Это поучительное описание дизайна и конструкции так называемого Станция мониторинга комфорта CoMoSкомбинированное сенсорное устройство для условий окружающей среды, которое было разработано в отделе искусственной среды TUK, Technische Universität Kaiserslautern, Германия.
CoMoS использует контроллер ESP32 и датчики для температура воздуха а также относительная влажность (Si7021), Скорость воздуха (датчик ветра rev. C от Modern Device), и температура земного шара (DS18B20 в черной лампе), все в компактном, простом в сборке корпусе с визуальной обратной связью через светодиодный индикатор (WS2812B). Кроме того, освещенность Датчик (BH1750) включен для анализа местного визуального состояния. Все данные датчика периодически считываются и отправляются через Wi-Fi на сервер базы данных, откуда они могут использоваться для мониторинга и контроля.
Мотивация этого развития заключается в том, чтобы получить недорогую, но очень мощную альтернативу лабораторным сенсорным устройствам, которые обычно стоят по цене выше 3000 евро. В отличие от этого, CoMoS использует оборудование общей стоимостью около 50 евро и поэтому может быть развернуто всесторонне в (офисных) зданиях для определения в режиме реального времени индивидуальных тепловых и визуальных условий на каждом отдельном рабочем месте или в секции здания.
Для получения дополнительной информации о наших исследованиях и связанной с этим работе в отделе посетите официальный веб-сайт Living Lab для умных офисов или свяжитесь с соответствующим автором напрямую через LinkedIn. Все контакты авторов указаны в конце данного руководства.
Структурная нота: Это обучающее описание описывает первоначальную настройку CoMoS, но также предоставляет информацию и инструкции для несколько вариаций Мы недавно разработали: Помимо оригинального корпуса, построенного из стандартных деталей, есть также Опция 3D-печати, И кроме оригинального устройства с подключением к серверу базы данных, есть альтернатива автономная версия с SD-картой, встроенной точкой доступа WIFi и модным мобильным приложением для визуализации показаний датчика. Пожалуйста, проверьте параметры, отмеченные в соответствующих главах и автономный вариант в последней главе.
Личная заметка: Это первая инструкция для автора, и она охватывает довольно подробную и сложную установку. Пожалуйста, не стесняйтесь связаться через раздел комментариев на этой странице, по электронной почте или через LinkedIn, если какие-либо детали или информация отсутствуют на всех этапах.
Расходные материалы:
Шаг 1: Справочная информация - Тепловой и визуальный комфорт
Тепловой и визуальный комфорт становятся все более и более важными темами, особенно в офисе и на рабочем месте, а также в жилом секторе. Основная проблема в этой области заключается в том, что термическое восприятие людей часто варьируется в широких пределах. Один человек может чувствовать жар в определенном тепловом состоянии, в то время как другой чувствует холод в том же самом. Это потому что индивидуальное тепловое восприятие На него влияют многие факторы, в том числе физические факторы температуры воздуха, относительной влажности, скорости воздуха и лучистой температуры окружающих поверхностей. Кроме того, одежда, метаболическая активность и индивидуальный аспект возраста, пола, массы тела и т. Д. Влияют на тепловое восприятие.
Хотя отдельные факторы остаются неопределенными с точки зрения управления нагревом и охлаждением, физические факторы могут быть точно определены с помощью сенсорных устройств. Температура воздуха, относительная влажность, скорость воздуха и температура шара могут быть измерены и использованы в качестве прямого входа в систему управления зданием. Кроме того, в более подробном подходе они могут использоваться в качестве входных данных для расчета так называемого PMV-индексгде PMV обозначает прогнозируемое среднее голосование. Он описывает, как люди в среднем будут оценивать свои тепловые ощущения в данных условиях окружающей среды. PMV может принимать значения от -3 (холодный) до +3 (горячий), где 0 - нейтральное состояние.
Почему мы упоминаем эту вещь PMV здесь? Ну, потому что в области личного комфорта это обычно используемый показатель, который может служить критерием качества для тепловой ситуации в здании. А с CoMoS можно измерить все параметры окружающей среды, необходимые для расчета PMV.
