Тази инструкция описва проектирането и изграждането на т.нар Станция за мониторинг на комфорта CoMoSкомбинирано сензорно устройство за условия на околната среда, разработено в катедрата за строителна среда на TUK, Технически университет в Кайзерслаутерн, Германия.
CoMoS използва контролер ESP32 и сензори за температура на въздуха и относителна влажност (Si7021), скорост на въздуха (сензор за вятър rev. C по Modern Device), и температура на земното кълбо (DS18B20 в черна крушка), в компактен, лесен за изграждане случай с визуална обратна връзка чрез LED индикатор (WS2812B). В допълнение, a осветеност сензор (BH1750) е включен за анализиране на локалното визуално състояние. Всички сензорни данни се четат периодично и се изпращат чрез Wi-Fi към сървър на база данни, откъдето могат да се използват за наблюдение и контрол.
Мотивацията за това развитие е да се получи евтина, но много мощна алтернатива на лабораторните сензорни устройства, които обикновено са на цена над 3000 евро. За разлика от тях, CoMoS използва хардуер с обща цена от около 50 евро и следователно може да бъде разгърнат изцяло в (офис) сгради за определяне на реалното време на индивидуалното термично и визуално състояние на всяко работно място или част от сградата.
За повече информация относно нашето изследване и свързаната работа в отдела проверете официалния уебсайт на Living Lab smart office space или се свържете директно със съответния автор чрез LinkedIn. Всички контакти на авторите са изброени в края на тази инструкция.
Структурна бележка: Тази инструкция описва оригиналната настройка на CoMoS, но също така предоставя информация и инструкции за няколко варианта наскоро разработихме: Освен оригиналния корпус, изграден от стандартни части, има и a 3D-отпечатан вариант, Освен оригиналното устройство с връзка към сървър на база данни има и алтернатива самостоятелна версия с SD-карта за съхранение, интегрирана WIFI точка за достъп и фантастично мобилно приложение за визуализиране на показанията на сензорите. Моля, проверете опциите, отбелязани в съответните глави и самостоятелна опция в последната глава.
Лична бележка: Това е първата инструкция на автора, която обхваща доста подробна и сложна настройка. Моля, не се колебайте да се свържете чрез раздела за коментари на тази страница, по електронна поща или чрез LinkedIn, ако по време на стъпките липсват подробности или информация.
градина:
Стъпка 1: Фон - Термичен и визуален комфорт
Термичен и визуален комфорт станаха все по-важни теми, особено в офис и работна среда, но и в жилищния сектор. Основното предизвикателство в тази област е, че термичното възприятие на индивидите често варира в широк диапазон. Един човек може да се чувства горещ в определено термично състояние, докато друг човек се чувства студ в същото. Това е така, защото индивидуално термично възприятие се влияе от много фактори, включително физическите фактори на температурата на въздуха, относителната влажност, скоростта на въздуха и лъчистата температура на околните повърхности. Но също така, облеклото, метаболичната активност и индивидуалният аспект на възрастта, пола, телесната маса и др. Влияят върху термичното възприятие.
Докато отделните фактори остават несигурни по отношение на контролите за отопление и охлаждане, физическите фактори могат да се определят точно чрез сензорни устройства. Температурата на въздуха, относителната влажност, скоростта на въздуха и температурата на земното кълбо могат да бъдат измерени и използвани като директен вход за контрол на сградата. Освен това, при по-подробен подход, те могат да бъдат използвани като входящи данни за изчисляване на т.нар PMV-индекс, където PMV означава "Предсказано средно гласуване". Той описва как хората средно вероятно ще оценят своето топлинно усещане при определени условия на стаята. PMV може да приеме стойности от -3 (студено) до +3 (горещо), като 0 е неутрално състояние.
Защо споменаваме това PMV-нещо тук? Е, защото в областта на личния комфорт това е често използван индекс, който може да служи като критерий за качество на термичната ситуация в сградата. С CoMoS могат да бъдат измерени всички околни параметри, необходими за изчисляване на PMV.
