घर की नमी और तापमान की निगरानी: 11 कदम

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

हैलो दोस्तों ! सर्वोत्तम तरीके से शुरू करने के लिए, परियोजना के बारे में एक छोटी सी कहानी। मैंने हाल ही में स्नातक किया और एक इंजीनियर के रूप में अपनी पहली स्थिति के लिए ऑस्ट्रिया चला गया। देश सुंदर है लेकिन सर्दियों के मौसम में बहुत ठंडा और आर्द्र होता है। मैं जल्दी से हर सुबह खिड़कियों पर कुछ संक्षेपण को नोटिस करना शुरू कर दिया जब मैं उठा और साथ ही साथ मैं जिस खूबसूरत फ्लैट को किराए पर ले रहा हूं उसकी दीवारों पर कुछ साँचा रेंग रहा है। इस तरह के उच्च आर्द्रता स्तर के साथ यह मेरी पहली मुठभेड़ थी, फ्रांस के दक्षिण से आ रही है, हमारे पास वास्तव में ऐसा कोई मुद्दा नहीं है। इसलिए मैं इंटरनेट पर समाधान ढूंढ रहा था और अपने फ्लैट के प्रत्येक कमरे के साथ-साथ परिवेश के तापमान की आर्द्रता के स्तर की जांच करने के लिए कुछ टुकड़ों को इकट्ठा करने और अपनी निगरानी प्रणाली बनाने का फैसला किया। निम्नलिखित परियोजना में कुछ प्रमुख दिशानिर्देश थे:

1. यह सस्ता होना चाहिए।
2. यह काफी सटीक होना चाहिए।
3. मुझे कुछ छोटा चाहिए था, ले जाने में आसान और बैटरी से चलने वाला।
4. मुझे पौधों से प्यार है और मैंने फैसला किया कि यह मिट्टी की नमी की जांच करने में सक्षम होगा ताकि यह पता चल सके कि मुझे अपने पौधों को पानी की जरूरत है या नहीं। (संदर्भ से बाहर लेकिन मुझे यह विचार पसंद आया!: डी)

यह एक काफी आसान परियोजना है, हालांकि यह अब तक की सबसे उपयोगी परियोजना है। मैं हर कमरे में हर नमी की जांच करने में सक्षम हूं और देखता हूं कि मोल्ड को रोकने के लिए मुझे प्रतिक्रिया करने की आवश्यकता है या नहीं। तो चलो शुरू हो जाओ।

चरण 1: घटकों को इकट्ठा करें

हमारी परियोजना काफी सरल है। हम मस्तिष्क के रूप में एक Arduino (मेरे मामले में नैनो) का उपयोग करेंगे, क्योंकि यह प्रोग्रामिंग पर बहुत सरल है, यदि आवश्यक हो तो सस्ता और बदली जा सकता है।

तापमान और आर्द्रता सेंसर के रूप में एक DHT-22, DHT-11 नामक एक निचला संस्करण है, जो मेरी राय में सटीकता की बात करते हुए काफी बकवास है और 3 और यूरो के लिए आप DHT-22 प्राप्त कर सकते हैं जो कि अधिक सटीक, सटीक है और तापमान की एक विस्तृत विविधता में काम कर सकते हैं। डेटा प्रदर्शित करने के लिए एक OLED डिस्प्ले और सेंसर और मानव के बीच एक दृश्य इंटरफ़ेस है जो मैं हूं। मैंने पाया कि 64 गुणा 128 एकदम सही है क्योंकि यह छोटा है, मैं इस पर पर्याप्त डेटा फिट कर सकता हूं और इंटरफ़ेस करना बहुत आसान है।

एक YL-69 मिट्टी नमी सेंसर, जब भी मुझे अपने प्यारे पौधों को पानी देने की आवश्यकता होती है, यह जांचने के लिए। और यह मूल रूप से आपको परियोजना के लिए आवश्यक है। वैकल्पिक रूप से मैं चाहता था कि परियोजना को मेरे पास मौजूद लिपोस का उपयोग करके संचालित किया जाए। -आप इसे सामान्य 9वी बैटरी के साथ बहुत आसानी से काम कर सकते हैं। मैं arduino पर कुछ एनालॉग इनपुट का उपयोग करके लाइपो बैटरी के वोल्टेज की निगरानी करने में सक्षम होना चाहता था। मैं निम्नलिखित पृष्ठों पर अधिक जानकारी दूंगा।