Если вы заинтересованы, узнайте больше о тепловом комфорте, контексте глобальной и средней лучистой температуры, PMV-индексе и внедряемом стандарте ASHRAE на
Википедия: Тепловой комфорт
ISO 7726 Эргономика термальной среды
АШРАЕ НПО
Кстати, есть давно существующие, но и множество новых разработанных гаджетов в области персонализированная среда обеспечить индивидуальный тепловой и визуальный комфорт. Маленькие настольные вентиляторы - известный пример. Но также разрабатываются или даже доступны на рынке ножные грелки, стулья с подогревом и вентиляцией или офисные перегородки для инфракрасного обогрева и охлаждения. Все эти технологии влияют на локальное тепловое состояние, например, на рабочем месте, и ими можно управлять автоматически на основе данных локального датчика, как показано на рисунках этого шага.
Более подробную информацию о гаджетах персонализированной среды и текущих исследованиях можно найти на
Умные офисные помещения Living Lab: Персонализированная среда
Калифорнийский университет, Беркли
ZEN отчет о персональных отопительных и охлаждающих устройствах PDF
SBRC Университет Вуллонгонга
Шаг 2: Схема системы
Одной из основных целей в процессе разработки было создание беспроводной, компактный, а также недорогой сенсорное устройство для измерения условий окружающей среды в помещении не менее чем на десяти отдельных рабочих местах в данном открытом офисном помещении. Таким образом, станция использует ESP32-WROOM-32 с встроенным WiFi-соединением и большим разнообразием контактов разъема и поддерживаемых типов шин для всех типов датчиков. Сенсорные станции используют отдельный IoT-WiFi и отправляют свои показания данных в базу данных MariaDB через скрипт PHP, который запускается на сервере базы данных. По желанию можно установить простой в использовании визуальный выход Grafana.
Приведенная выше схема показывает расположение всех периферийных компонентов в качестве обзора настройки системы, но эта инструкция предназначена для самой сенсорной станции. Разумеется, файл PHP и описание соединения SQL будут включены позже, чтобы предоставить всю необходимую информацию для построения, подключения и использования CoMoS.
Замечания: В конце этой инструкции вы найдете инструкции о том, как создать альтернативную автономную версию CoMoS с SD-картой, внутренней точкой доступа WiFi и веб-приложением для мобильных устройств.
Шаг 3: Список поставок
электроника
Датчики и контроллер, как показано на рисунке:
- ESP32-WROOM-32 микроконтроллер (espressif.com) A
- Датчик температуры и влажности Si7021 или GY21 (adafruit.com) B
- DS18B20 + датчик температуры (adafruit.com) C
- Rev C. датчик скорости воздуха (moderndevice.com) D
- Индикатор состояния WS2812B 5050 (adafruit.com) E
- Датчик освещенности BH1750 (amazon.de) F
Больше электрических частей:
- Подтягивающий резистор 4,7 кОм (adafruit.com)
- 0,14 мм² (или аналогичный) стандартный провод (adafruit.com)
- 2x компактных соединителя Wago (wago.com)
- Кабель Micro USB (sparkfun.com)
Части корпуса
(Более подробную информацию об этих деталях и размерах вы найдете на следующем шаге. Если у вас есть 3D-принтер, вам нужен только мяч для настольного тенниса. Пропустите следующий шаг и найдите всю информацию и файлы для печати на шаге 5.)
- Акриловая тарелка круглая 50х4 мм 1
- Стальная пластина круглая 40x10 мм 2
- Акриловая труба 50x5x140 мм 3
- Акриловая тарелка круглая 40х5 мм 4
- Акриловая трубка 12x2x50 мм 5
- Мяч для настольного тенниса 6
Разнообразный
- Белая краска спрей
- Черная матовая краска спрей
- Какая-то лента
- Немного изолирующей шерсти, ватного тампона или чего-нибудь подобного
инструменты
- Электрическая дрель
- Сверло для кражи 8 мм
- 6 мм дерево / пластик
- 12 мм дерево / пластик
- Тонкая ручная пила
- шкурка
- Кусачки
- Инструмент для зачистки проводов
- Паяльник и олово
- Клеевой пистолет или пистолет для горячего клея
Программное обеспечение и библиотеки
(Цифры указывают версии библиотек, которые мы использовали и тестировали на оборудовании. Более новые библиотеки также должны работать, но мы иногда сталкивались с некоторыми проблемами при попытке попробовать разные / более новые версии.)
