UCL - IIoT - Indoor-climate 4.0: 8 ขั้นตอน

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

หลังจากอ่านและทำงานกับคำแนะนำนี้ คุณจะมีสภาพอากาศในร่มอัตโนมัติ ซึ่งคุณสามารถสังเกตออนไลน์ได้ด้วยความช่วยเหลือของ Node-red ในกรณีของเรา เราได้พัฒนาแนวคิดนี้และนำเสนอในโรงพิมพ์ 3 มิติ

ขั้นตอนที่ 1: รายการ IO ของวัสดุที่จำเป็นสำหรับโครงการ

Arduino MEGA 2560

RAYSTAR OPTRONICS RC1602A-FHW-ESXDHT-เซ็นเซอร์

BD243C ทรานซิสเตอร์

Y. S. TECH FD244010HB 4010 40 มม. x 10 มม. พัดลม 24V 0.07A 2Pin 446

ขั้นตอนที่ 2: ผังงาน

นี่คือผังงานเพื่อแสดงความซับซ้อนของโครงการ ดังที่คุณเห็นข้อมูลเริ่มต้นจากด้านบนของผังงานและสิ้นสุดใน Arduino ทีละขั้นตอน ผังงานได้รับการออกแบบมาเพื่อให้ความรู้พื้นฐานเกี่ยวกับโครงการ เพื่อให้ทุกคนเข้าใจวิธีที่เราตั้งค่าระบบ ข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับวิธีการทำงานของ node-red และ wampserver จะอยู่ในขั้นตอนต่อไป

ขั้นตอนที่ 3: การพิมพ์ 3 มิติของบ้าน

เราใช้ขนาด 18x16 และจะไม่ทำให้เล็กลงอีกเพราะต้องใส่อุปกรณ์เข้าไปข้างใน สำหรับการพิมพ์ 3 มิติ ใช้สิ่งที่คุณมีประสบการณ์ หรือใช้ Fusion360 หรือ SketchUp หากคุณต้องการใช้สิ่งของหรือสิ่งของเพิ่มเติมในโครงการ คุณอาจต้องการบ้านหลังใหญ่ขึ้นเพื่อทำงานด้วย อย่างน้อยที่สุดหากคุณต้องการอุปกรณ์ภายใน

บ้านที่เราทำเป็นบ้านที่เรียบง่ายและใช้งานง่าย คุณสามารถทำให้มันละเอียดอ่อนและดูดีขึ้นได้หากคุณสนใจ แต่เราชอบที่จะยึดกฎ KISS คือ Keep It Simple Stupid

ขั้นตอนที่ 4: Fritzing

หากคุณต้องการที่จะเป็นสไตล์ของเรา คุณต้องใช้วัสดุเดียวกันเพื่อให้แน่ใจว่าโครงการจะทำงานตามที่ตั้งใจไว้ ตำแหน่งของรายการเป็นเพียงเพื่อให้ง่ายต่อการดูว่ามีสายอย่างไร จอ LCD ขึ้นไปบนหลังคา โดยที่เราเจาะรูและติดกาว สิ่งของอื่นๆ จะอยู่ภายในบ้าน

ขั้นตอนที่ 5: การเข้ารหัส

รหัสนี้เขียนด้วย Arduino ซึ่งเป็นภาษาโปรแกรม C และ C++ ผสมกัน ตรวจสอบให้แน่ใจว่าได้รวมไลบรารีเดียวกันไว้หากพยายามทำสำเนา

ขั้นตอนที่ 6: Node-red

Node-red เป็นซอฟต์แวร์ที่คุณดาวน์โหลดบนพีซีของคุณผ่าน CMD เป็นเครื่องมือพัฒนาแบบโฟลว์ที่ใช้สำหรับการเขียนโปรแกรมด้วยภาพซึ่งมีตัวแก้ไขโฟลว์บนเบราว์เซอร์