Ако проявявате интерес, научете повече за топлинния комфорт, контекста на земното кълбо и средната температура на излъчване, PMV-индекса и въвеждащия стандарт ASHRAE на
Уикипедия: Термален комфорт
ISO 7726 Ергономичност на топлинната среда
АСХРАЕ НПО
Между другото: Има дълги съществуващи, но и много новоразработени джаджи в областта на персонализирана среда да осигури индивидуален топлинен и визуален комфорт. Малките настолни фенове са добре познат пример. Но също така се разработват или дори вече предлагани на пазара фури, отопляеми и вентилирани столове или офис прегради за IR-радиационно отопление и охлаждане. Всички тези технологии влияят на локалното топлинно състояние, например на работното място, и могат да се контролират автоматично въз основа на данни от локални сензори, както е показано на снимките на тази стъпка.
Повече информация за приспособленията за персонализирана среда и текущите изследвания е достъпна на адрес
Жилищна лаборатория
Калифорнийски университет в Бъркли
ZEN доклад за персонално отопление и охлаждане PDF
Университет SBRC в Уолонгонг
Стъпка 2: Схема на системата
Една от основните цели в процеса на разработване беше създаването на безжична, компактен, и евтин сензорно устройство за измерване на вътрешните условия на околната среда на най-малко десет отделни работни места в дадено отворено офисно пространство. Затова станцията използва ESP32-WROOM-32 с вградена WiFi свързаност и с голямо разнообразие от щифтове за свързване и поддържани типове шини за всички видове сензори. Сензорните станции използват отделен IoT-WiFi и изпращат данните си в базата данни на MariaDB чрез PHP скрипт, който се изпълнява на сървъра на базата данни. По желание може да бъде инсталиран и лесен за използване графичен изход Grafana.
Схемата по-горе показва подредбата на всички периферни компоненти като общ преглед на настройката на системата, но тази инструкция се фокусира върху самата станция на сензора. Разбира се, PHP файлът и описанието на SQL връзката са включени и по-късно, за да предоставят цялата необходима информация за изграждане, свързване и използване на CoMoS.
Забележка: в края на тази инструкция можете да намерите инструкции за това как да се изгради алтернативна самостоятелна версия на CoMoS със съхранение на SD карти, вътрешна WiFi точка за достъп и уеб приложение за мобилни устройства.
Стъпка 3: Списък на доставките
електроника
Сензори и контролер, както е показано на снимката:
- Микроконтролер ESP32-WROOM-32 (espressif.com) A
- Датчик за температура и влажност Si7021 или GY21 (adafruit.com) B
- DS18B20 + температурен сензор (adafruit.com) C
- Rev. Сензор за скорост на въздуха (moderndevice.com) D
- Светодиодна индикация за състоянието WS2812B 5050 (adafruit.com) E
- BH1750 сензор за осветеност (amazon.de) F
Още електрически части:
- Резистор за изтегляне 4,7 k (adafruit.com)
- 0,14 mm² (или подобен) стандартен проводник (adafruit.com)
- 2x Wago компактни съединители (wago.com)
- Микро USB кабел (sparkfun.com)
Части на корпуса
(Намерете по-подробна информация за тези части и размери в следващата стъпка. Ако имате 3D-принтер, имате нужда само от топка за тенис на маса. Прескочете следващата стъпка и намерете цялата информация и файлове за печат в Стъпка 5.)
- Акрилна плоча около 50x4 мм 1
- Стоманена плоча около 40x10 mm 2
- Акрилна тръба 50x5x140 mm 3
- Акрилна плоча около 40x5 mm 4
- Акрилна тръба 12x2x50 mm 5
- Топка за тенис на маса 6
Разни
- Спрей за бяла боя
- Черна матова боя спрей
- Някаква лента
- Малка вълна за изолация, памучен тампон или нещо подобно
Инструменти
- Бормашина
- 8 милиметра бормашина за кражба
- 6 мм дърво / пластмасова бормашина
- 12 мм дърво / пластмасова бормашина
- Тънка ръка видях
- шкурка
- Клещи за рязане на тел
- Стриптор за тел
- Поялник и калай
- Power-лепило или пистолет за горещо лепило
Софтуер и библиотеки
(Цифрите показват версиите на библиотеките, с които използвахме и тествахме хардуера. Новите библиотеки също трябва да работят, но понякога се сблъсквахме с някои проблеми, докато се опитвахме различни / по-нови версии.)