- Arduino IDE (1.8.5)
- ESP32 Базовая библиотека
- Библиотека BH1750FVI
- Библиотека Adafruit_Si7021 (1.0.1)
- Библиотека Adafruit_NeoPixel (1.1.6)
- Библиотека температуры Далласа (3.7.9)
- Библиотека OneWire (2.3.3)
Шаг 4: Дизайн корпуса и конструкция - Вариант 1
Конструкция CoMoS отличается тонким вертикальным корпусом, в котором большинство датчиков смонтировано в верхней части, а только датчик температуры и влажности установлен в нижней части. положения датчика и схемы следуют конкретным требованиям измеряемых переменных:
- Si7021 датчик температуры и влажности устанавливается снаружи корпуса, возле его дна, чтобы обеспечить свободную циркуляцию воздуха вокруг датчика и минимизировать влияние отработанного тепла, выделяемого микроконтроллером внутри корпуса.
- BH1750 датчик освещенности устанавливается на плоскую верхнюю часть корпуса для измерения освещенности на горизонтальной поверхности в соответствии с общими стандартами освещения на рабочем месте.
- Преподобный С датчик ветра также монтируется в верхней части корпуса, а его электроника спрятана внутри корпуса, но его зубья, на которых установлен настоящий тепловой анемометр и датчик температуры, находятся под воздействием воздуха вокруг верхней части.
- DS18B20 Датчик температуры установлен на самом верху станции, внутри окрашенного в черный цвет мяча для настольного тенниса. Положение сверху необходимо, чтобы минимизировать факторы обзора и, следовательно, радиационное влияние самой сенсорной станции на измерение температуры шара.
Дополнительные ресурсы о средней лучистой температуре и использовании черных мячей для настольного тенниса в качестве датчиков температуры шара:
Ван, Шан & Ли, Югуо. (2015). Пригодность акриловых и медных термометров для суточных наружных настроек. Строительство и окружающая среда. 89. 10.1016 / j.buildenv.2015.03.002.
Дорогой, Ричард. (1987). Термометры для пинг-понга для средней лучистой температуры. H & Eng.,. 60. 10-12.
Корпус спроектирован просто, чтобы сохранить время изготовления и усилия как можно меньше. Это может быть легко построен из стандартных деталей и компоненты с несколькими простыми инструментами и навыками. Или жедля тех, кому посчастливилось иметь в своем распоряжении 3D-принтер, все детали корпуса могут быть 3D-печатных также. Для печати кейса остаток этого шага можно пропустить, а все необходимые файлы и инструкции можно найти на следующем шаге.
Для конструкция из стандартных деталейПодходящие размеры выбраны для большинства из них:
- основной корпус представляет собой акриловую (ПММА) трубу с наружным диаметром 50 мм, толщиной стенки 5 мм и высотой 140 мм.
- Нижняя пластина, который служит световодом для светодиода состояния, представляет собой круглую акриловую пластину диаметром 50 мм и толщиной 4 мм.
- стальной круг диаметром 40 мм и толщиной 10 мм устанавливается в качестве груза на верхней части нижней пластины и устанавливается внутри нижнего конца трубки основного корпуса, чтобы предотвратить опрокидывание станции и удерживать нижнюю плиту на месте.
- верхняя плита подходит и внутри основной трубы. Он изготовлен из ПММА, имеет диаметр 40 мм и толщину 5 мм.
- Наконец, верхняя стояковая труба это также ПММА с наружным диаметром 10 мм, толщиной стенки 2 мм и длиной 50 мм.
Процесс изготовления и сборки прост, начиная с некоторых отверстия для сверления, Стальной круг требует непрерывного отверстия 8 мм для установки светодиода и кабелей. Трубке основного корпуса требуются отверстия диаметром 6 мм в качестве проходного кабеля для кабелей USB и датчиков и в качестве вентиляционных отверстий. Количество и расположение отверстий можно варьировать в зависимости от ваших предпочтений. Выбор разработчиков - шесть отверстий на задней стороне, близко к верху и низу, и два на лицевой стороне, одно верхнее, еще одно нижнее, для справки.
