एक साधारण आंतरिक वेधशाला: 9 कदम (चित्रों के साथ)

2024 लेखक: John Day | [email protected]. अंतिम बार संशोधित: 2024-01-30 09:21

यह प्रोजेक्ट आपको दिखाएगा कि कुछ मौजूदा और आसानी से प्राप्त सेंसर के साथ एक साधारण वेधशाला कैसे बनाई जाए। दरअसल, मैंने इसे अपने एक छात्र के लिए बनाया था। छात्र यह जानना चाहेंगे कि सूर्य का प्रकाश कमरे के तापमान और आर्द्रता को कैसे प्रभावित करता है। इस परियोजना में रुचि रखने वाली भौतिक मात्राएँ हैं (१) प्रकाश की तीव्रता, (२) आर्द्रता, (३) तापमान और (४) वायुदाब। उन सूचनाओं के साथ, आप एक आरामदायक कमरे का वातावरण बनाने के लिए एयर कंडीशनर, ह्यूमिडिफायर या हीटर को नियंत्रित करने के लिए अन्य सिस्टम या उपकरण बनाने में सक्षम होंगे।

चरण 1: सेंसर तैयार करना

आप निम्नलिखित सेंसर के साथ सर्किट का निर्माण कर सकते हैं या बस उन सेंसर या मॉड्यूल बोर्ड के मॉड्यूल बोर्ड खरीद सकते हैं।

1. परिवेश प्रकाश संवेदक TEMT6000 (डेटाशीट पीडीएफ)

2. दबाव और तापमान BMP085 या BMP180 (*वे पुराने उत्पाद हैं, आपको अन्य विकल्प खोजने की आवश्यकता हो सकती है) (Adafruit से सीखने का दस्तावेज़)

3. तापमान और आर्द्रता सेंसर DHT11 (एडफ्रूट से सीखने का दस्तावेज)

4. यूवी लाइट सेंसर GUVA-S12SD (डेटाशीट पीडीएफ)

सेंसर के उपयोग के लिए, मैंने कुछ संदर्भ लिंक संलग्न किए हैं। आपको इंटरनेट पर कुछ उपयोगी ट्यूटोरियल और संदर्भ मिल सकते हैं।

चरण 2: मुख्य प्रोसेसर तैयार करना

मैंने सिस्टम और कोडिंग का परीक्षण करने के लिए Arduino Uno बोर्ड को चुना है। हालाँकि, मैंने पाया कि atmega328P में अधिक सेंसर जोड़े जाने पर कोड को स्टोर करने और चलाने के लिए पर्याप्त मेमोरी नहीं है। इस प्रकार, मेरा सुझाव है कि जब आपको 4 से अधिक सेंसर की आवश्यकता हो तो आप atmega2560 Arduino बोर्ड का उपयोग कर सकते हैं।

माइक्रो नियंत्रक (एमसीयू):

· Arduino के लिए Atmega328P बोर्ड

· या Arduino के लिए Atmega2560 बोर्ड

चरण 3: सिस्टम तैयार करना

मैं बाहरी और इनडोर में कुछ भौतिक विशेषताओं को मापना चाहूंगा। अंत में, मैंने निम्नलिखित सेंसर को एक Atmega2560 बोर्ड से जोड़ा।

आंतरिक वातावरण:

1. दबाव और तापमान बीएमपी 180 x 1 पीसी

2. तापमान और आर्द्रता सेंसर DHT11 x 1 पीसी

बाहरी वातावरण:

1. परिवेश प्रकाश संवेदक TEMT6000 x 1 पीसी

2. दबाव और तापमान बीएमपी085 x 1 पीसी

3. तापमान और आर्द्रता सेंसर DHT11 x 1 पीसी

4. यूवी लाइट सेंसर GUVA-S12SD x 1 पीसी

आप पा सकते हैं कि मैंने दबाव मापने के लिए विभिन्न सेंसरों का उपयोग किया है। यह सिर्फ इसलिए है क्योंकि जब मैं सर्किट बना रहा था तब मेरे पास BMP180 मॉड्यूल बोर्ड नहीं था। मेरा सुझाव है कि यदि आपको सटीक माप और उचित तुलना करने की आवश्यकता है तो आपको उसी सेंसर का उपयोग करना चाहिए।

