ระบบตรวจสอบสภาพอากาศและความเร็วลมอัจฉริยะจาก IOT: 8 ขั้นตอน

2025 ผู้เขียน: John Day | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2025-01-23 15:12

พัฒนาโดย - Nikhil Chudasma, Dhanashri Mudliar และ Ashita Raj

บทนำ

ความสำคัญของการตรวจสอบสภาพอากาศมีอยู่หลายวิธี พารามิเตอร์สภาพอากาศจะต้องได้รับการตรวจสอบเพื่อรักษาการพัฒนาในด้านการเกษตร เรือนกระจก และเพื่อให้แน่ใจว่าสภาพแวดล้อมการทำงานที่ปลอดภัยในอุตสาหกรรม ฯลฯ แรงจูงใจหลักเบื้องหลังการทำโครงการนี้คือยูทิลิตี้ขนาดใหญ่ของการตรวจสอบสภาพอากาศแบบไร้สายในพื้นที่ต่างๆ ตั้งแต่การเติบโตและการพัฒนาทางการเกษตรไปจนถึงการพัฒนาอุตสาหกรรม เกษตรกรสามารถตรวจสอบสภาพอากาศของทุ่งได้จากที่ห่างไกลและไม่ต้องการให้พวกเขาอยู่ที่นั่นเพื่อทราบพฤติกรรมภูมิอากาศที่ทุ่งเกษตรกรรม / เรือนกระจกโดยใช้การสื่อสารไร้สาย

เสบียง

ฮาร์ดแวร์ที่จำเป็น:

1. รุ่น Raspberry Pi B+
2. Arduino Mega 2560
3. A3144 ฮอลล์เซนเซอร์
4. โมดูลเซ็นเซอร์ IR
5. DHT11 เซ็นเซอร์อุณหภูมิและความชื้น
6. MQ-7 แก๊สเซนเซอร์
7. ML8511 ยูวีเซนเซอร์
8. ตลับลูกปืนขนาดเล็ก
9. แท่งเกลียว น็อตหกเหลี่ยม และแหวนรอง
10. แม่เหล็กนีโอไดเมีย
11. ตัวต้านทาน 10K
12. ท่อพีวีซีและข้อศอก
13. ปากกาลูกลื่น

ซอฟต์แวร์ที่จำเป็น:

1. Arduino IDE
2. โหนดแดง

ขั้นตอนที่ 1: การพัฒนาเครื่องวัดความเร็วลม

• ตัดท่อพีวีซีให้ยาวกว่าความหนาของลูกปืน
• ใส่ลูกปืนเข้าไปในชิ้นตัดท่อ
• เชื่อมฝาหลังของปากกาเข้ากับขอบด้านนอกของชิ้นงานตัดท่อที่ 0-120-240 องศา
• ติดถ้วยกระดาษด้านการเขียนของปากกา
• ใส่แถบเกลียวในท่อโดยใช้วงแหวนและน็อต ติดตั้งเซ็นเซอร์ฮอลล์ A3144 ตามที่แสดงในภาพ
• ติดแม่เหล็กเข้ากับปากกาตัวใดตัวหนึ่งจากสามด้าม โดยให้แม่เหล็กควรอยู่เหนือเซ็นเซอร์ในห้องโถงพอดีเมื่อประกอบปากกา

ขั้นตอนที่ 2: การพัฒนาหน่วยบอกทิศทางลม

• ตัดท่อแล้วทำช่องให้พอดีกับใบพัดลม
• ใส่ลูกปืนเข้าไปในชิ้นส่วนที่ตัดของท่อ
• ติดแถบเกลียวในท่อและติดแผ่นซีดี/ดีวีดีที่ปลายด้านหนึ่ง เหนือแผ่นดิสก์ให้เว้นระยะห่างไว้และใส่ชิ้นส่วนท่อที่ติดตั้งลูกปืน
• Mount IR Sensor Module บนแผ่นดิสก์ตามที่แสดงในภาพ
• ทำกังหันลมโดยใช้สเกลและสร้างสิ่งกีดขวางซึ่งควรอยู่ตรงข้ามกับตัวส่งและตัวรับ IR หลังจากประกอบใบพัด
• ประกอบใบพัดในช่อง

ขั้นตอนที่ 3: ประกอบหน่วยความเร็วลมและทิศทางลม

ประกอบหน่วยความเร็วลมและทิศทางลมที่พัฒนาขึ้นในขั้นตอนที่ 1 และขั้นตอนที่ 2 โดยใช้ท่อพีวีซีและข้อศอกตามภาพ

ขั้นตอนที่ 4: แผนภาพวงจรและการเชื่อมต่อ

ตารางแสดงการเชื่อมต่อของเซ็นเซอร์ทั้งหมดกับ Arduino Mega 2560

• เชื่อมต่อตัวต้านทาน 10Kohm ระหว่าง +5V และข้อมูลของ Hall Sensor A3144
• เชื่อมต่อ Vcc, 3.3V และ Gnd ของเซ็นเซอร์ทั้งหมดตามลำดับ
• ต่อสาย USB ชนิด A/B เข้ากับ Arduino และ Raspberry Pi

ขั้นตอนที่ 5: โปรแกรมสำหรับ Arduino

ใน Arduino IDE:

• ติดตั้งไลบรารีของเซ็นเซอร์ DHT11 และ MQ-7 ซึ่งรวมอยู่ที่นี่
• คัดลอกและวางโค้ด Arduino ที่รวมไว้ที่นี่
• เชื่อมต่อบอร์ด Arduino โดยใช้สายเคเบิลกับ Raspberry Pi
• อัปโหลดรหัสในบอร์ด Arduino
• เปิด Serial Monitor และพารามิเตอร์ทั้งหมดสามารถดูได้ที่นี่

รหัส Arduino

ห้องสมุด DHT

ห้องสมุด MQ7

ขั้นตอนที่ 6: Node Red Flow

ภาพแสดงกระแส Node-Red

ต่อไปนี้เป็นโหนดที่ใช้สำหรับแสดงข้อมูลบนแดชบอร์ด

• Serial-IN
• การทำงาน
• แยก
• สวิตช์
• วัด
• แผนภูมิ

อย่าใช้โหนดออก MQTT เนื่องจากใช้สำหรับเผยแพร่ข้อมูลบนเซิร์ฟเวอร์ระยะไกล เช่น Thingsboard คำแนะนำปัจจุบันสำหรับแดชบอร์ดเครือข่ายท้องถิ่น

ขั้นตอนที่ 7: แดชบอร์ด

รูปภาพแสดงแดชบอร์ดที่แสดงพารามิเตอร์สภาพอากาศและกราฟตามเวลาจริงทั้งหมดตามลำดับ

ขั้นตอนที่ 8: การทดสอบ

ผลลัพธ์เรียลไทม์ที่แสดงบนแดชบอร์ด