Arduino Pro-mini डेटा-लॉगर: १५ कदम

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

ओपन-सोर्स प्रो-मिनी Arduino डेटा-लॉगर के लिए निर्देश बनाएं

अस्वीकरण: निम्नलिखित डिज़ाइन और कोड डाउनलोड करने और उपयोग करने के लिए स्वतंत्र है, लेकिन इसके साथ बिल्कुल कोई गारंटी या वारंटी नहीं है।

मुझे सबसे पहले उन प्रतिभाशाली लोगों को धन्यवाद देना चाहिए और उन्हें बढ़ावा देना चाहिए जिन्होंने इस डेटा-लॉगर के लिए विचार को प्रेरित किया और कोड और सेंसर में योगदान दिया। सबसे पहले, डेटा-लॉगर के लिए विचार बहुत अच्छी तरह से डिज़ाइन किए गए और अच्छी तरह से समझाया गया (क्षमा करें हमारा ट्यूटोरियल उतना अच्छा नहीं है) एडवर्ड मॉलन के डेटा-लॉगर: https://thecavepearlproject.org/2017/06/19/ आर्डिन…

दूसरे, खुले स्रोत मिट्टी नमी सेंसर, साथ ही उन्हें चलाने के लिए कोड/लाइब्रेरी, कैटनीप इलेक्ट्रॉनिक्स द्वारा डिजाइन और निर्मित किए गए थे। ये उच्च गुणवत्ता वाले सेंसर हैं और बहुत ऊबड़-खाबड़ हैं। उन्हें कहां से खरीदें और उन्हें चलाने के लिए कोड प्राप्त करें (धन्यवाद इंगो फिशर) की जानकारी नीचे दी गई है।

चरण 1: आवश्यक सामग्री, उपकरण, उपकरण

प्रो-मिनी Arduino बोर्ड। इस एप्लिकेशन के लिए, हम ओपन-सोर्स (जैसा कि हमारे सभी हिस्से हैं) चीनी निर्मित प्रो-मिनी क्लोन (5V, 16MHz, ATmega 326 माइक्रोप्रोसेसर) (चित्र 1a) का उपयोग करते हैं। इन बोर्डों को Aliexpress, Ebay और इसी तरह की वेबसाइटों पर $2US से कम में खरीदा जा सकता है। हालांकि, अन्य बोर्डों का उपयोग आसानी से किया जा सकता है (आवश्यक सेंसर की वोल्टेज आवश्यकताओं के साथ-साथ प्रोग्राम मेमोरी आवश्यकताओं पर ध्यान दें)।

डीक-रोबोट (आईडी: 8122) (चित्र 1बी) द्वारा डाले गए एसडी कार्ड और रीयल-टाइम-क्लॉक (आरटीसी) लॉगिंग मॉड्यूल। इस मॉड्यूल में एक DS13072 RTC और माइक्रो-एसडी कार्ड रीडर शामिल है। इन बोर्डों की कीमत $2US से कम है और ये बहुत मजबूत हैं।

Arduino नैनो (हाँ - "नैनो") स्क्रू-टर्मिनल एडेप्टर, डीक-रोबोट को भी बाहर रखता है, जिसे Aliexpress या इसी तरह से $ 2US से कम में खरीदा जा सकता है (चित्र। 1c)। जैसा कि आप देख सकते हैं, हम सिर्फ Aliexpress से प्यार करते हैं।

22 पण सॉलिड-कोर इंसुलेटेड वायर (चित्र 1d)।

डेटा-लॉगर बॉक्स (चित्र 1e)। हम "रिसर्च-ग्रेड" बॉक्स का उपयोग करते हैं, लेकिन सस्ते प्लास्टिक-वेयर ज्यादातर स्थितियों में ठीक काम करते हैं।

4 AA NiMh बैटरी के लिए बैटरी केस (चित्र 1f)। इन्हें Aliexpress पर ca के लिए खरीदा जा सकता है। $0.20 प्रत्येक (हाँ - 20 सेंट)। अधिक महंगे बैटरी केस पर अपना पैसा बर्बाद न करें।

