ألاسكا داتلوجر: 5 خطوات (بالصور)

2024 مؤلف: John Day | [email protected]. آخر تعديل: 2024-01-30 07:38

ألاسكا على حافة التقدم في تغير المناخ. يتيح موقعها الفريد المتمثل في وجود مناظر طبيعية لم تمسها إلى حد ما مأهولة بمجموعة متنوعة من جزر الكناري من مناجم الفحم الكثير من إمكانيات البحث. صديقنا مونتي هو عالم آثار يساعد في معسكرات الأطفال في القرى الأصلية المنتشرة في جميع أنحاء الولاية--Culturalalaska.com. لقد قام ببناء مواقع مخبأ لحفظ الطعام تاريخيًا مع هؤلاء الأطفال وأراد طريقة لمراقبة درجة الحرارة يمكن أن يتركها لمدة 8 أشهر من الشتاء. تم تصميم مخبأ الطعام في ألاسكا لمنع دخول الدب ويمكن إما دفنه أو تأمينه في هيكل صغير يشبه المقصورة على أعمدة. لسوء الحظ ، فإن ارتفاع درجة حرارة المناخ يجعل العديد من تصميمات الثلاجة سهلة الاستخدام أشبه بميكروويف هذا الصيف - وبصراحة ، الجو حار حقًا هنا! هناك الكثير من آلات تسجيل البيانات التجارية ، لكن ألاسكا كانت بحاجة إلى علامتها التجارية الخاصة بها بنفسك: مقاوم للماء ، مستشعران مقاومان للماء على خطوط طويلة يمكن أن يكونا داخل ذاكرة التخزين المؤقت والآخر لوضعه على السطح ، شيء يمكن بناؤه للأطفال باستخدام برنامج STEM ، الحد الأدنى صيانة ، بطارية طويلة المدى ، سهولة التنزيل من بطاقة SD ، قابلة للطباعة ثلاثية الأبعاد ، قابلة لإعادة الشحن ، ساعة في الوقت الحقيقي ، ورخيصة.

التصميم قابل للطباعة تمامًا باستخدام أي طابعة ثلاثية الأبعاد وقد قمت بتصميم PCB الذي يمكنك طلبه وتعبئته بمكونات يسهل الحصول عليها. البطارية هي 18650 عامة والتي يجب أن تستمر لمدة عام أو نحو ذلك بقراءات 12x / يوم ويتم الشحن فقط عن طريق توصيل بعض الطاقة ليوم واحد. تم تصميمه (Fusion 360) حول الحلقة O التي تستخدم في أجهزة تنقية المياه المنزلية لذلك يسهل الحصول عليها ومع وجود شحم السيليكون وشد البراغي الموضوعة جيدًا يجب أن يوفر الحماية لشتاء ألاسكا إذا جاء هذا العام ….

الخطوة 1: اجمع المستلزمات الخاصة بك

تشكل التصميمات الرائعة من Adafruit معظم المكونات الموجودة على السبورة - فهي أغلى ثمناً قليلاً لكنها قابلة للتطبيق ويمكن الاعتماد عليها. (ليس لدي أي علاقات مالية مع أي شركة …) استخدمت طابعة Creality CR10 للأجزاء ثلاثية الأبعاد. المفتاحان هما متنوعان مقاومان للماء.

1. Vktech 5 قطعة 2 متر مقاوم للماء درجة الحرارة الرقمية مسبار مستشعر درجة الحرارة DS18b20 $ 2

2. Adafruit DS3231 Precision RTC Breakout [ADA3013] 14 دولارًا

3. Adafruit TPL5111 Low Power Timer Breakout 5 دولارات

4. Adafruit Feather 32u4 Adalogger $ 22 يمكنك أيضًا استخدام إصدار MO ولكن خط مستوى البطارية موجود على دبوس مختلف ويجب عليك تغييره في البرنامج.