- Arduino IDE (1.8.5)
- ESP32 Основна библиотека
- BH1750FVI библиотека
- Библиотека Adafruit_Si7021 (1.0.1)
- Библиотека Adafruit_NeoPixel (1.1.6)
- Библиотека за DallasTemperature (3.7.9)
- Библиотека на OneWire (2.3.3)
Стъпка 4: Дизайн и конструкция на случая - Вариант 1
Дизайнът на CoMoS се отличава с тънък вертикален корпус, като повечето от сензорите са монтирани в горната част, като само сензорът за температура и влажност е монтиран близо до дъното. Най- сензорни позиции и условията следват специфичните изисквания на измерените променливи:
- Si7021 сензор за температура и влажност е монтиран извън кутията, близо до дъното му, за да позволи свободно циркулиране на въздуха около сензора и за свеждане до минимум на влиянието на отработената топлина, отделяна от микроконтролера вътре в кутията.
- BH1750 сензор за осветеност е монтиран върху плоския горен край на корпуса, за измерване на осветяването върху хоризонтална повърхност, както се изисква от общите стандарти за осветление на работното място.
- Rev. C сензор за вятър също е монтиран в горната част на кутията, с електрониката скрита вътре в кутията, но нейните зъбци, които носят действителния термометър и температурен сензор, са изложени на въздуха около върха.
- DS18B20 температурен сензор е монтиран на самия връх на станцията, в черно боядисана топка за тенис на маса. Положението отгоре е необходимо, за да се минимизират факторите на видимост и следователно радиационното влияние на самата станция на сензора върху измерването на температурата на земното кълбо.
Допълнителни ресурси за средната температура на излъчване и използването на черни топки за тенис на маса като сензори за температура на земното кълбо са:
Уанг, Шан & Ли, Югуо. (2015). Подходящи акрилни и медни термометри за дневни външни настройки. Сграда и околна среда. 89. 10.1016 / j.buildenv.2015.03.002.
Драги, Ричард. (1987). Термометри с пинг-понг за средна температура на излъчване. H & Eng. 60. 10-12.
Корпусът е проектиран просто, за да запази времето за производство и усилието възможно най-ниско. Лесно може да бъде изградени от стандартни части и компоненти само с няколко прости инструмента и умения. Или, за тези, които са достатъчно щастливи да имат 3D принтер в услуга, всички части на кутията могат да бъдат 3D отпечатан също. За отпечатване на кутията, останалата част от тази стъпка може да бъде прескочена и всички необходими файлове и инструкции могат да бъдат намерени в следващата стъпка.
За конструкция от стандартни частиза повечето от тях са избрани монтажни размери:
- Най- основно тяло е акрилна (PMMA) тръба с външен диаметър 50 mm, дебелина на стената 5 mm и височина 140 mm.
- Най- долна плоча, който служи като светлинен проводник за светодиода за състоянието, е акрилова кръгла плоча с диаметър 50 mm и дебелина от 4 mm.
- А стоманен кръг с диаметър 40 mm и дебелина от 10 mm се монтира като тежест върху горната част на долната плоча и се побира вътре в долния край на тръбата на основното тяло, за да се предотврати падането на станцията и за задържане на долната плоча на място.
- Най- горна плоча приляга вътре в тръбата на основното тяло. Изработен е от ПММА и има диаметър 40 mm и дебелина 5 mm.
- И накрая, горната тръба също е РММА с външен диаметър 10 mm, дебелина на стената 2 mm и дължина 50 mm.
Процесът на производство и сглобяване е прост, като се започне с някои дупки за пробиване, Стоманеният кръг се нуждае от 8 мм непрекъсната дупка, за да пасне на LED и кабелите. Тръбата на основното тяло се нуждае от около 6 мм отвори, като кабел за захранване на USB и сензорни кабели, и като вентилационни отвори. Броят и позициите на отворите могат да варират според вашите предпочитания. Изборът на разработчиците е шест дупки на задната страна, близо до горната и долната част, и две от предната страна, единият отгоре, единият отдолу отново, за справка.