6V, ca 1W सोलर पैनल। Aliexpress पर $2US से कम में खरीदा जा सकता है।

टांका लगाने वाला लोहा, मिलाप और पिछले प्रकार का प्रवाह।

गर्म गोंद वाली बंदूक।

चरण 2: निर्देश बनाएं

निर्माण के लिए आवश्यक समय: सीए 30 से 60 मिनट।

सोल्डरिंग के लिए नैनो टर्मिनल एडेप्टर तैयार करें।

इस प्रदर्शन के उद्देश्य के लिए, हम तीन I2C मिट्टी नमी सेंसर को जोड़ने की सुविधा के लिए नैनो स्क्रू टर्मिनल एडेप्टर तैयार करेंगे। हालांकि, बस थोड़ी सी रचनात्मकता के साथ, अन्य उपकरणों की सुविधा के लिए स्क्रू टर्मिनलों को विभिन्न तरीकों से तैयार किया जा सकता है। यदि आप नहीं जानते कि I2C क्या है, तो निम्न वेबसाइट देखें:

howtomechatronics.com/tutorials/arduino/ho…

www.arduino.cc/en/Reference/Wire

नैनो स्क्रू एडेप्टर का उपयोग करने का विचार एडवर्ड मॉलन के अद्भुत डेटा-लॉगर डिज़ाइन से लिया गया था:

thecavepearlproject.org/2017/06/19/arduino…

3, 5, 9, 10, और 11 (टर्मिनल के ऊपर से गिनती) पर बड़े और छोटे पिनों के बीच स्क्रू टर्मिनल के पीछे के निशानों को काटें (चित्र 2)। ये निशान स्क्रू टर्मिनल पर "RST", "A7", "A3", "A2", और "A1" लेबल के अनुरूप हैं। यदि आपके पास 'ड्रेमेल'-प्रकार का टूल है, तो निशान काटना बहुत आसान है, लेकिन यदि आपके पास नहीं है, तो एक छोटा चाकू आसानी से काम करेगा। अपने आप को मत काटो! ध्यान दें कि स्क्रू टर्मिनल और प्रो-मिनी पर सभी लेबल समान नहीं होते हैं (नैनो और प्रो-मिनी में अलग-अलग स्थानों पर कुछ पिन होते हैं)। यह इस डिज़ाइन की असुविधाओं में से एक है, लेकिन यदि आप चाहें तो समाप्त होने पर टर्मिनल बोर्ड को फिर से लेबल करना काफी आसान है।

बड़े पिन 9, 10, और 11 (नैनो टर्मिनल पर 'A3', 'A2', 'A1' लेबल) से सटे सीधे एपॉक्सी की पतली परत (ड्रेमेल या छोटे चाकू का उपयोग करके) को सावधानी से खुरचें (चित्र 2). एपॉक्सी के नीचे उजागर तांबे की कोटिंग Arduino प्रो-मिनी बोर्ड पर आधारित है। हम बाद में इस उजागर खंड को आसन्न पिनों में मिलाप करेंगे, इस प्रकार तीन ग्राउंडेड स्क्रू टर्मिनल प्रदान करेंगे।

चरण 3: निर्देश बनाएँ

इंसुलेटेड 22 गेज तार की आठ 8-सेमी लंबी लंबाई काटें और एक छोर से 5 मिमी इन्सुलेशन की पट्टी करें और दूसरे छोर से 3 मिमी। हम ठोस कोर तार का उपयोग करने की सलाह देते हैं।

इनमें से चार तार लें, एक छोर 90 डिग्री (5 मिमी या उजागर तार के साथ अंत) और सोल्डर * पार * (यानी, प्रचुर मिलाप और फ्लक्स के साथ सभी पिनों को मिलाते हुए) को निम्नलिखित बिंदुओं पर मोड़ें:

तार 1: बड़े पिन 3, 4, और 5 (नैनो टर्मिनल पर 'RST', '5V', 'A7' लेबल)। हम इन तीन स्क्रू टर्मिनलों को तीन वीसीसी टर्मिनलों में संशोधित करेंगे (चित्र 3)।

चरण 4: निर्देश बनाएं

तार २: बड़े पिन ९, १०, और ११ (नैनो टर्मिनल पर 'ए3', 'ए2', 'ए1' लेबल) के साथ-साथ उजागर तांबे की कोटिंग जो पहले उजागर हुई थी। सोल्डर का भरपूर प्रयोग करें। अगर यह गन्दा लग रहा है तो चिंता न करें। हम इन तीन स्क्रू टर्मिनलों को तीन ग्राउंड टर्मिनलों (-) टर्मिनलों (चित्र 4) में संशोधित करेंगे।