Верхняя пластина является самой сложной частью. Требуется центрированное, прямое и непрерывное целое 12 мм, чтобы соответствовать верхней вертикальной трубе, еще одно нецентрированное отверстие 6 мм для кабеля датчика освещенности и тонкая щель шириной примерно 1,5 мм и длиной 18 мм, чтобы соответствовать ветру. датчик. Смотрите фотографии для справки. И, наконец, мячу для настольного тенниса тоже нужно целое 6 мм, чтобы соответствовать датчику температуры и кабелю.
На следующем шаге все детали из ПММА, кроме нижней пластины, должны быть окраска распылением, ссылка белая. Мяч для настольного тенниса должен быть окрашен в черный матовый цвет, чтобы определить его предполагаемые тепловые и оптические характеристики.
Стальной круглый клееный по центру и плоский к нижней пластине. Верхняя вертикальная труба приклеена к 12-миллиметровому отверстию верхней пластины. Мяч для настольного тенниса приклеен на верхнем конце стояка, при этом его отверстие совпадает с внутренним отверстием стояка, так что датчик температуры и кабель могут быть вставлены в шар после этого через трубу стояка.
После этого шага все части корпуса готовы к сборке, собрав их вместе. Если некоторые из них подходят слишком плотно, слегка отшлифуйте их, а если слишком ослабли, добавьте тонкий слой ленты.
Шаг 5: Дизайн и конструкция корпуса - Вариант 2
Хотя вариант 1 построения дела CoMoS по-прежнему быстрый и простой, позволяя 3д принтер сделать работу может быть еще проще. Также для этой опции корпус делится на три части: верхнюю часть, корпус корпуса и нижнюю часть, чтобы обеспечить легкое подключение и сборку, как описано в следующем шаге.
Файлы и дополнительная информация о настройках принтера представлены на Thingiverse:
Файлы CoMoS на Thingiverse
Следуя инструкциям по использованию белая нить для верхней и корпусной частей кузова настоятельно рекомендуется. Это предотвращает слишком быстрый нагрев корпуса на солнце и позволяет избежать ложных измерений. Tпрозрачная нить следует использовать для нижней части, чтобы позволить светодиодный индикатор освещения.
Еще одно отличие от варианта 1 заключается в том, что металлический патрон отсутствует.Чтобы предотвратить опрокидывание CoMoS, в прозрачную нижнюю часть следует поместить любой груз, например шарики подшипника или несколько металлических шайб. Это разработано с краем вокруг, чтобы соответствовать и держать некоторый вес. В качестве альтернативы, CoMoS можно приклеить к месту установки с помощью двусторонней ленты.
Замечания: Папка Thingiverse содержит файлы для футляра для карт памяти Micro SD, которые можно установить на футляр CoMoS. Этот случай не является обязательным и является частью автономной версии, описанной в последнем шаге данного инструктажа.
Шаг 6: Подключение и сборка
ESP, датчики, светодиод и USB-кабель припаяны и подключен в соответствии с принципиальной схемой, показанной на изображениях этого этапа. PIN-присваивание пример кода, описанного ниже:
- 14 - Сбросить мост (EN) - серый
- 17 - WS2811 (светодиод) - зеленый
- 18 - подтягивающий резистор для DS18B20 +
- 19 - DS18B20 + (One Wire) - фиолетовый
- 21 - BH1750 и SI7021 (SDA) - синий
- 22 - BH1750 и SI7021 (SCL) - желтый
- 25 - BH1750 (V-in) - коричневый
- 26 - SI7021 (V-in) - коричневый
- 27 - DS18B20 + (V-in) - коричневый
- 34 - Датчик ветра (TMP) - голубой
- 35 - Датчик ветра (RV) - оранжевый
- VIN - USB-кабель (+ 5 В) - красный
- GND - USB-кабель (GND) - черный
Датчики Si7021, BH1750 и DS18B20 + получают питание через IO-контакт ESP32. Это возможно, потому что их максимальная сила тока ниже максимальной подачи тока ESP на контакт, и необходима для сброса датчиков путем отключения их питания в случае ошибок связи с датчиками. Смотрите код ESP и комментарии для получения дополнительной информации.