5. IZOKEE 0.96 '' I2C IIC 12864 128X64 بكسل OLED 4 دولارات

6. مفتاح تشغيل / إيقاف معدني متين مع حلقة LED زرقاء - تشغيل / إيقاف أزرق 16 مم 5 دولارات

7. زر انضغاطي معدني متين بحلقة LED زرقاء - 16 مم أزرق مؤقت 5 دولارات

8. مجموعة متنوعة من الوصلات السريعة لتسهيل عملية التجميع

9. بطارية 18650 5 دولارات

10. Captain O-Ring - Whirlpool WHKF-DWHV، WHKF-DWH & WHKF-DUF استبدال فلتر المياه

الخطوة 2: قم ببنائه

تم بناء تصميم السكن حول الحلقة o المتوفرة بسهولة من مرشح مياه Westinghouse القياسي. تنزلق الحلقة في أخدود مشحم بالسيليكون بين النصفين المطبوعين من العلبة. يحتوي الجزء السفلي من العلبة على مساحة لبطارية 18650 ومفتاحي تحكم مقاوم للماء - يوجد أيضًا فتحة لمخرج الكابلات لتحقيقات درجة الحرارة. يوجد ملفان للنصفين العلوي والسفلي أدناه.

يتم الانتهاء من الجزء السفلي من خلال أخذ حوالي 4 مم أو ما يعادلها من مسامير من النايلون وفك رؤوسها وتثبيتها في أعمدة الدعم التي تم حفرها لاستيعابها. استخدم طولًا مناسبًا بحيث تغطي صواميل غطاء النايلون الموجودة في الأعلى عندما يتم ربط النصفين. يجب طباعة كل من الأقسام العلوية والسفلية مع الدعم. يتم الانتهاء من الجزء العلوي من خلال الإلتصاق بنافذة بلاستيكية مستديرة مصنوعة من ليكسان رفيع.

الخطوة 3: اربطها

يعتبر تجميع ثنائي الفينيل متعدد الكلور واضحًا إلى حد ما. لقد صممت اللوحة في Eagle وأرسلتها إلى PCBway لتصنيعها - بصراحة إنها أرخص شيء على الإطلاق. إذا كنت ترغب في إجراء خطأ في الأسلاك ، فمن السهل القيام بذلك ، فقط اتبع مخطط الدائرة في ملف Brd. يتم توصيل شاشة LED الصغيرة من خلال توصيلات I2C على اللوحة جنبًا إلى جنب مع الطاقة والأرض. قلب النظام هو TPL5111 الذي يتصل مباشرة بالبطارية ويبقى طوال الوقت. يحتوي على مؤقت قابل للتحديد (المقاوم المتغير) الذي يوقظ النظام كل ساعتين إلى كل ثانية عن طريق تمكين دبوس التمكين في وحدة الريشة. يتصل RTC بنفس ناقل I2C مثل LED - لديهم عناوين مختلفة. يتم توصيل الريشة أيضًا بالبطارية 18650 بواسطة كبل JST من خلال مفتاح التشغيل / الإيقاف لإيقاف تشغيل كل الطاقة عن النظام. يتيح ذلك الشحن المدمج بواسطة الريشة عندما تكون البطارية منخفضة عن طريق توصيل USB الصغير بالريشة. عندما تقوم بتحميل برنامج جديد إلى الريشة ، يجب أن تتذكر بدء تشغيل TPL5111 بالضغط على الزر الخاص به وإلا فلن يرد الريشة على مكالمة تمهيد USB. تم تصميم زر الضغط لتوفير الطاقة لشاشة LED فقط عند الضغط عليه وأيضًا لإرسال إشارة عالية إلى TPL5111 التي تسمح للريشة بالتشغيل طالما تم الضغط على الزر. يتم ذلك للحد من مقدار الوقت الذي تكون فيه الشاشة قيد التشغيل - يتم استخدامه فقط للتحقق من حالة تحقيقات درجة الحرارة ومستوى البطارية والوقت / التاريخ وملف الحجم الذي تقوم ببنائه. آخر قطعة من الأسلاك هي المجسين اللذين يتم وضعهما خلال آخر بقعة حفر في النصف السفلي. تم توصيلها بموصلات JST 3 pin لتسهيل الإزالة. لقد أهملت وضع المقاوم 4.7K على اللوحة لتوصيل دبوس البيانات والجهد في ناقل مستشعر درجة الحرارة. لذلك يجب أن يتم ذلك على إحدى نقاط اتصال المستشعر على اللوحة - تم تمييزها لذا يجب أن يكون الأمر سهلاً. كلاهما ينتقل إلى نفس دبوس GPIO الموجود على الريشة ، لذلك لا يلزم سوى اتصال مقاوم واحد.

