Telemetry Transport protokolu MQTT, kas nodrošina vieglas ziņojumapmaiņas metodes, izmantojot ziņu publicēšanas/abonēšanas rindas modeli.

Lai iestatītu cloudmqtt kontu kā starpnieku, ir jāveic šādas darbības

• Izveidojiet kontu un piesakieties vadības panelī
• nospiediet Izveidot+, lai izveidotu jaunu instanci
• Lai sāktu, mums jāreģistrējas klienta plānam, mēs varam bez maksas izmēģināt CloudMQTT, izmantojot plānu CuteCat.
• Pēc "instances" izveides nākamais solis ir izveidot lietotāju un tālāk piešķirt lietotājam atļauju piekļūt ziņojumiem (izmantojot ACL noteikumus)

Pilnai rokasgrāmatai MQTT brokera konta iestatīšanai pakalpojumā cloudmqtt var piekļūt, izmantojot šo saiti: -

Visas iepriekš minētās darbības ir ievietotas pa vienam šādos slaidos

5. darbība: MQTT: instances izveide

Esmu izveidojis instanci ar nosaukumu "myIOT"

plāns: gudrs plāns

6. darbība: MQTT: informācija par instanci

Institūcija tiek nekavējoties nodrošināta pēc reģistrēšanās, un detalizētās informācijas lapā varat skatīt instances informāciju, piemēram, savienojuma informāciju. No turienes varat sasniegt arī pārvaldības saskarni. Dažreiz jums ir jāizmanto norādīts savienojuma URL

7. darbība: MQTT: lietotāja pievienošana

Izveidojiet lietotāju ar nosaukumu “nodemcu_12” un norādiet paroli

8. darbība: MQTT: ACL kārtulas piešķiršana

Pēc jauna lietotāja (nodemcu_12) izveidošanas saglabājiet jauno lietotāju, tagad jaunajam lietotājam tiks nodrošināta papildu ACL. Pievienotajā attēlā redzams, ka esmu nodrošinājis lietotājam gan lasīšanas, gan rakstīšanas piekļuvi.

Lūdzu, ņemiet vērā: tēma jāpievieno, kā parādīts formātā (tas ir nepieciešams arī lasīšanai un rakstīšanai no mezgla uz MQTT klientu)

9. darbība: Nodemcu: konfigurēšana

Šajā konkrētajā projektā esmu izmantojis nodemcu no Knewron Technologies, vairāk informācijas var iegūt, izmantojot saiti: -(https://www.dropbox.com/s/73qbh1jfdgkauii/smartWiFi%20Development%20Module%20-%20User% 20Guide.pdf? Dl = 0)

Var redzēt, ka NodeMCU ir uz eLua balstīta programmaparatūra ESP8266 WiFi SOC no Espressif. Nodemcu no zināšanām ir iepriekš ielādēts ar programmaparatūru, tāpēc mums vienkārši jāielādē lietotnes programmatūra, proti: -

• init.lua
• setup.lua
• config.lua
• app.lua

Visus iepriekš minētos lua skriptus var lejupielādēt no Github, izmantojot saiti: Lejupielādēt no Github

No iepriekšminētajiem lua skriptiem mainiet config.lua skriptus ar MQTT resursdatora nosaukumu, paroli, wifi ssid utt.

Lai lejupielādētu iepriekš minētos skriptus nodemcu, mums ir jāizmanto tādi rīki kā "ESPlorer". Plašāku informāciju skatiet dokumentos:

Darbs ar ESPlorer ir aprakstīts nākamajā darbībā

10. darbība: Nodemcu: Lua skriptu augšupielāde Nodemcu, izmantojot ESPlorer_1

• Noklikšķiniet uz pogas Atsvaidzināt
• Atlasiet COM (sakaru) portu un pārraides ātrumu (parasti izmanto 9600)
• Noklikšķiniet uz Atvērt

11. darbība: Nodemcu: Lua skriptu augšupielāde Nodemcu, izmantojot ESPlorer_II

12. darbība: Nodemcu: Lua skriptu augšupielāde Nodemcu, izmantojot ESPlorer_III

Poga Saglabāt un apkopot nosūta visus četrus lua skriptus uz nodemcu, pēc tam, kad šis nodemcu ir gatavs runāt ar mūsu arduino.