Горната плоча е най-трудната част. Нуждае се от центрирана, права и непрекъсната 12 мм цяла, за да се побере горната тръба на щранга, другата центрирана 6 мм дупка, за да пасне на кабела на сензора за осветяване, и тънък процеп с ширина приблизително 1,5 мм и дължина 18 мм, за да пасне на вятъра. сензор. Вижте снимките за справка. И накрая, топка за тенис на маса се нуждае и от 6 мм цялото, за да се побере сензора за температурата и кабела на земното кълбо.
В следващата стъпка всички части на РММА, с изключение на долната плоча, трябва да бъдат спрей боядисан, препратката е бяла. Топка за тенис на маса трябва да бъде боядисана в матово черно, за да се установят нейните топлинни и оптични характеристики.
Стоманеният кръг е залепен центрирано и плоско към долната плоча. Горната тръба на щранга е залепена в 12-милиметровия отвор на горната плоча. Топка за тенис на маса се залепва върху горния край на щранга, като дупката му съответства на вътрешния отвор на тръбата, така че температурният датчик и кабелът могат да бъдат поставени след това през тръбата.
С тази стъпка всички части на кутията са готови да бъдат сглобени, като ги поставите заедно. Ако някои се вместят прекалено стегнати, леко ги смалете, ако са прекалено хлабави, добавете тънък слой лента.
Стъпка 5: Дизайн и конструкция на случая - Вариант 2
Докато Вариант 1 за изграждане на CoMoS 'случай все още е бърз и лесен, позволяващ a 3D-принтер работата може да бъде още по-лесна. Също така за тази опция кутията е разделена на три части, отгоре, корпуса на корпуса и долната част, за да се осигури лесно окабеляване и сглобяване, както е описано в следващата стъпка.
Файловете и допълнителна информация за настройките на принтера са предоставени в Thingiverse:
CoMoS файлове в Thingiverse
Следвайки инструкциите за употреба бяла нишка за горната част и частите на корпуса е силно препоръчително. Това предотвратява прекалено бързото нагряване на кутията при слънчева светлина и избягва фалшивите измервания. Tпрозрачна нишка трябва да се използва за долната част, за да се даде възможност за осветяване на LED индикатора.
Друг вариант от вариант 1 е, че липсва метален кръг.За да се предотврати свалянето на CoMoS, във / върху прозрачната долна част трябва да се поставят всякакви тежести като лагери или куп метални шайби. Той е проектиран с ръб, за да се побере и задържи малко тегло. Алтернативно, CoMoS може да се залепи към мястото на инсталацията чрез двустранна лента.
Забележка: Папката Thingiverse включва файлове за четец на микро SD карти, които могат да бъдат монтирани в случай на CoMoS. Този случай не е задължителен и е част от самостоятелната версия, описана в последната стъпка от тази инструкция.
Стъпка 6: Окабеляване и монтаж
ESP, сензори, LED и USB кабел спойка и свързан съгласно схематичната схема, показана на снимките на тази стъпка. Най- PIN-задача съответстващ на примерния код, описан по-късно, е:
- 14 - Нулиране на мост (EN) - сиво
- 17 - WS2811 (LED) - зелен
- 18 - съпротивление при изтегляне за DS18B20 +
- 19 - DS18B20 + (една жица) - лилаво
- 21 - BH1750 и SI7021 (SDA) - син
- 22 - BH1750 и SI7021 (SCL) - жълт
- 25 - BH1750 (V-ин) - кафяв
- 26 - SI7021 (V-ин) - кафяв
- 27 - DS18B20 + (V-ин) - кафяв
- 34 - Сензор за вятър (TMP) - цианово
- 35 - Сензор за вятър (RV) - оранжев
- VIN - USB кабел (+ 5V) - червен
- GND - USB кабел (GND) - черен
Сензорите Si7021, BH1750 и DS18B20 + се захранват чрез IO-pin на ESP32. Това е възможно, защото максималният им ток е под макс. Тока на ESP на контакт, и е необходимо, за да може да се нулират сензорите чрез прекъсване на захранването им в случай на грешки в комуникацията на датчика. Вижте кода на ESP и коментарите за повече информация.