Датчики Si7021 и BH1750, такие же как USB-кабель, следует припаять с помощью кабелей, уже проложенных через специальные отверстия в корпусе, чтобы можно было выполнить сборку на следующем этапе. Компактные сплайс-разъемы WAGO используются для подключения устройств к источнику питания с помощью USB-кабеля. Все они питаются от 5 В постоянного тока через USB, который работает с логическим уровнем ESP32 на 3,3 В. Опционально, контакты данных кабеля micro USB могут быть подключены к разъему micro USB и подключены к micro USB ESP гнездо, как вход питания и подключение для передачи данных для передачи кода на ESP32, когда корпус закрыт. Иначе, если подключено, как показано на схеме, другой неповрежденный кабель micro USB необходим для первоначальной передачи кода на ESP перед сборкой корпуса.
Датчик температуры Si7021 приклеен к задней части корпуса, близко к нижней части. Очень важно прикрепить этот датчик близко ко дну, чтобы избежать ложных показаний температуры, вызванных выделением тепла внутри корпуса. См. Эпилог шаг для получения дополнительной информации об этой проблеме. BH1750 датчик освещенности приклеен к верхней пластине, а датчик ветра вставляется и крепится к прорези на противоположной стороне. Если он слишком плотно прилегает, небольшое количество ленты вокруг центральной части датчика помогает удерживать его на месте. Датчик температуры DS18B20 вставляется через верхний стояк в мяч для настольного тенниса, с окончательным положением в центре мяча. Внутренняя часть верхнего стояка заполнена изолирующей ватой, а нижнее отверстие закрыто лентой или горячим клеем, чтобы предотвратить проводящий или конвективный перенос тепла к земному шару. СВЕТОДИОД закреплен в стальном круглом отверстии вниз, чтобы осветить нижнюю пластину.
Все провода, соединительные разъемы и ESP32 проходят внутри основного корпуса, и все детали корпуса собираются в окончательной сборке.
Шаг 7. Программное обеспечение - настройка ESP, PHP и MariaDB
Микроконтроллер ESP32 может быть запрограммированный используя Arduino IDE и базовая библиотека ESP32, предоставленная Espressif. В Интернете доступно множество учебных пособий по настройке IDE для совместимости с ESP32, например, здесь.
После установки прикрепленный код переносится на ESP32. Это прокомментировано повсюду для легкого понимания, но некоторые ключевые особенности:
- Оно имеет "конфигурация пользователя"раздел в начале, в котором должны быть установлены отдельные переменные, такие как WiFi идентификатор и пароль, IP-адрес сервера базы данных, а также необходимые показания данных и период отправки. Он также включает переменную «настройка нулевого ветра», которая может использоваться для настройки нулевых показаний скорости ветра на 0 в случае нестабильного источника питания.
- Код включает в себя средний калибровочные коэффициенты определяется авторами по калибровке десяти существующих сенсорных станций. См. Шаг эпилога для получения дополнительной информации и возможной индивидуальной настройки.
- Различные обработки ошибок включены в несколько разделов кода. Особенно эффективно обнаружение и обработка ошибок связи по шине, которые часто возникают на контроллерах ESP32. Снова, см. Эпилог шаг для получения дополнительной информации.
- Имеет LED цветной вывод показать текущее состояние сенсорной станции и любые ошибки. Смотрите шаг Результаты для получения дополнительной информации.
Прикрепленный PHP файл должен быть установлен и доступен в корневой папке сервера базы данных по адресу serverIP / sensor.php. Имя PHP-файла и содержание обработки данных должны соответствовать коду функции вызова ESP и, с другой стороны, соответствовать настройке таблицы базы данных, чтобы обеспечить хранение показаний данных. Приведенные примеры кода совпадают, но если вы меняете некоторые переменные, они должны быть изменены во всей системе. Файл PHP вначале содержит корректирующий раздел, в котором индивидуальные настройки выполняются в зависимости от среды системы, особенно имя пользователя и пароль базы данныхи имя базы данных.
MariaDB или SQL база данных устанавливается на том же сервере, в соответствии с настройкой таблицы, используемой в коде сенсорной станции и сценарии PHP. В примере кода именем базы данных MariaDB является «sensortation» с таблицей с именем «data», которая содержит 13 столбцов для UTCDate, ID, UID, Temp, Hum, Globe, Vel, VelMin, VelMax, MRT, Illum, IllumMin, и IllumMax.