चरण 4: डेटा लॉगिंग तैयार करना

इसके अलावा, मैं चाहूंगा कि डिवाइस कंप्यूटर से कनेक्ट किए बिना डेटा स्टोर करे। मैंने रीयल टाइम क्लॉक के साथ डेटा लॉगिंग मॉड्यूल जोड़ा। डेटा लॉगिंग और वायर कनेक्शन के लिए निम्नलिखित आइटम हैं।

· एसडी कार्ड

· CR1220 कॉइन बैटरी

· Arduino के लिए डेटा लॉगिंग मॉड्यूल (Adafruit से सीखने का दस्तावेज़)

चरण 5: उपकरण तैयार करना

निम्नलिखित कुछ उपकरण या उपकरण हैं जिनकी सर्किट बनाने के लिए आवश्यकता होगी।

• 30AWG रैपिंग टूल
• सोल्डरिंग आयरन
• टांका लगाने वाला तार (कोई सीसा नहीं)
• ब्रेड बोर्ड
• 2.54 मिमी हेडर
• जम्पर तार
• रैपिंग वायर (30AWG)
• गर्म गोंद
• 3D प्रिंटिंग (यदि आपको अपने डिवाइस के लिए केस चाहिए)
• Arduino IDE (माइक्रो कंट्रोलर बोर्ड को प्रोग्राम करने के लिए हमें इसकी आवश्यकता है)

चरण 6: डेटा लॉगिंग मॉड्यूल पर DS1307 रीयल टाइम क्लॉक (RTC) को रीसेट करें

मैं वैज्ञानिक प्रयोग के लिए डेटा का उपयोग करना चाहूंगा। इस प्रकार, डेटा विश्लेषण के लिए एक सही माप समय महत्वपूर्ण है। प्रोग्रामिंग में देरी () फ़ंक्शन का उपयोग करने से समय बदलने में माप त्रुटि उत्पन्न होगी। इसके विपरीत, मुझे नहीं पता कि केवल Arduino प्लेटफॉर्म पर सटीक वास्तविक समय माप कैसे किया जाता है। नमूना समय त्रुटि से बचने या माप त्रुटि को कम करने के लिए, मैं प्रत्येक माप नमूना को समय रिकॉर्ड के साथ लेना चाहता हूं। सौभाग्य से, डेटा लॉगिंग मॉड्यूल में एक वास्तविक समय घड़ी (RTC) होती है। हम इसका उपयोग डेटा सैंपलिंग के समय को आउटपुट करने के लिए कर सकते हैं।

आरटीसी का उपयोग करने के लिए, मैं आरटीसी को रीसेट करने के लिए निर्देश (लिंक) का पालन करता हूं। मैं सबसे पहले Arduino Uno बोर्ड के साथ ऐसा करने की सलाह देता हूं। ऐसा इसलिए है क्योंकि Atmega2560 बोर्ड का उपयोग करने पर आपको सर्किट को संशोधित करना पड़ता है (I2C कनेक्शन अलग है)। RTC सेट करने के बाद, आपको cr1220 बैटरी नहीं निकालनी चाहिए। इस बीच, कृपया डेटा लॉगिंग से पहले बैटरी की स्थिति की जांच करें।

