رطوبة المنزل ومراقبة درجة الحرارة: 11 خطوة

2025 مؤلف: John Day | [email protected]. آخر تعديل: 2025-01-13 06:56

مرحبا يا شباب ! من أجل البدء بأفضل طريقة ، قصة قصيرة عن المشروع. تخرجت مؤخرًا وانتقلت إلى النمسا لشغل المنصب الأول كمهندس. البلد جميل ولكنه بارد جدًا ورطب في فصل الشتاء. سرعان ما بدأت ألاحظ بعض التكثيف على النوافذ كل صباح عندما استيقظت وكذلك بعض العفن يزحف على جدران الشقة الجميلة التي أستأجرها. لقد كانت أول مواجهة لي مع مستوى رطوبة مرتفع على الإطلاق ، قادمًا من جنوب فرنسا ، ولا توجد لدينا مثل هذه المشكلة هناك. لذلك كنت أبحث عن حلول على الإنترنت وقررت جمع بعض القطع وبناء نظام المراقبة الخاص بي ، من أجل التحقق من مستوى الرطوبة في كل غرفة في شقتي وكذلك درجة الحرارة المحيطة. كان للمشروع التالي بعض الإرشادات الرئيسية:

1. يجب أن تكون رخيصة.
2. يجب أن تكون دقيقة بما فيه الكفاية.
3. أردت شيئًا صغيرًا وسهل الحمل ويعمل بالبطارية.
4. أنا أحب النباتات وقررت أنه سيكون قادرًا على التحقق من رطوبة التربة لمعرفة ما إذا كنت بحاجة إلى سقي نباتاتي أم لا. (خارج السياق لكني أحببت الفكرة فقط!: د)

هذا مشروع سهل إلى حد ما ، ولكن هذا هو أكثر مشروع مفيد قمت به على الإطلاق. أنا قادر على فحص كل نسبة الرطوبة في كل غرفة ومعرفة ما إذا كنت بحاجة إلى الرد من أجل إيقاف العفن. لذلك دعونا نبدأ.

الخطوة 1: اجمع المكونات

مشروعنا بسيط إلى حد ما. سنستخدم Arduino (نانو في حالتي) كعقل ، لأنه بسيط جدًا في البرمجة ، ورخيص الثمن وقابل للاستبدال إذا لزم الأمر.

جهاز DHT-22 كجهاز استشعار لدرجة الحرارة والرطوبة ، هناك إصدار أقل يسمى DHT-11 ، وهو عبارة عن حماقة إلى حد ما في رأيي يتحدث عن الدقة وبمقابل 3 يورو إضافية يمكنك الحصول على DHT-22 وهو أكثر دقة ودقة. ويمكن أن تعمل عبر مجموعة متنوعة من درجات الحرارة. شاشة OLED لعرض البيانات ولديك واجهة مرئية بين المستشعرات والإنسان الذي أنا عليه. لقد وجدت أن 64 في 128 مثالي لأنه صغير ، ويمكنني أن أضع بيانات كافية عليه ومن السهل جدًا التعامل معه.

جهاز استشعار رطوبة التربة YL-69 ، للتحقق كلما احتجت إلى سقي نباتاتي الجميلة وهذا أساسًا كل ما تحتاجه للمشروع. اختياريًا ، كنت أرغب في تشغيل المشروع باستخدام Lipos الذي كان لدي. - يمكنك أيضًا جعلها تعمل مع بطارية عادية 9 فولت بسهولة شديدة ، أردت أن أكون قادرًا على مراقبة جهد بطاريات ليبو باستخدام بعض المدخلات التناظرية على اردوينو. سأقدم المزيد من المعلومات في الصفحات التالية.

بالإضافة إلى ذلك ، سوف تحتاج إلى ما يلي:

1. قطعة من اللوح.
2. مفتاح تشغيل / إيقاف * 1
3. موصل بطارية 9 فولت
4. بطارية 9 فولت

وإذا كنت ترغب في تنفيذ عملية شفط الدهون والمراقبة:

1. مقاومات 10 كيلو * 3
2. مقاومات 330R * 1
3. LED * 1
4. مفتاح منزلق * 1
5. حاملات ليبو (أو سأعرض لك نسخة مطبوعة ثلاثية الأبعاد أستخدمها حاليًا)
6. 2 خلايا ليبو.