Сензорите Si7021 и BH1750, същите като USB кабел, трябва да бъдат споени с кабелите, които вече са поставени през специалните отвори на кутиите, за да се позволи сглобяването в следващата стъпка. WAGO компактните съединители се използват за свързване на устройства към захранването чрез USB кабел. Всички те се захранват с 5 V DC чрез USB, който работи с логическото ниво на ESP32 при 3,3 V. По желание, щифтовете за данни на micro USB кабела могат да се свържат отново към micro USB щекера и да се свържат към микро USB на ESP. гнездо, като входяща мощност и връзка за данни за прехвърляне на код към ESP32, докато кутията е затворена. Иначе, ако е свързан както е показано в схемата, е необходим още един непокътнат микро USB кабел, за да се прехвърли първоначално кода към ESP преди да се сглоби кутията.
Най- Si7021 температурен сензор е залепен на задната страна на кутията, близо до дъното. Много е важно да поставите този сензор близо до дъното, за да избегнете фалшиви показания за температурата, причинени от топлината, която се е развила в корпуса. Вижте стъпка Епилог за повече информация по този въпрос. Най- BH1750 сензор за осветеност е залепен за горната плоча и сензор за вятър е поставена и монтирана към прореза от другата страна. Ако тя пасва твърде много, малко лента около централната част на сензора помага за запазването му. Най- DS18B20 температурен сензор се вкарва през горния щранг в топката за тенис на маса, с крайна позиция в центъра на топката. Вътрешността на горния щранг е запълнена с изолираща вълна, а долният отвор е запечатан с лента или горещо лепило, за да се предотврати топлопроводимо или конвективно топлопредаване към земното кълбо. Най- LED е закрепен в стоманения кръгъл отвор, обърнат надолу, за да освети долната плоча.
Всички проводници, съединителите за свързване и ESP32 влизат в основния корпус и всички части на кутията се поставят заедно в окончателния монтаж.
Стъпка 7: Софтуер - ESP, PHP и MariaDB Configuration
Микроконтролерът ESP32 може да бъде програмиран с помощта на Arduino IDE и основната библиотека ESP32, предоставена от Espressif. Има много онлайн ръководства за това как да настроите IDE за съвместимост с ESP32, например тук.
Веднъж създаден, прикаченият код се прехвърля към ESP32. Той е коментиран навсякъде за по-лесно разбиране, но някои основни характеристики са:
- Има "потребителска конфигурация"раздел в началото, в който трябва да се настроят индивидуални променливи, като например WiFi ID и парола, IP сървъра на базата данни и желаните данни и период на изпращане. Тя включва също и променлива за "нулева настройка на вятъра", която може да се използва за настройка на нулеви стойности на скоростта на вятъра до 0 в случай на нестабилно захранване.
- Кодът включва средна стойност фактори за калибриране определени от авторите от калибрирането на десет съществуващи сензорни станции. Вижте стъпка Епилог за повече информация и възможна индивидуална настройка.
- Различни обработки на грешки са включени в няколко раздела на кода. Особено ефективно откриване и обработка на комуникационни грешки, които често се случват на контролерите на ESP32. Отново вижте стъпка Епилог за повече информация.
- Тя има LED цветен изход показва текущото състояние на сензорната станция и всички грешки. Вижте стъпка Резултати за повече информация.
Приложеното PHP файл трябва да бъде инсталиран и достъпен в главната папка на сървъра на базата данни, в serverIP / sensor.php. Името на PHP файла и съдържанието на обработката на данни трябва да съвпадат с кода на функцията за повикване на ESP и, от друга страна, да съвпадат с настройката на таблицата на базата данни, за да позволят съхранението на данни. Приложените примерни кодове са съчетани, но в случай, че промените някои променливи, те трябва да бъдат променени в цялата система. Файлът PHP включва секция за настройка в началото, в която индивидуалните настройки се правят в зависимост от средата на системата, особено потребителско име и парола за базата даннии името на базата данни.
MariaDB или SQL база данни е настроен на същия сървър, според настройката на таблицата, използвана в кода на сензорната станция и PHP скрипта. В примерния код името на базата данни на MariaDB е "sensorstation" с таблица с име "data", която съдържа 13 колони за UTCDate, ID, UID, Temp, Hum, Globe, Vel, VelMin, VelMax, MRT, Illum, IllumMin, и IllumMax.