चरण 5: निर्देश बनाएं

तार 3: बड़े पिन 13, 14, और 15 (नैनो टर्मिनल पर 'REF', '3V3', 'D13' लेबल)। हम इन तीन स्क्रू टर्मिनलों को I2C संचार के लिए तीन A5 SCL टर्मिनलों में संशोधित करेंगे (चित्र 5)।

चरण 6: निर्देश बनाएँ

तार 4: बड़े पिन 28, 29, और 30 (नैनो टर्मिनल पर 'D10', 'D11', 'D12' लेबल)। हम इन तीन स्क्रू टर्मिनलों को I2C संचार के लिए तीन A4 SDA टर्मिनलों में संशोधित करेंगे (चित्र 6)।

चरण 7: निर्देश बनाएँ

प्रत्येक छोटे से एक तार मिलाप करें (मैं फिर से कहता हूं - छोटा) पिन 9, 10, और 11 (नैनो टर्मिनल पर 'ए 3', 'ए 2', 'ए 1' लेबल) (चित्र 7)।

चरण 8: निर्देश बनाएँ

मिलाप

शेष तार को बड़े पिन 22 (नैनो टर्मिनल पर 'D4' लेबल किया गया) (चित्र 8)।

चरण 9: निर्देश बनाएँ

डीक-रोबोट डेटा-लॉगर शील्ड (चित्र 9) पर प्रत्येक तार के मुक्त सिरे को उसके संबंधित पिन-होल में मिलाएं:

बड़े पिन 'RST+5V+A7' से 5V पिन होल तक

GND पिन होल में बड़ा पिन 'A3+A2+A1'

SCK पिन होल में छोटा पिन 'A3'

MISO पिन होल में छोटा पिन 'A2'

MOSI पिन होल में छोटा पिन 'A1'

SCL पिन होल में बड़ा पिन 'REF+3V3+D13'

एसडीए पिन होल के लिए बड़ा पिन 'D10+D11+D12'

और बड़े पिन 'D4' से CS पिन होल तक

चरण 10: निर्देश बनाएँ

कृपया ध्यान दें कि हम यहां केवल कनेक्शन में आसानी के लिए नैनो लेबल प्रदान करते हैं। स्क्रू टर्मिनल में डालने के बाद ये लेबल प्रो-मिनी बोर्ड पर पिन के अनुरूप नहीं होंगे।

प्रो-मिनी बोर्ड (चित्र 10) के नीचे से A4 और A5 पिनहोल में दो 6-सेमी लंबे तारों को मिलाएं।

चरण 11: निर्देश बनाएं

प्रो-मिनी बोर्ड को मिलाप पिन करें और इसे पूर्ण स्क्रू टर्मिनल में डालें। नैनो बोर्ड के D12 (A4) और D13 (A5) टर्मिनलों में A5 और A4 तारों को सम्मिलित करना न भूलें। हमेशा याद रखें कि Arduino और स्क्रू टर्मिनल लेबल पर पिन बिल्कुल संरेखित नहीं होंगे (प्रो-मिनी और नैनो बोर्ड में अलग-अलग पिन व्यवस्थाएं हैं)।

लॉगर बोर्ड में सीआर 1220 बैटरी और माइक्रो-एसडी कार्ड डालें। हम 15GB से कम क्षमता वाले SD कार्ड का उपयोग करते हैं, क्योंकि हमें बड़ी क्षमता वाले कार्डों से परेशानी हुई है। हम कार्ड को FAT32 में प्रारूपित करते हैं।

अंत में, सभी टांका लगाने वाले जोड़ों को कवर करें और सभी तारों को गर्म गोंद के साथ टर्मिनल बोर्ड पर सुरक्षित करें।

बोर्ड अब उपयोग के लिए तैयार है। पूरा बोर्ड अब इस तरह दिखना चाहिए: चित्र 11.

