Alaska Datalogger: 5 стъпки (със снимки)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последно модифициран: 2024-01-30 07:52

Аляска е на ръба на напредващото изменение на климата. Уникалната му позиция, че има доста недокоснат пейзаж, населен с различни канари от въглищни мини, дава възможност за много изследователски възможности. Нашият приятел Монти е археолог, който помага с лагери за деца в местни села, пръснати из щата --Culturalalaska.com. Той изгражда кеш сайтове за историческо съхранение на храна с тези деца и иска начин за наблюдение на температурата, който да остави за около 8 месеца през зимата. Кешът за храна в Аляска е предназначен да предотврати влизането на Мечка и може да бъде заровен или закрепен в малка конструкция, подобна на кабина, на стълбове. За съжаление затоплянето на климата прави много от тези удобни дизайни на хладилници по-скоро като микровълнова печка това лято-честно казано тук горещо е горещо! Има много търговски машини за регистриране на данни, но Аляска се нуждаеше от собствена марка „Направи си сам“: Водоустойчив, Два водоустойчиви сензора на дълги линии, които могат да бъдат в кеша, а друг да лежи на повърхността, Нещо за изграждане за деца със STEM програма, Минимално поддръжка, дългосрочна батерия, лесно изтегляне от SD карта, 3D печат, презареждащ се, часовник в реално време и евтин.

Дизайнът е изцяло отпечатан с всеки 3D принтер и аз направих дизайна за печатната платка, която можете да поръчате и да попълните с леснодостъпни компоненти. Батерията е универсална 18650, която трябва да издържи около година с 12x показания на ден и зареждането се извършва, като просто включите малко захранване за един ден. Той е проектиран (Fusion 360) около О-пръстена, който се използва в домашни пречистватели на вода, така че е лесен за получаване и със силиконова грес и затягането на добре поставените болтове трябва да осигури защита за зимата в Аляска, ако дойде тази година …

Стъпка 1: Съберете вашите консумативи

Прекрасният дизайн на Adafruit съставлява повечето компоненти на дъската-те са малко по-скъпи, но са много работещи и надеждни. (Нямам финансови връзки с нито една компания …) Използвах принтер Creality CR10 за 3D частите. Двата превключвателя са водоустойчиви.

1. Vktech 5бр 2M водоустойчива цифрова сонда за сензор за температура DS18b20 $ 2

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

3. Adapruit TPL5111 Таймер за пробив на мощност $ 5

4. Adafruit Feather 32u4 Adalogger $ 22 Можете също да използвате MO версията, но линията за ниво на батерията е на друг щифт и трябва да го промените в софтуера.

5. IZOKEE 0.96 I2C IIC 12864 128X64 пиксел OLED $ 4

6. Здрав метален превключвател за включване/изключване със син LED пръстен - 16 мм син включен/изключен $ 5

7. Здрав метален бутон със син LED пръстен - 16 mm Blue Momentary $ 5

8. Разнообразие от бързи връзки за улесняване на сглобяването

9. 18650 батерия $ 5

10. Captain O-Ring-Whirlpool WHKF-DWHV, WHKF-DWH & WHKF-DUF Смяна на воден филтър

Стъпка 2: Изградете го

Дизайнът на корпуса е изграден около леснодостъпния о-пръстен от стандартен филтър за цяла къща на Westinghouse. Пръстенът се плъзга в смазана със силиций жлеб между двете отпечатани половини на корпуса. В долната част на корпуса има място за батерията 18650 и двата водоустойчиви превключвателя за управление-има и отвор за изхода на кабелите за температурните сонди. Двата файла за горната и долната половина са по -долу.

Долната част е завършена, като се вземат найлонови болтове с 4 мм или еквивалентен размер и се отстраняват главите им и се циментират в опорните стълбове, които са пробити, за да се настанят. Използвайте подходяща дължина, така че гайките от найлонова капачка отгоре да ги покрият, когато двете половини се съединят. Горните и долните секции трябва да бъдат отпечатани с поддръжка. Горната част е завършена чрез залепване в кръгъл пластмасов прозорец, изработен от тънък лексан.