इसके अतिरिक्त आपको निम्नलिखित की आवश्यकता होगी:

1. ब्रेडबोर्ड का एक टुकड़ा।
2. चालू/बंद स्विच *1
3. एक 9वी बैटरी कनेक्टर
4. 9वी बैटरी

और अगर आप लाइपोस और मॉनिटरिंग को लागू करना चाहते हैं:

1. 10K प्रतिरोधक *3
2. 330R प्रतिरोधक *1
3. एलईडी * 1
4. स्लाइडर स्विच *1
5. लाइपो होल्डर (या मैं आपको एक 3डी प्रिंटेड संस्करण दिखाऊंगा जिसका मैं वर्तमान में उपयोग कर रहा हूं)
6. 2 लाइपो कोशिकाएं।

चरण 2: पूर्ण योजनाबद्ध

आप संलग्न पूर्ण योजनाबद्ध पाएंगे। कृपया ऐसा न करें कि स्पष्ट रूप से आप सर्किट के 9वी बैटरी वाले हिस्से या वीबीएटी से जुड़े एलआईपीओ बैटरी वाले हिस्से को चुनें। मैंने दोनों सर्किट को लाल वर्गों से अलग किया और प्रत्येक को उजागर करने के लिए लाल शीर्षक लगाया।

चिंता न करें प्रत्येक संबंध को निम्नलिखित चरणों में ठीक से समझाया जाएगा।

चरण 3: सही सेटअप प्राप्त करना

सुनिश्चित करें कि आपने Arduino IDE स्थापित किया है। और इस चरण के साथ आने वाले पुस्तकालय डाउनलोड करें। यदि आप निम्नलिखित चरणों में प्रत्येक घटक के परीक्षण पर जाने से परेशान नहीं होना चाहते हैं, तो मैं पूरा कोड भी डालूंगा।

चरण 4: DHT-22. को जोड़ना

परियोजना का पहला चरण DHT-22 को arduino से जोड़ना है। कनेक्शन काफी सरल है: DHT-22 ------ Arduino

वीसीसी ------ +5वी

डेटा ------D5

जीएनडी ------ जीएनडी

आपके Arduino से DHT-22 कनेक्शन का परीक्षण करने के लिए हम इस चरण पर एम्बेड किए गए कोड को लागू करेंगे।

चरण 5: OLED डिस्प्ले को जोड़ना

अगला कदम OLED डिस्प्ले को कनेक्ट करना है। इस तरह का डिस्प्ले I2C प्रोटोकॉल का उपयोग करके कनेक्ट होता है। हमारा पहला काम आपके arduino के लिए सही I2C पिन ढूंढना है, यदि आप Arduino नैनो का उपयोग कर रहे हैं, तो I2C पिन A4 (SDA) और A5 (SCL) हैं। यदि आप UNO या MEGA जैसे किसी अन्य arduino का उपयोग कर रहे हैं, तो I2C पिन के लिए आधिकारिक arduino वेबसाइट या डेटाशीट पर देखें।

कनेक्शन इस प्रकार है:OLED ------ Arduino

जीएनडी ------ जीएनडी

वीसीसी ------ 3V3

एससीएल ------ ए5

एसडीए ------ ए4

OLED का परीक्षण करने के लिए हम इस चरण पर एम्बेड किए गए कोड को अपलोड करके सीधे OLED डिस्प्ले पर DHT डेटा प्रदर्शित करेंगे।

आपको OLED डिस्प्ले पर प्रदर्शित तापमान और आर्द्रता को बहुत तेज़ नमूना दर के साथ देखना चाहिए क्योंकि हमने अभी तक कोई देरी नहीं की है।

चरण 6: मिट्टी की नमी की निगरानी

जैसा कि मैं अपने पौधों की मिट्टी की नमी की निगरानी करना चाहता था, हमें YL-69 को जोड़ना होगा।