الخطوة 2: التخطيطي الكامل

سوف تجد مرفق التخطيطي الكامل. من فضلك ليس من الواضح أنك تختار إما جزء البطارية 9 فولت من الدائرة أو جزء بطارية LIPO المتصل بـ VBAT. لقد فصلت كلتا الدائرتين بمربعات حمراء ووضعت عنوانًا أحمر لتمييز كل منهما.

لا تقلق سيتم شرح كل ارتباط بشكل صحيح في الخطوات التالية.

الخطوة 3: الحصول على الإعداد الصحيح

تأكد من تثبيت Arduino IDE. وقم بتنزيل librairies القادمة مع هذه الخطوة ، وسأضع الكود الكامل أيضًا ، إذا كنت لا تريد أن تكلف نفسك عناء اختبار كل مكون في الخطوات التالية.

الخطوة 4: توصيل DHT-22

تتمثل الخطوة الأولى للمشروع في توصيل DHT-22 بأردوينو. الاتصال بسيط إلى حد ما: DHT-22 ------ Arduino

VCC ------ + 5V

البيانات ------ D5.0

GND ------ GND

لاختبار اتصال DHT-22 بـ Arduino الخاص بك ، سنقوم بتنفيذ الكود المضمن في هذه الخطوة.

الخطوة 5: توصيل شاشة OLED

الخطوة التالية هي توصيل شاشة OLED. يتصل هذا النوع من شاشات العرض باستخدام بروتوكول I2C. مهمتنا الأولى هي العثور على دبابيس I2C الصحيحة لاردوينو الخاص بك ، إذا كنت تستخدم Arduino nano ، فإن دبابيس I2C هي A4 (SDA) و A5 (SCL). إذا كنت تستخدم اردوينو آخر مثل UNO أو MEGA ، فابحث عن موقع اردوينو الرسمي أو في ورقة البيانات عن دبابيس I2C.

الاتصال كما يلي: OLED ------ Arduino

GND ------ GND

VCC ------ 3V3

SCL ------ A5

SDA ------ A4

لاختبار OLED ، سنعرض بيانات DHT على شاشة OLED مباشرة عن طريق تحميل الكود المضمن في هذه الخطوة.

يجب أن تشاهد درجة الحرارة والرطوبة المعروضة على شاشة OLED مع معدل عينة سريع جدًا لأننا لم نضع أي تأخير حتى الآن.

الخطوة السادسة: مراقبة رطوبة التربة

نظرًا لأنني أردت مراقبة رطوبة التربة في نباتاتي ، يتعين علينا توصيل YL-69.

هذا المستشعر ممتع جدًا بالنسبة لي ويتصرف كما هو الحال عندما تكون التربة:

رطب: ينخفض جهد الخرج.

جاف: يزيد جهد الخرج.

الاتصال على النحو التالي:

YL69 ------ اردوينو

VCC ------ D7

GND ------ GND

D0 ------ لا تقم بالاتصال

A0 ------ A7

كما ترى ، نقوم بتوصيل دبوس VCC للوحدة بدبوس رقمي في Arduino. الفكرة وراء ذلك هي تشغيل الوحدة فقط عندما نريد إجراء القياس وليس بشكل مستمر. هذا يرجع إلى حقيقة أن المستشعر يعمل عن طريق قياس التيار الذي ينتقل من إحدى ساقي المسبار إلى الأخرى. بسبب هذا التحليل الكهربائي يحدث ويمكن أن يدمر المسبار بسرعة كبيرة في التربة عالية الرطوبة.

سنضيف الآن مستشعر الرطوبة إلى الكود الخاص بنا ونعرض بيانات الرطوبة ببيانات DHT على OLED. قم بتحميل الكود المضمن في هذه الخطوة.

الخطوة 7: مراقبة VBAT (بطارية 9 فولت)

أردت أن أعرف كم كانت البطارية منخفضة حتى لا يكون لدي مفاجأة يومًا ما وتنفد دون أن أكون قادرًا على توقع ذلك. تتمثل طريقة مراقبة جهد الإدخال في استخدام بعض المسامير التناظرية في اردوينو لمعرفة مقدار الجهد المتلقى. يمكن أن تستغرق دبابيس مدخلات Arduino 5 فولت كحد أقصى ولكن البطارية المستخدمة تولد 9 فولت. إذا قمنا بتوصيل هذا الجهد العالي مباشرة ، فسنقوم بتدمير بعض مكونات الأجهزة ، وعلينا استخدام مقسم جهد لجعل 9 فولت أقل من 5 فولت.

لقد استخدمت مقاومين 10 كيلو لجعل مقسم الجهد وقسمته على عامل 2 9 فولت وجعله 4.5 فولت كحد أقصى.