CHIP ID informācijas apkopošana:

Katram nodemcu ir mikroshēmas ID (iespējams, daži nr.), Šis mikroshēmas ID ir nepieciešams, lai publicētu ziņojumu MQTT brokerim, lai uzzinātu par mikroshēmas ID, noklikšķiniet uz pogas Chip id sadaļā "ESPlorer"

13. darbība: Nodemcu: Arduino konfigurēšana sarunai ar Nodemcu

Zemāk minētais kods nosaka augsnes mitrumu, temperatūru un mitrumu, kā arī parāda datus Nokia LCD 5110 un sērijveidā.

Arduino kods

Nekā pievienojiet Arduino RX --- Nodemcu TX

Arduino TX --- Nodemcu RX

Iepriekš minētais kods ietver arī veidus, kā izmantot softserial bibliotēku, ar kuru palīdzību DO tapas var izmantot arī kā seriālās tapas, lai izveidotu savienojumu ar nodemcu seriālo portu, esmu izmantojis RX/TX tapas.

Uzmanību: Tā kā nodemcu darbojas ar 3.3V, ieteicams izmantot līmeņa pārslēdzēju, tomēr esmu izveidojis savienojumu tieši bez līmeņa pārslēga, un veiktspēja šķiet piemērota tieši iepriekšminētajai lietojumprogrammai.

14. darbība: Nodemcu: MQTT klienta iestatīšana operētājsistēmā Android

Pēdējais solis informācijas apskatei mobilajā ierīcē ar android klientu:-

Ir dažādas MQTT android lietojumprogrammas, esmu izmantojis vienu no Google Play ar šādu saiti:

.https://play.google.com/store/apps/details?

Android lietotnes konfigurācija ir diezgan vienkārša, un jums ir jākonfigurē šādi

• MQTT resursdatora adrese kopā ar portu Nr
• MQTT lietotājvārds un adrese
• MQTT brokera mezgla adrese

Pēc iepriekš minētās informācijas pievienošanas pievienojiet lietojumprogrammu, ja lietojumprogramma ir savienota ar MQTT brokeri, tad visi arduino ievades statusa / sērijas sakaru dati tiek parādīti kā žurnāls.

15. darbība. Papildu darbības: darbs ar Nokia LCD 5110

Tālāk ir parādīta LCD 5110 tapas konfigurācija

1) RST - atiestatīt

2) CE - iespējot mikroshēmu

3) D/C - datu/komandu atlase

4) DIN - sērijas ievade

5) CLK - pulksteņa ievade

6) VCC - 3.3V

7) GAISMA - Fona apgaismojuma vadība

8) GND - zeme

Kā parādīts iepriekš, savienojiet arduino ar LCD 5110 iepriekšējā secībā ar 1-10 K rezistoru starp tām.

Tālāk ir norādīti tapas -tapas savienojumi LCD 5110 līdz Arduino uno

• CLK - Arduino digitālā tapa 3
• DIN - Arduino digitālā tapa 4
• D/C - Arduino digitālā tapa 5
• RST - Arduino digitālā tapa 6
• CE - Arduino digitālā tapa 7

Lai kontrolētu LCD spilgtumu, kopā ar potenciometru (0-100K) var izmantot arī LCD 5110 "BL" tapu

Bibliotēka, kas izmantota iepriekšminētajam kodam, ir šāda: - Lejupielādējiet PCD8544 no zemāk minētās saites

DHT11, temperatūras un mitruma sensora integrāciju ar arinoino var apskatīt, izmantojot šo saiti DHT11.

16. solis: galīgā montāža

Pēdējais solis ir visu iepriekšminēto apkopot kastē, vēlams, lai piegādātu gan Arduino, gan Nodemcu barošanai esmu izmantojis 10000 mAh jaudas banku.

Vajadzības gadījumā mēs varam arī ilgstoši izmantot sienas kontaktligzdas lādētāju.