यह सेंसर मेरे लिए बहुत दिलचस्प है और यह ऐसा व्यवहार करता है जब मिट्टी होती है:

गीला: आउटपुट वोल्टेज कम हो जाता है।

सूखा: आउटपुट वोल्टेज बढ़ता है।

कनेक्शन इस प्रकार है:

YL69 ------ अरुडिनो

वीसीसी ------ डी7

जीएनडी ------ जीएनडी

D0 ------ कनेक्ट न करें

ए0 ------ ए7

जैसा कि आप देख सकते हैं कि हम मॉड्यूल के VCC पिन को Arduino के डिजिटल पिन से जोड़ते हैं। इसके पीछे विचार यह है कि जब हम मापन करना चाहते हैं तो मॉड्यूल को शक्ति प्रदान करें न कि लगातार। यह इस तथ्य के कारण है कि सेंसर जांच के एक पैर से दूसरे पैर तक जाने वाली धारा को मापकर काम करता है। इस वजह से इलेक्ट्रोलिसिस होता है और यह उच्च नमी वाली मिट्टी में बहुत तेजी से जांच को नष्ट कर सकता है।

अब हम अपने कोड में नमी सेंसर जोड़ेंगे और OLED पर DHT डेटा के साथ नमी डेटा प्रदर्शित करेंगे। इस चरण पर एम्बेड किया गया कोड अपलोड करें।

चरण 7: वीबीएटी की निगरानी (9वी बैटरी)

मैं जानना चाहता था कि बैटरी कितनी कम थी, एक दिन कोई आश्चर्य नहीं हुआ और यह अनुमान लगाने में सक्षम हुए बिना बाहर चला गया। इनपुट वोल्टेज की निगरानी करने का तरीका यह है कि कितना वोल्टेज प्राप्त होता है, यह जानने के लिए आर्डिनो के कुछ एनालॉग पिन का उपयोग करना है। Arduino के इनपुट पिन अधिकतम 5V ले सकते हैं लेकिन उपयोग की गई बैटरी 9V उत्पन्न कर रही है। यदि हम इस उच्च वोल्टेज को सीधे जोड़ते हैं तो हम कुछ हार्डवेयर घटकों को नष्ट कर देंगे, हमें 9V को 5V के नीचे लाने के लिए वोल्टेज विभक्त का उपयोग करना होगा।

मैंने वोल्टेज विभक्त बनाने के लिए दो 10k प्रतिरोधों का उपयोग किया और एक कारक 2 को 9V से विभाजित किया और इसे 4.5V अधिकतम तक लाया।

इस तथ्य को प्रदर्शित करने के लिए कि 330 ohmcurrent सीमित रोकनेवाला के साथ एक सामान्य एलईडी का उपयोग करके बैटरी कम चलती है।

हम VBAT की निगरानी के लिए एनालॉग पिन A0 का उपयोग करेंगे।

घटकों को जोड़ने का तरीका जानने के लिए योजनाबद्ध का पालन करें:

अब हम इसे इस चरण पर एम्बेड किए गए हमारे कोड कोड में जोड़ देंगे।

चरण 8: वीबीएटी की निगरानी (2 लिपोस कॉन्फ़िगरेशन)

मैं जानना चाहता था कि एक दिन कोई आश्चर्य नहीं होने के कारण बैटरी कितनी कम थी और इसका अनुमान लगाए बिना ही खत्म हो गई।

इनपुट वोल्टेज की निगरानी करने का तरीका यह है कि कितना वोल्टेज प्राप्त होता है, यह जानने के लिए आर्डिनो के कुछ एनालॉग पिन का उपयोग करना है। Arduino के इनपुट पिन अधिकतम 5V ले सकते हैं लेकिन लिपोस अधिकतम 4.2*2 =8.4V पर उत्पन्न हो रहे हैं।

पिछले चरण के साथ अंतर यह है कि Arduino बोर्ड को पावर देने के लिए वोल्टेज> 5V बनाने के लिए श्रृंखला में 2 लिपोस का उपयोग करने के मामले में, हमें प्रत्येक लाइपो सेल की निगरानी करनी होगी क्योंकि वे एक अलग दर पर निर्वहन कर सकते हैं। ध्यान रखें कि आप लाइपो बैटरी को ओवर डिस्चार्ज नहीं करना चाहते, यह बहुत खतरनाक है।