Стъпка 3: Свържете го

Сглобяването на печатната платка е доста лесно. Проектирах платката в Eagle и я изпратих на PCBway за производство-честно казано това е най-евтиното нещо досега. Ако искате да го свържете с грешка, което е лесно, просто следвайте схемата на файла Brd. Малкият LED екран е прикрепен чрез I2C връзките на платката заедно със захранването и земята. Сърцето на системата е TPL5111, който е свързан директно към батерията и остава включен през цялото време. Той има избираем таймер (променлив резистор), който събужда системата на всеки 2 часа до всяка секунда, като активира щифта за активиране на модула Feather. RTC комуникира чрез същата I2C шина като светодиода-те имат различни адреси. Перото също е свързано към батерията 18650 чрез JST кабел чрез превключвателя за включване/изключване, за да изключи цялото захранване на системата. Това позволява вградено зареждане от перото, когато батерията е изтощена, като включите микро USB в перата. Всеки път, когато качвате нов софтуер към Feather, трябва да запомните да стартирате TPL5111, като натиснете бутона му, в противен случай перото няма да отговори на повикването за зареждане на USB. Бутонът е проектиран да осигурява захранване на LED екрана само при натискане и също така да изпраща висок сигнал към TPL5111, който позволява на перата да се включи толкова дълго, колкото сте натиснали бутона. Това се прави, за да се ограничи времето, в което екранът е включен - използва се само за проверка на състоянието на временните сонди, нивото на батерията и часа/датата и файла с размера, който изграждате. Последното парче окабеляване са двете сонди, които се поставят през последното място за пробиване на долната половина. Те бяха свързани с 3 -пинови конектори JST, за да улеснят отстраняването. Пропуснах да поставя 4.7K резистора на платката, за да свържа пина за данни и напрежение към шината на сензора за температура. Така че това трябва да се направи на една от точките за свързване на сензора на платката-те са обозначени, така че да е лесно. И двамата отиват към един и същ GPIO щифт на перото, така че е необходима само една резисторна връзка.

Стъпка 4: Програмирайте го

Програмата е много лесна за разбиране. SD библиотеката е за използване на файла с SD карта, който е вграден в перото. Библиотеките на OneWire и Dallas Temp служат за премахване на едножичните показания от временните сонди. DonePin трябва да уведоми TPL5111, че всички четения на данни са приключили и е добре да деактивирате перката. VBatpin е щифтът на перото, който има разделител на напрежението върху него, за да прочете стойността на батерията Lipo. Библиотеката на Asciiwire трябва да управлява LED екрана. В този случай OneWireBus е GPIO пин 6. Файловата система SD за този Datalogger настройва файл ANALOG02. TXT за натрупване на всички данни. Той отваря един и същ файл всеки път и просто го добавя. За да се отървете от старите данни, трябва да извадите чипа от държача на SD картата и да го изтеглите в компютър-например в електронния лист EXCEll. Това става лесно с раздела за импортиране на данни в електронната таблица. След това файловете се премахват от чипа и когато Перото го отвори отново, той изгражда нов. Следва настройката за час/дата за RTC. //rtc.adjust(DateTime(F(_DATE_), F (_ TIME_))); премахнете символите за коментар, за да настроите вашия RTC за времето за зареждане и след това препрограмирайте чипа с този ред, коментиран така, че следващия път, когато компютърът се стартира, той да не използва същото време за зареждане отново, вместо да позволи на хронометъра, поддържащ батерията, да го запълни in. Секцията loop () отваря SD файла, получава датата/часа, чете и преобразува двата сензора, изчислява нивото на батерията и го записва на SD картата. След това прави donePin високо, за да изключи последователността.

Стъпка 5: Използвайте го

Батерията се зарежда напълно, като включите перото в MicroUSB щепсел. Индикаторът за зареждане ще светне, докато не се зареди напълно-бавно. В държача на чипа се поставя нова SD карта без ANALOG02. TXT. Капакът е монтиран и петте гайки са завинтени към гуменото уплътнение. Бутонът за захранване е включен и след около 4 секунди бутонът е задържан. Той бързо ще покаже първо температурата по подразбиране и след изчистване на екрана ще покаже T1 и T2 като изходи на температурните сонди. Можете да загреете един с ръка, така че да може да бъде обозначен като Т1 и Т2. Екранът също ще показва часа, минутата, сек, ден, месец и година на четенето, както и нивото на батерията и колко голям е вашият файл в този момент. Тази проверка се прави, за да се уверите, че всичко върви добре, преди да я оставите за 8 месеца. Освободете бутона и поставете сондите там, където искате да се правят измервания на температурата. Те са водоустойчиви и се надяваме, че това е вашата машина. Първоначалното излизане на тази машина ще бъде в Илиамна Аляска, където ще бъде под земята до следващия април. При ранно тестване този размер батерия беше достатъчно добър за поне 1 1/2 години при 12 показания на ден, всичко това се дължи на разпределението на мощността на TPL5111. Изследванията на глобалното затопляне са много важни за всички, с които да се занимавате-излезте и направете малко наука!