Giám sát sinh học: 8 bước (có hình ảnh)

2024 Tác giả: John Day | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2024-01-30 13:35

Chào mọi người, Trong bối cảnh của một dự án sinh viên, chúng tôi được yêu cầu xuất bản một bài báo mô tả tất cả quá trình.

Sau đó, chúng tôi sẽ trình bày cho bạn cách thức hoạt động của hệ thống giám sát sinh học của chúng tôi.

Nó có nghĩa là một thiết bị di động cho phép theo dõi độ ẩm, nhiệt độ và độ sáng bên trong nhà kính, tại Cơ sở Đại học Pierre-et-Marie-Curie, ở Paris.

Bước 1: Các thành phần

Cảm biến sàn: Nhiệt độ (Grove 101990019) và Độ ẩm (Grove 101020008)

Cảm biến không khí: Nhiệt độ và độ ẩm DHT22 (có bên ngoài hộp)

Cảm biến độ sáng: Adafruit TSL2561

Bộ vi điều khiển: STM32L432KC

Năng lượng: Pin (3, 7 V 1050 mAh), pin mặt trời và bộ điều chỉnh điện áp (LiPo Rider Pro 106990008)

Màn hình LCD (128X64 ADA326)

Giao tiếp: Mô-đun Sigfox (TD 1208)

Mô-đun Wifi: ESP8266

Bước 2: Phần mềm

Arduino: Giao diện này cho phép chúng tôi tải các mã của mình lên

bộ vi điều khiển của chúng tôi để kiểm soát các giá trị khác nhau của các cảm biến. Bộ vi điều khiển có thể được lập trình để phân tích và tạo ra các tín hiệu điện, để thực hiện các nhiệm vụ khác nhau như tự động hóa gia đình (điều khiển thiết bị gia dụng - chiếu sáng, sưởi ấm…), điều khiển rô bốt, điện toán nhúng, v.v.

Altium Designer: Nó được sử dụng để thiết kế PCB của thẻ điện tử của chúng tôi để chứa các cảm biến khác nhau của chúng tôi.

SolidWorks: SolidWorks là phần mềm thiết kế hỗ trợ máy tính 3D chạy trên Windows. Chúng tôi đã thiết kế một hộp tùy chỉnh cho thẻ của mình, các cảm biến khác nhau và màn hình LCD. Các tệp được tạo sẽ được gửi đến một máy in 3D sẽ tạo ra nguyên mẫu của chúng tôi.

Bước 3: Ý tưởng

Bước đầu tiên là thực hiện các thử nghiệm khác nhau trên

cảm biến để phân tích các giá trị trả về cho chúng tôi và ở định dạng nào.

Khi tất cả các giá trị thú vị đã được xử lý và chọn, chúng tôi có thể khởi tạo từng cảm biến khác nhau. Vì vậy, chúng tôi có thể có một nguyên mẫu đầu tiên được thực hiện trên Labdec pad.

Khi các mã đã được hoàn thành và tạo mẫu, chúng tôi có thể chuyển sang PCB. Chúng tôi đã tạo dấu vân tay của các thành phần khác nhau định tuyến thẻ theo nguyên mẫu của chúng tôi.

Chúng tôi đã cố gắng tối ưu hóa không gian một cách tối đa; thẻ của chúng tôi có đường kính 10cm, tương đối nhỏ gọn.

Bước 4: Nhà ở

Song song, chúng tôi thiết kế trường hợp của chúng tôi. Tốt hơn hết là chúng ta nên hoàn thiện trường hợp và quản lý âm lượng sau khi hoàn thành thẻ để có kết quả nhỏ gọn phù hợp với hình dạng của thẻ. Chúng tôi đã tạo một hình lục giác với màn hình được nhúng trên bề mặt để tối ưu hóa không gian

Nhiều mặt để quản lý các cảm biến trên vỏ máy: Khả năng kết nối ở mặt trước cho các cảm biến ngoài trời: Tất nhiên là cả cảm biến độ ẩm, ánh sáng và nhiệt độ của chúng tôi.

Nó cho phép chúng tôi hạn chế rủi ro độ ẩm trong nhà ở giảm đến mức tối đa

Bước 5: Tối ưu hóa việc tiêu thụ năng lượng

Để phân tích các nguồn tiêu thụ khác nhau, chúng tôi

đã sử dụng Điện trở Shunt (1 ohm)

Vì vậy, chúng tôi có thể đo lường rằng: có Công suất đỉnh là một trăm mA (~ 135 mA) khi hệ thống của chúng tôi giao tiếp và có mức tiêu thụ liên tục của các cảm biến và màn hình khoảng ~ 70mA. Sau khi tính toán, chúng tôi đã ước tính thời gian hoạt động của máy là 14 giờ đối với pin 1050mAh.

Dung dịch:

Quản lý cảm biến bằng cách ngắt trước khi gửi

Hành động ảnh hưởng nhất là nền kinh tế giám sát, vì vậy chúng tôi đã thay đổi tần suất gửi nhưng chúng tôi cũng có thể gây ra một số gián đoạn.

Bước 6: Giao tiếp

Chúng tôi đã sử dụng một mô-đun để giao tiếp với Trang tổng quan:

Actoboard

Sigfox là một mạng có những lợi ích to lớn như Phạm vi rất dài và tiêu thụ thấp. Tuy nhiên, bắt buộc phải có lưu lượng dữ liệu thấp. (Phạm vi dài dòng chảy thấp)

Nhờ sức mạnh tổng hợp này, chúng tôi đã dẫn đến Giám sát thời gian thực với dữ liệu có thể truy cập trực tuyến

Bước 7: Kết quả

Ở đây chúng ta có thể thấy kết quả của công việc của chúng ta đã hoàn thành trong suốt một học kỳ. Chúng tôi đã

có khả năng kết hợp giữa lý thuyết và kỹ năng thực hành. Chúng tôi hài lòng với kết quả; chúng tôi có một thành phẩm khá tốt nhỏ gọn và đáp ứng các thông số kỹ thuật của chúng tôi. Xin chào, chúng tôi đang gặp một số vấn đề với giao tiếp bảng truyền động vì chúng tôi đã hàn xong các thành phần cuối cùng. MẸO!