الخطوة 4: برمجة ذلك

البرنامج سهل الفهم. مكتبة SD مخصصة لاستخدام ملف بطاقة SD المدمج في لوحة الريش. مكتبات OneWire و Dallas Temp مخصصة للحصول على قراءات السلك الواحد من تحقيقات درجة الحرارة. DonePin هو إخطار TPL5111 بأن جميع قراءة البيانات قد اكتملت وأنه لا بأس من تعطيل Featherboard. VBatpin هو دبوس على الريشة يحتوي على مقسم جهد لقراءة قيمة بطارية Lipo. تقوم مكتبة Asciiwire بتشغيل شاشة LED. OneWireBus هو GPIO pin 6 في هذه الحالة. يقوم نظام ملفات SD لهذا Datalogger بإعداد ملف ANALOG02. TXT لتجميع جميع البيانات. يفتح نفس الملف في كل مرة ويضيف إليه فقط. للتخلص من البيانات القديمة ، يجب إخراج الشريحة من حامل بطاقة SD وتنزيلها على جهاز كمبيوتر - على سبيل المثال في ورقة انتشار EXCEll. يتم إجراء ذلك بسهولة باستخدام قسم استيراد البيانات في جدول البيانات. يتم بعد ذلك إزالة الملفات من الشريحة وعندما يفتحها الريشة مرة أخرى ، يقوم ببناء واحدة جديدة. يأتي بعد ذلك إعداد الوقت / التاريخ لـ RTC. //rtc.adjust(DateTime(F(_DATE_)، F (_ TIME_))) ؛ قم بإزالة أحرف التعليق لتعيين RTC الخاص بك إلى وقت التمهيد الخاص بك ، ثم أعد برمجة الشريحة بهذا السطر الذي تم التعليق عليه بحيث لا يستخدم الكمبيوتر نفس وقت التمهيد مرة أخرى في المرة التالية بدلاً من السماح لساعة الوقت المدعومة بالبطارية لملئه في. يفتح قسم الحلقة () ملف SD ، ويحصل على التاريخ / الوقت ، ويقرأ ويحول كلا المستشعرين ، ويحسب مستوى البطارية ويكتبها على بطاقة SD. ثم يقوم بجعل donePin عالياً لإغلاق التسلسل.

الخطوة 5: استخدامه

يتم شحن البطارية بالكامل عن طريق توصيل الريشة بمقبس MicroUSB. سيضيء مصباح Charge LED حتى يتم شحنه بالكامل - يكون بطيئًا. يتم وضع بطاقة SD جديدة بدون ANALOG02. TXT في حامل الرقاقة. يتم تثبيت الغطاء وربط الصواميل الخمسة ببراغي على الحشية المطاطية. يتم تشغيل زر الطاقة وبعد حوالي 4 ثوان يتم الضغط على زر الضغط. سيعرض بسرعة أولاً درجة حرارة افتراضية وبعد مسح الشاشة سيظهر T1 و T2 كمخرجات لتحقيقات درجة الحرارة. يمكنك تدفئة أحدهما بيدك حتى يمكن تسميته T1 و T2. ستعرض الشاشة أيضًا الساعة والدقيقة والثانية واليوم والشهر والسنة من القراءة بالإضافة إلى مستوى البطارية وحجم الملف في هذه المرحلة. يتم إجراء هذا الفحص للتأكد من أن كل شيء يعمل بشكل جيد قبل تركه لمدة 8 أشهر. حرر الزر وضع المجسات حيث تريد إجراء قياسات درجة الحرارة. إنها مقاومة للماء ولذا نأمل أن تكون جهازك. ستكون النزهة الأولية لهذه الآلات في Iliamna Alaska حيث ستكون تحت الأرض حتى أبريل المقبل. في الاختبار المبكر ، تبين أن حجم البطارية هذا جيد بما يكفي لمدة سنة ونصف على الأقل بمعدل 12 قراءة في اليوم ، وكل ذلك بسبب تنظيم طاقة TPL5111. تعتبر دراسات الاحتباس الحراري مهمة جدًا للجميع ليشاركوا فيها - اخرج وافعل بعض العلوم!