ThingSpeak و ESP32 ودرجة الحرارة والرطوبة اللاسلكية طويلة المدى: 5 خطوات

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

في هذا البرنامج التعليمي ، سنقيس بيانات درجات الحرارة والرطوبة المختلفة باستخدام مستشعر درجة الحرارة والرطوبة. سوف تتعلم أيضًا كيفية إرسال هذه البيانات إلى ThingSpeak. بحيث يمكنك تحليلها من أي مكان لتطبيقات مختلفة

الخطوة 1: الأجهزة والبرامج المطلوبة

المعدات:

• ESP-32: يجعل ESP32 من السهل استخدام Arduino IDE ولغة Arduino Wire لتطبيقات إنترنت الأشياء. تجمع وحدة ESp32 IoT هذه بين Wi-Fi و Bluetooth و Bluetooth BLE لمجموعة متنوعة من التطبيقات المتنوعة. تأتي هذه الوحدة مجهزة تجهيزًا كاملاً مع نواتين لوحدة المعالجة المركزية يمكن التحكم فيها وتشغيلها بشكل فردي ، مع تردد ساعة قابل للتعديل من 80 ميجاهرتز إلى 240 ميجاهرتز. تم تصميم وحدة ESP32 IoT WiFi BLE مع USB مدمج لتناسب جميع منتجات ncd.io IoT. راقب المستشعرات ومرحلات التحكم و FETs ووحدات التحكم PWM والملفات اللولبية والصمامات والمحركات وغير ذلك الكثير من أي مكان في العالم باستخدام صفحة ويب أو خادم مخصص. قمنا بتصنيع نسختنا الخاصة من ESP32 لتلائم أجهزة NCD IoT ، مما يوفر خيارات توسع أكثر من أي جهاز آخر في العالم! يسمح منفذ USB المدمج ببرمجة سهلة لـ ESP32. تعد وحدة ESP32 IoT WiFi BLE Module منصة رائعة لتطوير تطبيقات إنترنت الأشياء. يمكن برمجة وحدة ESP32 IoT WiFi BLE هذه باستخدام Arduino IDE.
• مستشعر درجة الحرارة والرطوبة اللاسلكي طويل المدى لـ IoT: مستشعر درجة الحرارة اللاسلكي طويل المدى الصناعي. درجة بدقة مستشعر تبلغ ± 1.7٪ رطوبة نسبية ± 0.5 درجة مئوية. ما يصل إلى 500000 ناقل حركة من بطاريتين AA. تبلغ القياسات من -40 درجة مئوية إلى 125 درجة مئوية باستخدام البطاريات التي تنجو من هذه التقييمات ، ونطاق LOS الفائق لمسافة 2 ميل و 28 ميلًا مع هوائيات عالية الكسب ، وواجهة لـ Raspberry Pi و Microsoft Azure و Arduino والمزيد.
• مودم شبكي لاسلكي طويل المدى مع واجهة USB

البرمجيات المستخدمة

• اردوينو IDE
• الكلام

المكتبة المستخدمة

• مكتبة PubSubClient
• سلك

عميل Arduino لـ MQTT

توفر هذه المكتبة عميلاً للقيام بمراسلات نشر / اشتراك بسيطة مع خادم يدعم MQTT

لمزيد من المعلومات حول MQTT ، قم بزيارة mqtt.org.

تحميل

يمكن تنزيل أحدث إصدار من المكتبة من GitHub

توثيق

تأتي المكتبة مع عدد من الأمثلة على الرسومات التخطيطية. انظر ملف> أمثلة> PubSubClient داخل تطبيق Arduino. وثائق API الكاملة.

الأجهزة المتوافقة

تستخدم المكتبة واجهة Arduino Ethernet Client API للتفاعل مع أجهزة الشبكة الأساسية. هذا يعني أنه يعمل فقط مع عدد متزايد من اللوحات والدروع ، بما في ذلك:

• اردوينو إيثرنت
• اردوينو إيثرنت شيلد
• Arduino YUN - استخدم YunClient المضمن بدلاً من EthernetClient ، وتأكد من عمل Bridge.begin () أولاً
• Arduino WiFi Shield - إذا كنت تريد إرسال حزم أكبر من 90 بايت باستخدام هذا الدرع ، فقم بتمكين خيار MQTT_MAX_TRANSFER_SIZE في PubSubClient.h.
• SparkFun WiFly Shield - عند استخدامه مع هذه المكتبة
• إنتل جاليليو / إديسون
• ESP8266
• لا يمكن استخدام المكتبة حاليًا مع الأجهزة القائمة على شريحة ENC28J60 - مثل Nanode أو Nuelectronics Ethernet Shield. لهؤلاء ، هناك مكتبة بديلة متاحة.