لعرض حقيقة أن البطارية تنخفض باستخدام مصباح LED عادي بمقاوم حد تيار 330 أوم.

سنستخدم الدبوس التناظري A0 لمراقبة VBAT.

اتبع التخطيطي لمعرفة كيفية توصيل المكونات:

سنقوم الآن بإضافته إلى رمز الكود الخاص بنا المضمن في هذه الخطوة.

الخطوة 8: مراقبة VBAT (تكوين 2 Lipos)

أردت أن أعرف كم كانت البطارية منخفضة حتى لا يكون لدي مفاجأة يومًا ما وتنفد دون أن أكون قادرًا على توقع ذلك.

تتمثل طريقة مراقبة جهد الإدخال في استخدام بعض المسامير التناظرية في اردوينو لمعرفة مقدار الجهد المتلقى. يمكن أن تستغرق دبابيس المدخلات في Arduino 5 فولت كحد أقصى ، لكن لايبوس تولد 4.2 * 2 = 8.4 فولت كحد أقصى.

يتمثل الاختلاف في الخطوة السابقة في أنه في حالة استخدام شحنتين متسلسلة لإنشاء جهد أكبر من 5 فولت لتشغيل لوحة Arduino ، يتعين علينا مراقبة كل خلية ليبو حيث يمكنها التفريغ بمعدل مختلف. ضع في اعتبارك أنك لا تريد الإفراط في تفريغ بطارية ليبو ، فهذا أمر خطير للغاية.

بالنسبة إلى Lipo الأول ، لا توجد مشكلة لأن الجهد الاسمي 4.2V أقل من حد 5V الذي يمكن أن يتحمل دبابيس الإدخال في اردوينو. ومع ذلك ، عندما تضع بطاريتين في سلسلة ، فإن جهدهما يضيف: Vtot = V1 + V2 = 4.2 + 4.2 = 8.4 كحد أقصى.

إذا قمنا بتوصيل هذا الجهد العالي مباشرة بالدبوس التناظري ، فسوف ندمر بعض مكونات الأجهزة ، وعلينا استخدام مقسم جهد لجعل 8.4 فولت أقل من حد 5 فولت. لقد استخدمت مقاومين 10 كيلو لجعل مقسم الجهد وقسمته على العامل 2 8.4 فولت وجعله 4.2 فولت كحد أقصى.

سنستخدم الدبوس التناظري A0 لمراقبة VBAT. اتبع التخطيطي لمعرفة كيفية توصيل المكونات:

لعرض حقيقة أن البطارية تنخفض باستخدام مصباح LED عادي بمقاوم محدد للتيار يبلغ 330 أوم.

سنقوم الآن بإضافته إلى الكود الخاص بنا المضمن في هذه الخطوة.

الخطوة 9: الضميمة

لدي فرصة لامتلاك طابعة ثلاثية الأبعاد لذلك قررت طباعة حالة باستخدام PLA القياسي.

سوف تجد الملفات المرفقة ، لقد صممت العلبة باستخدام Autodesk Inventor & Fusion360.

يمكنك أيضًا إنشاء التصميم الخاص بك أو الاحتفاظ بلوحة التجارب كما هي ، فالصندوق نفسه لا يضيف شيئًا إلى الوظائف. استلم الأجزاء التي تم التقاطها على Amazon. Edit: تمت طباعتها الآن ويمكنك رؤيتها على الصور.

الخطوة 10: آفاق التحسين

في الوقت الحالي ، يناسب المشروع احتياجاتي تمامًا. ومع ذلك ، يمكننا التفكير في بعض النقاط التي يمكننا تحسينها:

1. تقليل استهلاك البطارية ، يمكننا تحسين الاستهلاك الحالي إما تغيير الأجهزة أو تحسين البرامج.
2. أضف البلوتوث للاتصال إما بتطبيق أو لتخزين البيانات وإجراء المزيد من التحليل بمرور الوقت.
3. أضف دائرة شحن LIPO لإعادة شحنها وتوصيلها مباشرة بالحائط.

إذا كنت تفكر في أي شيء ، فلا تتردد في كتابته في قسم التعليقات.

الخطوة 11: شكرا لك

شكرًا لك على قراءة هذا البرنامج التعليمي ، لا تتردد في التفاعل معي ومع الآخرين في قسم التعليقات. أتمنى أن تكون قد استمتعت بالمشروع وسأراك في المرة القادمة لمشروع آخر!