चरण 12: फील्ड उपयोग के लिए डेटा-लॉगर सेट करना

अपने डेटा-लॉगर को डेटा-लॉगर बॉक्स में घुसने से रोकने के लिए, साथ ही संचार पिनों तक आसान पहुंच प्रदान करने के लिए, हम एक स्थिर प्लेटफॉर्म बनाने की सलाह देते हैं। बाढ़ की स्थिति में प्लेटफॉर्म इलेक्ट्रॉनिक्स को बॉक्स के नीचे से कम से कम कुछ सेंटीमीटर दूर रखता है। हम 1.5 मिमी ऐक्रेलिक शीट का उपयोग करते हैं और इसे 4 मिमी बोल्ट, नट और वाशर (चित्र 12) के साथ डेटा-लॉगर से जोड़ते हैं।

चरण 13:

हम ओपन-सोर्स I2C कैपेसिटेंस-टाइप मिट्टी नमी सेंसर का उपयोग करते हैं। हम उन्हें कैटनीप इलेक्ट्रॉनिक्स (नीचे वेबसाइट) से खरीदते हैं। उन्हें टिंडी पर खरीदा जा सकता है और मानक मॉडल के लिए ca $9US और बीहड़ मॉडल के लिए ca $22US का खर्च आता है। हमने क्षेत्र प्रयोगों में बीहड़ संस्करण का उपयोग किया है। वे बहुत मजबूत हैं और अधिक महंगे वाणिज्यिक विकल्पों के समान प्रदर्शन की पेशकश करते हैं (हम फ्रंट स्ट्रीट पर किसी को नहीं रखेंगे, लेकिन आप शायद सामान्य संदिग्धों को जानते हैं)।

कैटनीप इलेक्ट्रॉनिक्स I2C सेंसर इस ट्यूटोरियल में दिखाया गया है:

यहां खरीदें:

arduino पुस्तकालय:

जीथब पर आर्डिनो लाइब्रेरी:

I2C सेंसर से पीले तार को A5 स्क्रू टर्मिनलों में से एक में संलग्न करें। I2C सेंसर से हरे तार को A4 टर्मिनलों में से एक में संलग्न करें। सेंसर से लाल और काले तार क्रमशः वीसीसी और ग्राउंड टर्मिनल पर जाते हैं।

चार चार्ज की गई NiMh बैटरी को बैटरी केस में रखें। डेटा-लॉगर (यानी, प्रो-मिनी बोर्ड पर रॉ पिन) पर रॉ पिन में लाल (+) तार संलग्न करें (लेकिन नीचे "पावर सेविंग" अनुभाग देखें)। डेटा-लॉगर पर एक ग्राउंड पिन में काले (-) तार संलग्न करें।

लंबे समय तक क्षेत्र में उपयोग के लिए, लकड़हारे को एक 6V 1W सौर पैनल संलग्न करें। सौर पैनल का उपयोग डेटा-लॉगर चलाने और दिन के दौरान बैटरी पैक को चार्ज करने के लिए किया जाएगा, और बादलों के नीचे भी काम करता है (हालांकि बर्फ एक समस्या है)।

सबसे पहले, सौर पैनल के सकारात्मक टर्मिनल पर एक ~ 2A Schottky डायोड मिलाप करें। यह सौर विकिरण न होने पर करंट को वापस सौर पैनल में बहने से रोकेगा। ऐसा करना न भूलें या कुछ ही समय में आपके पास मृत बैटरी हो जाएगी।

(+) टर्मिनल को सोलर पैनल (यानी डायोड) से लॉगर पर रॉ पिन (यानी, प्रो-मिनी पर रॉ पिन) और (-) टर्मिनल को सोलर पैनल से जमीन में से एक में अटैच करें। लॉगर पर टर्मिनल।

यह सेट-अप प्रो-मिनी बोर्ड में बिल्ट-इन वोल्टेज रेगुलेटर को सोलर पैनल और बैटरी पैक दोनों से आने वाले वोल्टेज को रेगुलेट करने की अनुमति देता है। अब… मैं कहूंगा कि यह NiMh बैटरी चार्ज करने के लिए एक आदर्श सेट-अप नहीं है (बिल्कुल सही परिस्थितियों में भी मुश्किल)। हालाँकि, हम जिन सौर पैनलों का उपयोग करते हैं, वे पूर्ण-सूर्य की स्थिति में ca 150mA डालते हैं, जो ca 0.06 C (C = बैटरी पैक की क्षमता) से मेल खाती है, जो हमारे लिए एक सरल, सुरक्षित और विश्वसनीय चार्जिंग विधि साबित हुई है। हमारे लॉगर्स के लिए। हमने उन्हें कोलोराडो में एक साल तक इस तरह से मैदान में दौड़ाया है। हालांकि, कृपया अस्वीकरण देखें - हमारे लकड़हारे पूरी तरह से बिना किसी गारंटी या वारंटी के आते हैं। जब भी आप मैदान में बैटरी या सौर पैनल का उपयोग करते हैं, तो आप आग लगने का जोखिम उठाते हैं। सावधान रहे। इस डिज़ाइन का उपयोग अपने जोखिम पर करें!

