การตรวจสอบทางชีวภาพ: 8 ขั้นตอน (พร้อมรูปภาพ)

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

สวัสดีทุกคน, ในบริบทของโครงงานของนักเรียน เราถูกขอให้เผยแพร่บทความที่อธิบายกระบวนการทั้งหมด

จากนั้นเราจะนำเสนอวิธีการทำงานของระบบตรวจสอบทางชีวภาพของเรา

มีไว้เพื่อเป็นอุปกรณ์พกพาที่ช่วยให้สามารถตรวจสอบความชื้น อุณหภูมิ และความส่องสว่างภายในเรือนกระจกที่วิทยาเขต Université Pierre-et-Marie-Curie ในปารีส

ขั้นตอนที่ 1: ส่วนประกอบ

เซ็นเซอร์พื้น: อุณหภูมิ (Grove 101990019) และความชื้น (Grove 101020008)

เซ็นเซอร์อากาศ: อุณหภูมิและความชื้น DHT22 (อยู่นอกกล่อง)

เซนเซอร์ความสว่าง: Adafruit TSL2561

ไมโครคอนโทรลเลอร์: STM32L432KC

พลังงาน: แบตเตอรี่ (3, 7 V 1050 mAh), โซลาร์เซลล์และตัวควบคุมแรงดันไฟฟ้า (LiPo Rider Pro 106990008)

หน้าจอ LCD (128X64 ADA326)

การสื่อสาร: โมดูล Sigfox (TD 1208)

โมดูล Wifi: ESP8266

ขั้นตอนที่ 2: ซอฟต์แวร์

Arduino: อินเทอร์เฟซนี้อนุญาตให้เราอัปโหลดรหัสของเราลงใน

ไมโครคอนโทรลเลอร์ของเราเพื่อควบคุมค่าต่างๆ ของเซ็นเซอร์ ไมโครคอนโทรลเลอร์สามารถตั้งโปรแกรมให้วิเคราะห์และผลิตสัญญาณไฟฟ้า เพื่อทำงานต่างๆ เช่น ระบบอัตโนมัติในบ้าน (การควบคุมเครื่องใช้ในครัวเรือน - การให้แสงสว่าง การทำความร้อน …) การขับหุ่นยนต์ การประมวลผลแบบฝัง ฯลฯ

Altium Designer: มันถูกใช้เพื่อออกแบบ PCB ของการ์ดอิเล็กทรอนิกส์ของเราเพื่อรองรับเซ็นเซอร์ต่างๆ ของเรา

SolidWorks: SolidWorks เป็นซอฟต์แวร์ออกแบบโดยใช้คอมพิวเตอร์ช่วย 3 มิติที่ทำงานบน Windows เราออกแบบกล่องแบบกำหนดเองสำหรับการ์ดของเรา เซ็นเซอร์ต่างๆ ของเรา และจอ LCD ไฟล์ที่สร้างขึ้นจะถูกส่งไปยังเครื่องพิมพ์ 3 มิติที่จะผลิตต้นแบบของเรา

ขั้นตอนที่ 3: ปฏิสนธิ

ขั้นตอนแรกคือทำการทดสอบต่างๆเกี่ยวกับ

เซ็นเซอร์เพื่อวิเคราะห์ค่าที่ส่งคืนให้เราและในรูปแบบใด

เมื่อประมวลผลและเลือกค่าที่น่าสนใจทั้งหมดแล้ว เราก็สามารถสร้างอินสแตนซ์ของเซ็นเซอร์ต่างๆ ได้ทีละตัว ดังนั้นเราจึงสามารถสร้างต้นแบบแรกบนแผ่น Labdec

เมื่อโค้ดเสร็จสมบูรณ์และสร้างต้นแบบ เราก็สามารถเปลี่ยนไปใช้ PCB ได้ เราทำลายนิ้วมือของส่วนประกอบต่างๆ ที่กำหนดเส้นทางการ์ดตามต้นแบบของเรา

เราได้พยายามปรับพื้นที่ให้เหมาะสมที่สุด การ์ดของเรามีเส้นผ่านศูนย์กลาง 10 ซม. ซึ่งค่อนข้างกะทัดรัด

ขั้นตอนที่ 4: ที่อยู่อาศัย

ในแบบคู่ขนานเราออกแบบกรณีของเรา เป็นการดีกว่าที่เราจะสรุปเคสและการจัดการระดับเสียงของเราหลังจากทำการ์ดเสร็จแล้วเพื่อให้ได้ผลลัพธ์ที่กะทัดรัดและเข้ากับรูปทรงของการ์ด เราทำรูปหกเหลี่ยมพร้อมหน้าจอฝังอยู่บนพื้นผิวด้วยปรับพื้นที่ให้เหมาะสม

ใบหน้าหลายหน้าเพื่อจัดการเซ็นเซอร์ในเคส: การเชื่อมต่อที่ด้านหน้าสำหรับเซ็นเซอร์ภายนอกอาคาร: แน่นอนว่าเซ็นเซอร์ความชื้น แสง และอุณหภูมิของเราก็เช่นกัน

ทำให้เราสามารถจำกัดความเสี่ยงด้านความชื้นในตัวเครื่องได้ลดลงเหลือสูงสุด

ขั้นตอนที่ 5: การเพิ่มประสิทธิภาพของการใช้พลังงาน

เพื่อวิเคราะห์แหล่งที่มาของการบริโภคที่แตกต่างกันเรา

ได้ใช้ Shunt Resistance (1 โอห์ม)

ดังนั้นเราจึงสามารถวัดได้ว่า: มีกำลังสูงสุดเป็นร้อย mA (~ 135 mA) เมื่อระบบของเราสื่อสารกัน และมีการใช้เซ็นเซอร์และหน้าจออย่างต่อเนื่องประมาณ ~ 70mA หลังจากการคำนวณ เราได้ประมาณการอิสระ 14 ชั่วโมงสำหรับแบตเตอรี่ 1050mAh ที่หมด

สารละลาย:

การจัดการเซ็นเซอร์โดยอินเตอร์รัปต์ก่อนส่ง

การดำเนินการที่ส่งผลกระทบมากที่สุดคือเศรษฐกิจแบบไตร่ตรอง เราจึงได้เปลี่ยนความถี่ในการส่ง แต่เราอาจทำให้หยุดชะงักได้

ขั้นตอนที่ 6: การสื่อสาร

เราใช้โมดูลเพื่อสื่อสารกับแดชบอร์ด:

Actoboard

Sigfox เป็นเครือข่ายที่มีประโยชน์มากมาย เช่น Longue Range และการบริโภคต่ำ อย่างไรก็ตาม จำเป็นต้องมีการไหลของข้อมูลต่ำ (Low Flow Long Range)

ต้องขอบคุณการทำงานร่วมกันนี้ เราจึงส่งผลให้มีการตรวจสอบตามเวลาจริงด้วยข้อมูลที่เข้าถึงได้ทางออนไลน์

ขั้นตอนที่ 7: ผลลัพธ์

ที่นี่เราสามารถเห็นผลของงานที่ทำในช่วงปิดเทอม เราเคย

สามารถรวมทักษะทางทฤษฎีและปฏิบัติได้ เราพอใจกับผลลัพธ์ที่ได้ เรามีผลิตภัณฑ์สำเร็จรูปที่ค่อนข้างกะทัดรัดและตรงตามข้อกำหนดของเรา แม้ว่าเราจะมีปัญหาบางอย่างเกี่ยวกับการสื่อสารของแอคโตบอร์ดเนื่องจากเราบัดกรีส่วนประกอบสุดท้ายเสร็จแล้ว วิป !