Платформа аналитики и мониторинга Grafana может быть дополнительно установлена на сервере в качестве опции для прямой визуализации базы данных. Это не ключевая особенность этой разработки, поэтому она не описывается далее в этом руководстве.
Шаг 8: Результаты - чтение и проверка данных
После завершения всей проводки, сборки, программирования и настройки окружающей среды сенсорная станция периодически отправляет показания данных в базу данных. Во время работы несколько рабочие состояния обозначены снизу СВЕТОДИОД цвет:
- Во время загрузки светодиод горит желтым цветом, указывая на ожидающее подключение к WiFi.
- Когда и во время подключения индикатор синий.
- Сенсорная станция запускает показания датчиков и периодически отправляет их на сервер. Каждая успешная передача обозначается импульсом зеленого света в 600 мс.
- В случае ошибок индикатор будет окрашиваться в красный, фиолетовый или желтоватый цвета в зависимости от типа ошибки. После определенного времени или количества ошибок станция датчиков сбрасывает все датчики и автоматически перезагружается, что снова обозначается желтым индикатором при загрузке. См. Код ESP32 и комментарии для получения дополнительной информации о цветах индикатора.
После этого последнего этапа сенсорная станция работает и работает непрерывно. На сегодняшний день сеть из 10 сенсорных станций установлена и работает в ранее упомянутом умном офисе Living Lab.
Шаг 9: Альтернатива: автономная версия
Развитие CoMoS продолжается, и первым результатом этого продолжающегося процесса является автономная версия, Эта версия CoMoS не требует сервера базы данных и сети Wi-Fi для мониторинга и записи данных об окружающей среде.
новые ключевые функции являются:
- Чтения данных хранятся на внутренней микро SD-карте в формате Excel CSV.
- Интегрированная точка доступа WiFi для доступа к CoMoS с любого мобильного устройства.
- Веб-приложение (внутренний веб-сервер на ESP32, подключение к Интернету не требуется) для оперативных данных, настроек и доступа к хранилищу с прямой загрузкой файлов с SD-карты, как показано на рисунке и скриншотах, прилагаемых к этому шагу.
Это заменяет подключение к Wi-Fi и базе данных, в то время как все остальные функции, включая калибровку и весь дизайн и конструкцию, остаются неизменными по сравнению с оригинальной версией. Тем не менее, автономный CoMoS требует опыта и дополнительных знаний о том, как получить доступ к внутренней системе управления файлами "SPIFFS" в ESP32, и немного о HTML, CSS и Javascript, чтобы понять, как работает веб-приложение. Это также нуждается в еще нескольких / различных библиотеках, чтобы работать.
Пожалуйста, проверьте код Arduino в zip-файле, прилагаемом к необходимым библиотекам, и следующие ссылки для получения дополнительной информации о программировании и загрузке в файловую систему SPIFFS:
SPIFFS библиотека от espressif
SPIFFS загрузчик файлов от me-no-dev
Библиотека ESP32WebServer от Pedroalbuquerque
Эта новая версия сделает совершенно новые инструкции, которые могут быть опубликованы в будущем. Но сейчас, особенно для более опытных пользователейМы не хотим упустить возможность поделиться базовой информацией и файлами, необходимыми для ее настройки.
Быстрые шаги по созданию автономного CoMoS:
- Постройте кейс в соответствии с предыдущим шагом. Опционально, 3D-печать дополнительного футляра для карт-ридера micro SC, прикрепляемого к футляру CoMoS. Если у вас нет 3D-принтера, считыватель карт может быть помещен в основной корпус CoMoS, не беспокойтесь.
- Подключите все датчики, как описано выше, но, кроме того, установите и подключите устройство для чтения карт микро-SD (amazon.com) и часы реального времени DS3231 (adafruit.com), как указано в схеме подключения, прилагаемой к этому шагу. Примечание: контакты для подтягивающего резистора и oneWire отличаются от оригинальной схемы подключения!
-
Проверьте код Arduino и настройте переменные точки доступа WiFi «ssid_AP» и «password_AP» в соответствии с вашими личными предпочтениями. Если не настроено, стандартный SSID - «CoMoS_AP», а пароль - «12345678».
-
Вставьте карту micro SD, загрузите код, загрузите содержимое папки «data» в ESP32 с помощью загрузчика файлов SPIFFS и подключите любое мобильное устройство к точке доступа WiFi.