डेटा-लॉगर और बैटरी पैक को वेदर-प्रूफ बॉक्स में सुरक्षित करें (चित्र 13)।

चरण 14: शक्ति संरक्षण

हम अक्सर प्रो-मिनी और डेटा-लॉगर दोनों बोर्डों से पावर एलईडी को अक्षम कर देते हैं। इन एल ई डी के निशान को रेजर ब्लेड से सावधानीपूर्वक काटा जा सकता है (नीचे लिंक देखें)। प्रत्येक एलईडी 5V (नीचे लिंक) पर ca 2.5mA करंट की खपत करता है। हालांकि, कई अनुप्रयोगों के लिए बिजली की हानि की यह मात्रा नगण्य होगी और शोधकर्ता केवल बिजली एल ई डी को छोड़ सकते हैं जैसे वे हैं।

www.instructables.com/id/Arduino-low-Proje…

हम 'लोपॉवर.एच' लाइब्रेरी ('रॉकेटस्क्रीम' द्वारा; नीचे दिए गए लिंक) को भी चलाते हैं, जिसका उपयोग करना बहुत आसान है और लॉगिंग अंतराल के बीच बिजली की खपत को काफी कम करता है।

github.com/rocketscream/Low-Power

प्रो-मिनी और डेटा लॉगिंग बोर्ड से पावर एलईडी को हटाने और LowPower.h लाइब्रेरी चलाने के बाद (नीचे 'कोड' देखें), लकड़हारा ca का उपभोग करेगा। सोते समय 5V पर 1mA करंट। एक साथ तीन I2C सेंसर चलाना, स्लीप मोड में लकड़हारा (नमूना पुनरावृत्तियों के बीच) 5V पर ca 4.5mA और नमूना लेते समय ca 80mA की खपत करता है। हालाँकि, क्योंकि नमूनाकरण बहुत जल्दी होता है, और काफी बार, 80mA वर्तमान ड्रॉ बैटरी ड्रेन में सार्थक योगदान नहीं देता है।

लकड़हारा पर सीधे वीसीसी पिन से (+) बैटरी टर्मिनल को जोड़कर सौर पैनलों का उपयोग न करने पर अधिक बिजली की बचत की जा सकती है। हालांकि, रॉ पिन के बजाय वीसीसी से सीधे कनेक्ट होने पर, ऑन-बोर्ड वोल्टेज रेगुलेटर से बचा जाता है, और सेंसर के लिए करंट लगभग उतना स्थिर नहीं होगा जितना कि रेगुलेटर के माध्यम से रूट किया गया होता। उदाहरण के लिए, वोल्टेज कम हो जाएगा क्योंकि बैटरी दिनों और हफ्तों के दौरान खत्म हो जाती है, और कई मामलों में, इसके परिणामस्वरूप सेंसर रीडिंग में सार्थक बदलाव होगा (इस पर निर्भर करता है कि आप किस सेंसर का उपयोग कर रहे हैं)। सोलर पैनल को सीधे वीसीसी से न जोड़ें।

चरण 15: कोड

हम तीन I2C मिट्टी नमी सेंसर के साथ डेटा-लॉगर चलाने के लिए दो स्केच शामिल करते हैं। पहला स्केच 'लॉगर_स्केच' प्रत्येक सेंसर से नमूना लेगा और प्रत्येक 30 मिनट में एसडी कार्ड में कैपेसिटेंस और तापमान डेटा लॉग करेगा (लेकिन उपयोगकर्ता द्वारा आसानी से बदला जा सकता है)। दूसरा स्केच 'ChangeSoilMoistureSensorI2CAaddress' उपयोगकर्ता को प्रत्येक सेंसर को अलग-अलग I2C पते निर्दिष्ट करने की अनुमति देगा ताकि डेटा-लॉगर द्वारा उनका एक साथ उपयोग किया जा सके। 'लॉगर_स्केच' में पते 25, 26 और 27 की पंक्तियों में बदले जा सकते हैं। सेंसर को चलाने के लिए आवश्यक पुस्तकालयों को जीथब पर पाया जा सकता है।