चरण 7: कनेक्शन

मैंने इनडोर और आउटडोर माप को अलग कर दिया है। इस प्रकार, मैंने सेंसर के दो अलग-अलग समूहों को जोड़ने के लिए दो हेडर बनाए हैं। मैंने हेडर माउंट करने के लिए डेटा लॉगिंग मॉड्यूल पर खाली जगह का इस्तेमाल किया। सर्किट कनेक्शन को पूरा करने के लिए, मैं सोल्डरिंग और रैपिंग दोनों का उपयोग करता हूं। लपेटने की प्रक्रिया साफ और आसान है, जबकि सोल्डरिंग जोड़ मजबूत और सुरक्षित है। आप सर्किट बनाने के लिए एक आरामदायक तरीका चुन सकते हैं। यदि आप Atmega2560 बोर्ड का उपयोग कर रहे हैं, तो सुनिश्चित करें कि आपने SDA और SCL पिन के लिए एक जंप कनेक्शन बनाया है। डेटा लॉगिंग शील्ड पर RTC का कनेक्शन फिर से जोड़ा जाना चाहिए।

सेंसर को जोड़ने के लिए, मैंने हेडर को सेंसर मॉड्यूल पर मिलाया और फिर मैंने सभी सेंसर को हेडर से जोड़ने के लिए वायर रैपिंग का इस्तेमाल किया। जब आप बाहर निकलने वाले सेंसर मॉड्यूल का उपयोग कर रहे हैं, तो मैंने अनुशंसा की है कि आपको ऑपरेटिंग वोल्टेज की सावधानीपूर्वक जांच करनी चाहिए। कुछ सेंसर मॉड्यूल 5V और 3.3V दोनों इनपुट स्वीकार करते हैं लेकिन कुछ केवल 5V या 3.3V का उपयोग करने के लिए प्रतिबंधित हैं। निम्न तालिका प्रयुक्त सेंसर मॉड्यूल और ऑपरेटिंग वोल्टेज दिखाती है।

टेबल। सेंसर मॉड्यूल और ऑपरेटिंग वोल्टेज

चरण 8: एमसीयू प्रोग्रामिंग

सौभाग्य से, मुझे सभी सेंसरों के लिए एप्लिकेशन उदाहरण मिल सकते हैं। यदि आप उनका उपयोग करने के लिए नए हैं, तो आप उन्हें इंटरनेट पर डाउनलोड कर सकते हैं या आप Arduino IDE में पुस्तकालय प्रबंधक का उपयोग करके उन्हें स्थापित कर सकते हैं।

मैंने सिस्टम आउटपुट को प्रत्येक नमूने के लिए एक स्ट्रिंग प्रोग्राम किया। स्ट्रिंग आउटपुट होगी और माउंटेड एसडी कार्ड में स्टोर की जाएगी। यदि आपको डेटा देखने की आवश्यकता है, तो डिवाइस को स्विच ऑफ करें और फिर एसडी कार्ड को अनमाउंट करें। फिर, आप एसडी कार्ड को कार्ड रीडर पर माउंट कर सकते हैं। फ़ाइल को एक csv फ़ाइल के रूप में संग्रहीत किया जाएगा। एक बार जब आप कंप्यूटर पर डेटा फ़ाइल डाउनलोड कर लेते हैं, तो आप इसे टेक्स्ट प्रोग्राम या वर्कशीट प्रोग्राम द्वारा देख सकते हैं।

(आप संलग्न फाइल में स्रोत कोड डाउनलोड कर सकते हैं।)

चरण 9: इसका परीक्षण करें और इसका उपयोग करें

यह महत्वपूर्ण है कि आप डेटा का अर्थ समझें। नमूना आवृत्ति महत्वपूर्ण पैरामीटर में से एक है। वर्तमान माप समय अंतराल 1 मिनट है, आपको इसे बदलने की आवश्यकता हो सकती है।

इसके अलावा, आप पाएंगे कि DHT11 का तापमान माप सटीक नहीं है। यदि आपको अधिक सटीक मान की आवश्यकता है, तो आप केवल बीएमपी दबाव सेंसर के तापमान पढ़ने का उपयोग कर सकते हैं।

इसे पढ़ने के लिए धन्यवाद!