Платформата за анализ и мониторинг на Grafana може да бъде инсталирана допълнително на сървъра като опция за директна визуализация на базата данни. Това не е ключова характеристика на това развитие, така че не е описано по-подробно в тази инструкция.
Стъпка 8: Резултати - Четене и проверка на данните
С всички кабели, монтаж, програмиране и настройка на околната среда, сензорната станция изпраща периодично данни в базата данни. Докато захранва, няколко операции са показани през дъното LED цвят:
- По време на зареждане, светодиодът свети в жълт цвят, за да покаже предстоящата връзка с WiFi.
- Когато и докато е свързан, индикаторът е син.
- Сензорната станция изпълнява показанията на сензора и я изпраща периодично на сървъра. Всеки успешен трансфер се обозначава със зелен светлинен импулс от 600 ms.
- В случай на грешки, индикаторът ще оцвети в червено, лилаво или жълтеникаво, според вида на грешката. След определено време или брой грешки, сензорната станция нулира всички сензори и се рестартира автоматично, отново означена с жълта светлина при зареждане. Вижте кода на ESP32 и коментари за повече информация за цветовете на индикатора.
С тази последна стъпка, сензорната станция работи и работи непрекъснато. Към днешна дата е инсталирана мрежа от 10 сензорни станции, които са включени в предварително споменатото интелигентно офис пространство на Living Lab.
Стъпка 9: Алтернатива: Самостоятелна версия
Развитието на CoMoS продължава и първият резултат от този продължаващ процес е a самостоятелна версия, Тази версия на CoMoS не се нуждае от сървър на база данни и WiFi мрежа за наблюдение и запис на данни за околната среда.
Най- нови ключови характеристики са:
- Данните се съхраняват на вътрешна микро SD карта в CSV формат, подходящ за Excel.
- Интегрирана WiFi точка за достъп за достъп до CoMoS от всяко мобилно устройство.
- Уеб-базирано приложение (вътрешен уеб сървър на ESP32, не е необходима интернет връзка) за данни, настройки и достъп за съхранение на живо с директно изтегляне на файлове от SD картата, както е показано на картинката и снимки на екрана, прикрепени към тази стъпка.
Това замества връзката с WiFi и базата данни, докато всички други функции, включително калибриране и дизайн и конструкция, остават недокоснати от оригиналната версия. И все пак, самостоятелният CoMoS изисква опит и допълнителни знания как да получите достъп до вътрешната система за управление на файлове "SPIFFS" на ESP32 и малко познаване на HTML, CSS и Javascript, за да разберете как работи уеб приложението. Необходими са още няколко / различни библиотеки за работа.
Моля, проверете кода на Arduino в zip файла, приложен за необходимите библиотеки и следните препратки за допълнителна информация относно програмирането и качването в файловата система SPIFFS:
SPIFFS библиотека от espressif
SPIFFS качващ файл от me-no-dev
ESP32WebServer библиотека от Pedroalbuquerque
Тази нова версия ще направи цяла нова инструкция, която може да бъде публикувана в бъдеще. Но засега, особено за по-опитни потребители, ние не искаме да пропуснем възможността да споделим основната информация и файловете, от които се нуждаете, за да го настроите.
Бързи стъпки за изграждане на самостоятелен CoMoS:
- Създайте случай според предишната стъпка. По избор, 3D-отпечатайте допълнителен калъф за четец на микро SC карти, който да бъде прикрепен към кутията на CoMoS. Ако не разполагате с 3D принтер, четецът на карти може да се постави и в главния корпус на CoMoS, без да се притеснявате.
- Свържете всички сензори, както е описано по-горе, но освен това инсталирайте и подключете четец на микро SD карти (amazon.com) и часовник за реално време DS3231 (adafruit.com), както е посочено в схемата за свързване към тази стъпка. Забележка: Щифтовете за резистора за изтегляне и за един проводник се различават от първоначалната схема на окабеляване!
-
Проверете кода на Arduino и настройте променливите за точката за достъп WiFi "ssid_AP" и "password_AP" според вашите лични предпочитания. Ако не се коригира, стандартният SSID е "CoMoS_AP" и паролата е "12345678".