مكتبة الأسلاك

تسمح لك مكتبة Wire بالاتصال بأجهزة I2C ، والتي غالبًا ما تسمى أيضًا "2 wire" أو "TWI" (Two Wire Interface) ، ويمكن تنزيلها من Wire.h

الاستخدام الأساسي

• Wire.begin () ابدأ باستخدام Wire في الوضع الرئيسي ، حيث ستبدأ عمليات نقل البيانات وتتحكم فيها. هذا هو الاستخدام الأكثر شيوعًا عند التفاعل مع معظم شرائح I2C الطرفية.
• Wire.begin (العنوان) ابدأ باستخدام Wire في الوضع التابع ، حيث سترد على "العنوان" عندما تبدأ شرائح I2C الرئيسية الأخرى الاتصال. يحيل
• Wire.beginTransmission (العنوان) ابدأ عملية إرسال جديدة إلى جهاز على "العنوان". تم استخدام الوضع الرئيسي.
• Wire.write (البيانات) إرسال البيانات. في الوضع الرئيسي ، يجب استدعاء startTransmission أولاً.
• Wire.endTransmission () في الوضع الرئيسي ، ينهي هذا الإرسال ويؤدي إلى إرسال جميع البيانات المخزنة مؤقتًا.

يستلم

• Wire.requestFrom (العنوان ، العدد) اقرأ "عد" البايت من جهاز في "العنوان". تم استخدام الوضع الرئيسي.
• Wire.available () إرجاع عدد البايتات المتاحة من خلال الاتصال بالاستلام.
• Wire.read () تلقي 1 بايت.

الخطوة 2: تحميل الكود إلى ESP32 باستخدام Arduino IDE

• قبل تحميل الكود ، يمكنك عرض عمل هذا المستشعر على رابط معين.
• قم بتنزيل وتضمين مكتبة PubSubClient ومكتبة Wire.h.
• يجب عليك تعيين مفتاح API و SSID (اسم WiFi) وكلمة المرور للشبكة المتاحة.
• قم بتجميع وتحميل كود Temp-ThinSpeak.ino.
• للتحقق من اتصال الجهاز والبيانات المرسلة ، افتح الشاشة التسلسلية. إذا لم تظهر أي استجابة ، فحاول فصل ESP32 ثم توصيله مرة أخرى. تأكد من ضبط معدل البث بالباود الخاص بجهاز العرض التسلسلي على نفس المعدل المحدد في الكود الخاص بك 115200.

الخطوة 3: إخراج جهاز العرض التسلسلي

الخطوة 4: جعل الكلام المنطقي يعمل

• قم بإنشاء حساب على ThnigSpeak.
• قم بإنشاء قناة جديدة بالضغط على القنوات.
• انقر فوق قنواتي.
• انقر فوق قناة جديدة.
• داخل قناة جديدة ، قم بتسمية القناة.
• قم بتسمية الحقل داخل القناة ، الحقل هو المتغير الذي يتم نشر البيانات فيه.
• الآن احفظ القناة.
• الآن يمكنك العثور على مفاتيح API الخاصة بك على لوحة القيادة. انتقل إلى النقر على الصفحة الرئيسية وابحث عن "كتابة مفتاح Api" الذي يجب تحديثه قبل تحميل الكود إلى ESP32.
• بمجرد إنشاء القناة ، ستتمكن من عرض درجة الحرارة وبيانات الرطوبة في عرض خاص باستخدام الحقول التي أنشأتها داخل القناة.
• لرسم رسم بياني بين بيانات درجة الحرارة والرطوبة ، يمكنك استخدام MATLAB Visualization.
• لهذا انتقل إلى التطبيق ، انقر فوق MATLAB Visualization.
• داخلها يختار Custom ، في هذا ، حددنا درجة حرارة الأرض وسرعة الرياح على محورين y مختلفين 8 كمثال. الآن انقر فوق إنشاء.
• سيتم إنشاء رمز MATLAB تلقائيًا أثناء إنشاء التصور ولكن عليك تحرير معرف الحقل ، وقراءة معرف القناة ، ويمكن التحقق من الشكل التالي.
• ثم احفظ الكود وقم بتشغيله.
• سترى المؤامرة.