-
Перейдите к «192.168.4.1» в своем мобильном браузере и наслаждайтесь!
Приложение все основано на HTML, CSS и JavaScript. Он локальный, подключение к Интернету не требуется и не требуется. Он имеет боковое меню в приложении для доступа к странице настройки и странице памяти. На страница настройкиВы можете настроить наиболее важные параметры, такие как локальная дата и время, интервал показаний датчика и т. д. Все настройки будут постоянно сохраняться во внутренней памяти ESP32 и восстанавливаться при следующей загрузке. На страница памяти, список файлов на SD-карте доступен. Щелчок по имени файла инициирует прямую загрузку файла CSV на мобильное устройство.
Эта настройка системы позволяет индивидуально и дистанционно контролировать условия окружающей среды в помещении. Все показания датчика периодически сохраняются на SD-карте, и новые файлы создаются для каждого нового дня. Это позволяет непрерывную работу в течение нескольких недель или месяцев без доступа и обслуживания. Как упоминалось ранее, это все еще текущие исследования и разработки, Если вы заинтересованы в более подробной информации или помощи, пожалуйста, не стесняйтесь связаться с соответствующим автором через комментарии или напрямую через LinkedIn.
Шаг 10: Эпилог - Известные проблемы и перспективы
Сенсорная станция, описанная в этом руководстве, является результатом длительного и продолжающегося исследования. Цель состоит в том, чтобы создать надежную, точную, но недорогую сенсорную систему для условий внутри помещений. Это держало и держит некоторые серьезные проблемы, из которых самые определенные должны быть упомянуты здесь:
Точность и калибровка датчика
Все датчики, используемые в этом проекте, предлагают относительно высокую точность при низкой или умеренной стоимости. Большинство из них оснащены внутренним шумоподавлением и интерфейсами цифровой шины для связи, что снижает необходимость в калибровке или регулировке уровня. В любом случае, поскольку датчики установлены в или на корпусе с определенными атрибутами, калибровка всей сенсорной станции была выполнена авторами, как кратко показано на прилагаемых рисунках. В общей сложности десять одинаково сконструированных сенсорных станций были испытаны в определенных условиях окружающей среды и сопоставлены с профессиональным внутренним климатическим сенсорным устройством TESTO 480. Из этих прогонов были определены калибровочные коэффициенты, включенные в пример кода. Они позволяют просто компенсировать влияние корпуса и электроники на отдельные датчики. Для достижения максимальной точности рекомендуется индивидуальная калибровка для каждой сенсорной станции. Калибровка этой системы является вторым направлением исследований авторов, помимо разработки и конструкции, описанных в этом руководстве. Это обсуждается в дополнительной связанной публикации, которая все еще находится в рецензировании и будет размещена здесь, как только она выйдет в сеть. Вы можете найти больше информации по этой теме на сайте авторов.
Стабильность работы ESP32
Не все библиотеки датчиков на основе Arduino, используемые в этом коде, полностью совместимы с платой ESP32. Эта проблема широко обсуждалась во многих точках в Интернете, особенно в отношении стабильности связи I2C и OneWire. В этой разработке выполняется новое комбинированное обнаружение и обработка ошибок, основанное на подаче питания на датчики непосредственно через выводы ввода-вывода ESP32, что позволяет отключить их питание для сброса. С сегодняшней точки зрения это решение не было представлено или широко не обсуждается. Он был рожден по необходимости, но на сегодняшний день работает без перебоев в течение нескольких месяцев и более. Все же это все еще тема исследования.
прогноз
Вместе с этим поучительно, авторы проводят дальнейшие письменные публикации и презентации на конференциях, чтобы распространить разработку и предоставить широкое и открытое приложение. Тем временем продолжаются исследования по дальнейшему совершенствованию сенсорной станции, особенно в отношении конструкции и технологичности системы, а также калибровки и проверки системы. Этот инструктивный материал может содержать обновленную информацию о важных будущих событиях, но для получения всей актуальной информации посетите веб-сайт авторов или свяжитесь с авторами напрямую через LinkedIn:
соответствующий автор: Матиас Киммлинг
второй автор: Конрад Лауенрот
научный руководитель: профессор Сабина Хоффманн
Вторая премия в
Первый раз Автор