-
Поставете микро SD карта, качвайте кода, качвайте съдържанието на папката "данни" в ESP32, използвайки файла за качване на SPIFFS и свързвайте всяко мобилно устройство към WiFi точката за достъп.
-
Отидете на "192.168.4.1" в мобилния си браузър и се наслаждавайте!
Приложението всички се основават на html, css и javascript. Това е локално, няма връзка с интернет или се изисква. Той има странично меню в приложението за достъп до страница за настройка и страница с памет. На страница за настройка, можете да регулирате най-важните настройки като местна дата и час, интервал на отчитане на сензора и т.н. Всички настройки ще се съхраняват постоянно в вътрешната памет на ESP32 и ще се възстановяват при следващото зареждане. На страница с памет, налице е списък с файлове на SD картата. Кликването върху име на файл инициира директно изтегляне на CSV файла към мобилното устройство.
Тази система позволява индивидуално и дистанционно наблюдение на вътрешните условия на околната среда. Всички показания на сензорите се съхраняват периодично на SD картата, като се създават нови файлове за всеки нов ден. Това позволява непрекъсната работа в продължение на седмици или месеци без достъп или поддръжка. Както вече споменахме, това все още е текущи изследвания и развитие, Ако се интересувате от повече подробности или помощ, моля, не се колебайте да се свържете със съответния автор чрез коментарите или директно чрез LinkedIn.
Стъпка 10: Епилог - Известни проблеми и Outlook
Сензорната станция, описана в тази инструкция, е резултат от продължително проучване. Целта е да се създаде надеждна, точна, но евтина сензорна система за вътрешни условия на околната среда. Това проведе някои сериозни предизвикателства, от които най-сигурно трябва да се споменат тук:
Точност на сензора и калибриране
Сензорите, използвани в този проект, предлагат относително висока точност при ниски или умерени разходи. Повечето от тях са оборудвани с вътрешно намаляване на шума и цифров интерфейс за комуникация, което намалява необходимостта от калибриране или регулиране на нивото. Както и да е, тъй като сензорите са инсталирани в или върху кутия с определени атрибути, авторите са извършили калибриране на цялата сензорна станция, както е показано накратко от приложените снимки. Общо десет еднакво изградени сензорни станции бяха тествани в определени условия на околната среда и бяха сравнени с TESTO 480 професионално вътрешно климатично сензорно устройство. От тези проби бяха определени коефициентите за калибриране, включени в примерния код. Те позволяват просто компенсиране на влиянието на корпуса и електрониката върху отделните сензори. За да се постигне най-висока точност, се препоръчва индивидуално калибриране за всяка сензорна станция. Калибрирането на тази система е вторият фокус на изследванията на авторите, освен разработката и конструкцията, описани в тази инструкция. Тя се обсъжда в допълнителна, свързана публикация, която все още е в партньорска рецензия и ще бъде свързана тук веднага щом се появи онлайн. Повече информация за тази тема можете да намерите на уебсайта на авторите.
ESP32 стабилност на работата
Не всички Arduino базирани сензорни библиотеки, използвани в този код, са напълно съвместими с ESP32 платката. Този въпрос е бил широко обсъждан в много точки онлайн, особено по отношение на стабилността на комуникациите I2C и OneWire. При това развитие се извършва ново комбинирано откриване и обработка на грешки, базирано на захранването на сензорите директно чрез IO щифтове на ESP32, за да се разреши тяхното захранване за нулиране. От днешна гледна точка това решение не е представено или не е обсъдено широко. Тя е породена от необходимост, но към днешна дата работи гладко за периоди на работа от няколко месеца и след това. И все пак това все още е тема на изследване.
перспектива
Заедно с тази инструкция, авторите извършват и други писмени публикации и презентации на конференции, за да разпространят разработката и да позволят широко и открито приложение. Междувременно продължават проучванията за по-нататъшно подобряване на сензорната станция, особено по отношение на проектирането и технологичността на системата, и калибрирането и проверката на системата. Тази инструкция може да бъде актуализирана за важни бъдещи разработки, но за актуална информация, моля посетете уебсайта на авторите или се свържете с авторите директно чрез LinkedIn:
автор: Матиас Кимлинг
втори автор: Конрад Лауенрот
научен ментор: проф. Сабине Хофман
Втора награда в. T
Автор за първи път
