المراقبة الحيوية: 8 خطوات (بالصور)

2024 مؤلف: John Day | [email protected]. آخر تعديل: 2024-01-30 07:41

مرحبا بالجميع،

في سياق مشروع الطالب ، طُلب منا نشر مقال يصف العملية برمتها.

سنقدم لك بعد ذلك كيفية عمل نظام المراقبة الحيوية لدينا.

من المفترض أن يكون جهازًا محمولًا يسمح بمراقبة الرطوبة ودرجة الحرارة واللمعان داخل صوبة زجاجية ، هنا في حرم جامعة بيير-إي-ماري-كوري في باريس.

الخطوة 1: المكونات

مجسات الأرضية: درجة الحرارة (Grove 101990019) والرطوبة (Grove 101020008)

مستشعرات الهواء: درجة الحرارة والرطوبة DHT22 (موجودة خارج الصندوق)

مستشعر اللمعان: Adafruit TSL2561

متحكم: STM32L432KC

الطاقة: البطارية (3 ، 7 فولت 1050 مللي أمبير) ، الخلايا الشمسية ومنظم الجهد (LiPo Rider Pro 106990008)

شاشة LCD (128X64 ADA326)

الاتصالات: وحدة Sigfox (TD 1208)

وحدة واي فاي: ESP8266

الخطوة 2: البرمجيات

اردوينو: سمحت لنا هذه الواجهة بتحميل أكوادنا إلى

متحكمنا الدقيق للتحكم في القيم المختلفة لأجهزة الاستشعار. يمكن برمجة المتحكم الدقيق لتحليل الإشارات الكهربائية وإنتاجها ، وذلك لأداء مهام مختلفة مثل التشغيل الآلي للمنزل (التحكم في الأجهزة المنزلية - الإضاءة ، والتدفئة …) ، وقيادة الروبوت ، والحوسبة المدمجة ، إلخ.

Altium Designer: تم استخدامه لتصميم ثنائي الفينيل متعدد الكلور لبطاقتنا الإلكترونية لاستيعاب أجهزة الاستشعار المختلفة لدينا.

SolidWorks: SolidWorks هو برنامج تصميم ثلاثي الأبعاد بمساعدة الكمبيوتر يعمل على Windows. لقد صممنا صندوقًا مخصصًا لبطاقتنا ، وأجهزة الاستشعار المختلفة لدينا ، وشاشة LCD. يتم إرسال الملفات التي تم إنشاؤها إلى طابعة ثلاثية الأبعاد تقوم بتصنيع النموذج الأولي الخاص بنا.

الخطوة الثالثة: الحمل

كانت الخطوة الأولى هي إجراء اختبارات مختلفة على

عادت مجسات لتحليل القيم إلينا وبأي شكل.

بمجرد معالجة جميع القيم المثيرة للاهتمام واختيارها ، تمكنا من إنشاء مثيل لأجهزة الاستشعار المختلفة واحدة تلو الأخرى. لذلك يمكننا الحصول على أول نموذج أولي يتم إجراؤه على وسادة Labdec.

بمجرد اكتمال الرموز ووضع النماذج الأولية ، كنا قادرين على التبديل إلى ثنائي الفينيل متعدد الكلور. لقد صنعنا بصمات الأصابع لمختلف المكونات التي توجه البطاقة وفقًا لنموذجنا الأولي.

لقد حاولنا تحسين المساحة إلى أقصى حد ؛ يبلغ قطر بطاقتنا 10 سم وهي مضغوطة نسبيًا.

الخطوة الرابعة: السكن

بالتوازي قمنا بتصميم قضيتنا. كان من الأفضل أن ننهي حالتنا وإدارة الحجم بعد إكمال البطاقة للحصول على نتيجة مضغوطة تطابق شكل البطاقة. لقد صنعنا مسدسًا مع الشاشة المضمنة على السطح لتحسين المساحة أيضًا

وجوه متعددة لإدارة المستشعرات في العلبة: التوصيل في المقدمة لأجهزة الاستشعار الخارجية: لدينا مستشعر الرطوبة والضوء ودرجة الحرارة أيضًا ، بالطبع.

لقد سمح لنا بالحد من مخاطر الرطوبة في السكن إلى الحد الأقصى

الخطوة 5: تحسين استهلاك الطاقة

لتحليل مصادر الاستهلاك المختلفة نحن

استخدمت مقاومة تحويلة (1 أوم)

لذلك يمكننا قياس ما يلي: توجد قوة ذروة تبلغ مائة مللي أمبير (~ 135 مللي أمبير) عندما يتواصل نظامنا وهناك استهلاك مستمر لأجهزة الاستشعار والشاشة حوالي 70 مللي أمبير. بعد الحساب ، قدرنا استقلالية تبلغ 14 ساعة لبطارية 1050 مللي أمبير في الساعة.

حل:

إدارة المستشعر عن طريق المقاطعات قبل الإرسال

الإجراء الأكثر تأثيرًا هو اقتصاد الفحص ، لذا قمنا بتغيير تردد الإرسال ولكن يمكننا أيضًا وضع بعض الانقطاعات.

الخطوة السادسة: التواصل

استخدمنا وحدة للتواصل مع لوحة القيادة:

اكتوبورد

Sigfox هي شبكة لها فوائد ضخمة مثل Longue Range والاستهلاك المنخفض. ومع ذلك فمن الضروري أن يكون لديك تدفق منخفض للبيانات (تدفق منخفض طويل المدى)

بفضل هذا التآزر ، نتج عن هذا التآزر مراقبة الوقت الحقيقي مع البيانات التي يمكن الوصول إليها عبر الإنترنت

الخطوة 7: النتائج

هنا يمكننا أن نرى نتيجة عملنا خلال فصل دراسي. كنا

قادر على الجمع بين المهارات النظرية والعملية. نحن سعداء بالنتائج. لدينا اتفاق المنتج النهائي بشكل جيد ويلبي مواصفاتنا. على الرغم من أننا نواجه بعض المشكلات في اتصال لوحة التشغيل منذ أن انتهينا من لحام المكونات الأخيرة. محجوب !