มันมีบทบาทสำคัญในการจัดการค่าที่เราได้รับจากเซ็นเซอร์ DHT แล้วแสดงเป็นมาตรวัดบนแดชบอร์ด เพื่อให้ผู้ใช้โปรเจ็กต์ทราบได้อย่างง่ายดายว่าระบบทำงานอย่างไรในขณะนั้น เมื่อดูที่มาตรวัด ผู้ใช้จะรับรู้ถึงอุณหภูมิในร่มและกลางแจ้ง ความชื้นภายในอาคาร ความเร็วของพัดลมในปัจจุบัน และรายงานสภาพอากาศที่น่าสงสัยเช่นกัน นอกจากการดูแบบดิจิทัลแล้ว ยังสามารถมองเห็นได้บนหลังคาบ้านบนจอ LCD

เราอัปโหลดโค้ดจากโหนดสีแดงของเราผ่านคลิปบอร์ดเพื่อให้ทุกคนใช้งานได้ สิ่งที่คุณต้องทำคือดาวน์โหลด node-red บนอุปกรณ์ของคุณและนำเข้าในแท็บบนแดชบอร์ด เมื่อดำเนินการแล้ว ตรวจสอบให้แน่ใจว่าคุณได้ตั้งค่า Arduino ของคุณเป็น COM3 และมีฐานข้อมูล SQL เดียวกันในการตั้งค่า Wampserver เรายังตัดสินใจนำเข้าข้อมูลจาก Weather.com เพื่อให้เห็นภาพอุณหภูมิภายนอกอาคารในเมืองที่เลือก เราแปลงฟาเรนไฮต์เป็นเซลเซียสเพื่อให้อ่านตัวเลขได้ง่ายขึ้น ที่นี่เราตัดสินใจว่าช่วงอุณหภูมิจะอยู่ระหว่าง -100 ถึง 100 องศาซินซึ่งเป็นช่วงที่เหมือนจริงมากซึ่งไม่เคยเกินเลย

โหนดที่สำคัญมากคือคุณต้องติดตั้งไลบรารีเดียวกันใน node-red เพื่อให้มีฟังก์ชันเดียวกัน ในการจัดการพาเลท คุณสามารถนำเข้าไลบรารีได้ และสิ่งที่คุณต้องมีเหมือนกับเราคือ:

โหนดสีแดง

node-red-contrib-string

node-red-contrib-unit-converter

node-red-แดชบอร์ด

node-red-node-arduino

node-red-node-feedparser

node-red-node-mysql

ดาวน์โหลดฟรีและจำเป็นสำหรับผลลัพธ์ของฐานข้อมูล Node-rod จะไม่ทำงานอย่างถี่ถ้วนหากไม่มีไลบรารีเหล่านี้และจะทำให้คุณเกิดข้อผิดพลาดหากคุณลองโดยไม่มีไลบรารี่เหล่านี้

ขั้นตอนที่ 7: Wampserver MySQL

Wampserver: ฐานข้อมูล MySQL ใช้เพื่อบันทึกข้อมูลจาก Arduino ในกรณีนี้คืออุณหภูมิในร่มและกลางแจ้ง ความเร็วพัดลม และความชื้น ทุกอย่างในฐานข้อมูลประเภทนี้ทำงานภายในคอมพิวเตอร์ ในการเข้าสู่ระบบ คุณต้องใช้ประเภท ID "root" และพื้นที่รหัสจะต้องว่างเปล่า จาก node-red เป็นสิ่งสำคัญที่ข้อมูลที่คุณส่งจะต้องมีชื่อเดียวกับใน MySQL ไม่เช่นนั้นข้อมูลจะไม่ไปถึงเซิร์ฟเวอร์และจะมีข้อผิดพลาดใน node-red

ใน MySQL คุณต้องสร้างฐานข้อมูล และในกรณีของเรา เราตั้งชื่อว่า 'nodered' ในฐานข้อมูลนี้ คุณสร้างตารางที่เราติดต่อกับโครงการ ในตารางนี้ คุณต้องสร้างแถวที่มีชื่อสำหรับข้อมูลที่คุณต้องการบันทึก เรามีความเร็วพัดลม ความชื้นในร่ม ความชื้นภายนอก อุณหภูมิ และเวลา เวลาถูกจัดเตรียมโดย node-red และส่วนอื่น ๆ เป็นข้อมูลจาก Arduino

ขั้นตอนที่ 8: ภาพประกอบของโครงการ

การสาธิตการทำงานของโครงการตามที่ควรจะเป็น