पहले लाइपो के लिए कोई समस्या नहीं है क्योंकि 4.2V का नाममात्र वोल्टेज 5V ट्रेशोल्ड से नीचे है जो कि arduino के इनपुट पिन को सहन कर सकता है। हालाँकि जब आप 2 बैटरी को श्रृंखला में रखते हैं तो उनका वोल्टेज बढ़ जाता है: Vtot = V1 + V2 = 4.2 + 4.2 = 8.4 अधिकतम।

यदि हम इस उच्च वोल्टेज को सीधे एनालॉग पिन से जोड़ते हैं, तो हम कुछ हार्डवेयर घटकों को नष्ट कर देंगे, हमें 8.4V को 5V ट्रैशोल्ड से नीचे लाने के लिए वोल्टेज विभक्त का उपयोग करना होगा। मैंने वोल्टेज विभक्त बनाने और एक कारक 2 को 8.4V से विभाजित करने और इसे 4.2V अधिकतम तक लाने के लिए दो 10k प्रतिरोधों का उपयोग किया।

हम VBAT की निगरानी के लिए एनालॉग पिन A0 का उपयोग करेंगे। घटकों को जोड़ने का तरीका जानने के लिए योजनाबद्ध का पालन करें:

इस तथ्य को प्रदर्शित करने के लिए कि 330 ओम करंट लिमिटिंग रेसिस्टर के साथ एक सामान्य एलईडी का उपयोग करके बैटरी कम चलती है।

अब हम इसे इस चरण में एम्बेड किए गए हमारे कोड में जोड़ देंगे।

चरण 9: संलग्नक

मेरे पास एक 3D प्रिंटर का मालिक होने का मौका है इसलिए मैंने मानक PLA का उपयोग करके एक केस प्रिंट करने का निर्णय लिया।

आपको संलग्न फाइलें मिलेंगी, मैंने Autodesk Inventor & Fusion360 का उपयोग करके संलग्नक को डिज़ाइन किया है।

आप अपना खुद का डिज़ाइन भी बना सकते हैं या बस ब्रेडबोर्ड को वैसे ही रख सकते हैं, बॉक्स स्वयं कार्यक्षमता में कुछ भी नहीं जोड़ता है। दुर्भाग्य से मेरा 3 डी प्रिंटर हॉटएंड बस मर गया, इसलिए मैं अभी तक संलग्नक को प्रिंट नहीं कर सका, जब भी मैं अपनी पोस्ट को अपडेट करूंगा अमेज़ॅन पर लिए गए भागों को प्राप्त करें। संपादित करें: यह अब मुद्रित है और आप इसे चित्रों पर देख सकते हैं।

चरण 10: सुधार परिप्रेक्ष्य

अभी के लिए यह परियोजना पूरी तरह से मेरी आवश्यकताओं के अनुरूप है। हालाँकि हम कुछ बिंदुओं के बारे में सोच सकते हैं जिन्हें हम सुधार सकते हैं:

1. बैटरी की खपत को कम करें, हम वर्तमान खपत में सुधार कर सकते हैं या तो हार्डवेयर को बदल सकते हैं या सॉफ्टवेयर में सुधार कर सकते हैं।
2. किसी एपीपी से कनेक्ट करने के लिए या डेटा स्टोर करने के लिए ब्लूटूथ जोड़ें और समय के साथ कुछ और विश्लेषण करें।
3. इसे सीधे दीवार से जोड़कर रिचार्ज करने के लिए LIPO चार्जिंग सर्किट जोड़ें।

अगर आप किसी भी चीज़ के बारे में सोचते हैं तो उसे कमेंट सेक्शन में लिखने में संकोच न करें।

चरण 11: धन्यवाद

इस ट्यूटोरियल को पढ़ने के लिए धन्यवाद, टिप्पणी अनुभाग में मेरे और अन्य लोगों के साथ बातचीत करने में संकोच न करें। मुझे आशा है कि आपने इस परियोजना का आनंद लिया है और मैं आपको अगली बार किसी अन्य परियोजना के लिए देखूंगा!