บอร์ดมัลติเซนเซอร์ Arduino! (ตอนที่ 1): 11 ขั้นตอน (พร้อมรูปภาพ)

2024 ผู้เขียน: John Day | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2024-01-30 13:07

บอร์ดนี้เป็นงานที่สมบูรณ์ที่จะช่วยให้คุณอ่านค่าจากเซ็นเซอร์ต่างๆ ได้!

กรุณาเยี่ยมชมช่องของฉัน สมัครสมาชิก:

www.youtube.com/user/josexers

ขั้นตอนที่ 1: แผนผัง

คุณสมบัติของบอร์ด:

อินพุต 12VDC

4 พอร์ต I2C (เซนเซอร์ LCD, OLED, RTC)

4 อินพุตแบบอะนาล็อก (16 บิต 0 ถึง 65535 แทน Arduino ADC พื้นฐาน 0 ถึง 1024) ที่คุณมีบนบอร์ด ความต้านทาน shunt ที่เลือกได้ของจัมเปอร์สำหรับเครื่องส่งสัญญาณ 4-20ma

4 คอนเน็กเตอร์แบบอนุกรม (รองรับ 2 ซีเรียลและ 2 ซอฟต์แวร์ซีเรียลซีเรียล Bluetooth)

1 พอร์ต SPI (เซ็นเซอร์ SD)

1 พอร์ตดิจิตอล D5 (I/0)

3 พอร์ต 1wire

ขั้นตอนที่ 2: รายการวัสดุ

1 - Arduino Pro mini

4 - 3.5 มม. 2 เทอร์มินัลบล็อก

1 - 5 มม. 2 เทอร์มินัลบล็อก

หมุดตัวผู้ส่วนหัว 2 - 40x1

หมุดตัวผู้ส่วนหัว 1 - 8x2

1 - 7805 ตัวควบคุมโวลตาเจ

1 - 1N4148 ไดโอด

2 - 100uF 25V ตัวเก็บประจุด้วยไฟฟ้า

1 - โมดูล ads1115

1 - RTC i2c

1 - 0.94' Oled Display

1- โมดูล SD สำหรับ arduino

ขั้นตอนที่ 3: เซ็นเซอร์อะนาล็อกอย่างง่าย

คำอธิบาย

LM35 ซีรีส์เป็นอุปกรณ์อุณหภูมิวงจรรวมที่มีความแม่นยำพร้อมแรงดันเอาต์พุตตามสัดส่วนเชิงเส้นกับอุณหภูมิเซนติเกรด

คุณสมบัติ1• ปรับเทียบโดยตรงในเซลเซียส (เซนติเกรด)

• ลิเนียร์ + 10-mV/°C สเกลแฟกเตอร์

• มั่นใจได้ถึงความแม่นยำ 0.5°C (ที่ 25°C)

• ได้รับการจัดอันดับสำหรับช่วงเต็ม −55 °C ถึง 150 °C

• เหมาะสำหรับการใช้งานระยะไกล

• ต้นทุนต่ำเนื่องจากการตัดแต่งแผ่นเวเฟอร์

• ทำงานตั้งแต่ 4 V ถึง 30 V

• กระแสไฟไหลออกน้อยกว่า 60-μA

• ความร้อนในตัวต่ำ 0.08°C ในอากาศนิ่ง

• Non-Linearity เท่านั้น ±¼°C Typical

• เอาต์พุตอิมพีแดนซ์ต่ำ 0.1 Ω สำหรับโหลด 1-mA 2 แอปพลิเคชัน

• พาวเวอร์ซัพพลาย

• การจัดการแบตเตอรี่

• ระบบปรับอากาศ

• เครื่องใช้ไฟฟ้า

ขั้นตอนที่ 4: แยกเซนเซอร์

เซ็นเซอร์ PIR ช่วยให้คุณสัมผัสได้ถึงการเคลื่อนไหว ซึ่งมักใช้ในการตรวจจับว่ามนุษย์ได้ย้ายเข้าหรือออกจากช่วงเซ็นเซอร์หรือไม่ มีขนาดเล็ก ราคาไม่แพง ใช้พลังงานต่ำ ใช้งานง่ายและไม่เสื่อมสภาพ ด้วยเหตุนี้จึงมักพบในเครื่องใช้และอุปกรณ์ต่างๆ ที่ใช้ในบ้านหรือธุรกิจ พวกเขามักจะเรียกว่าเซ็นเซอร์ PIR, "Passive Infrared", "Pyroelectric" หรือ "IR motion"

ขั้นตอนที่ 5: เซ็นเซอร์ I2C

BMP180

เป็นเซ็นเซอร์ความดันบรรยากาศพร้อมอินเทอร์เฟซ I2C (“Wire”) เซ็นเซอร์ความดันบรรยากาศวัดความดันสัมบูรณ์ของอากาศรอบตัว ความกดดันนี้จะแตกต่างกันไปตามสภาพอากาศและระดับความสูง คุณสามารถตรวจสอบการเปลี่ยนแปลงของสภาพอากาศ วัดระดับความสูง หรืองานอื่นๆ ที่ต้องใช้การอ่านค่าความดันที่แม่นยำได้ ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับวิธีที่คุณตีความข้อมูล

MPU-6050 มาตรความเร่ง + Gyro

มาตรความเร่ง ไจโรสโคป และ IMU เป็นเซ็นเซอร์ขนาดเล็กที่มีประโยชน์อย่างเหลือเชื่อ ซึ่งถูกรวมเข้ากับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์รอบตัวเรามากขึ้นเรื่อยๆ เซ็นเซอร์เหล่านี้ใช้ในโทรศัพท์มือถือ เกมคอนโซล เช่น รีโมทคอนโทรลไร้สาย Wii ของเล่น หุ่นยนต์ทรงตัว ชุดจับการเคลื่อนไหว และอื่นๆ มาตรวัดความเร่งใช้เป็นหลักในการวัดความเร่งและความเอียง ไจโรสโคปใช้เพื่อวัดความเร็วเชิงมุมและการวางแนว และ IMU (ซึ่งรวมทั้งมาตรความเร่งและไจโรสโคป) ใช้เพื่อทำความเข้าใจการเร่งความเร็ว ความเร็ว ตำแหน่ง การวางแนว และอื่นๆ ของอุปกรณ์

ขั้นตอนที่ 6: 1 เซ็นเซอร์ลวด

1-Wire Parasite-Power เครื่องวัดอุณหภูมิดิจิตอล

เทอร์โมมิเตอร์แบบดิจิตอล DS18S20 ให้การวัดอุณหภูมิ 9 บิตเซลเซียส และมีฟังก์ชั่นปลุกด้วยจุดทริกเกอร์บนและล่างที่ผู้ใช้ตั้งโปรแกรมเองได้ DS18S20 สื่อสารผ่านบัส 1-Wire® ซึ่งตามคำจำกัดความต้องการเพียงสายข้อมูล (และกราวด์) เพียงเส้นเดียวสำหรับการสื่อสารกับไมโครโปรเซสเซอร์กลาง นอกจากนี้ DS18S20 ยังสามารถรับพลังงานได้โดยตรงจากสายดาต้า ("พลังปรสิต") โดยไม่จำเป็นต้องใช้แหล่งจ่ายไฟภายนอก

คุณสมบัติหลัก อินเทอร์เฟซ 1-Wire® ที่ไม่ซ้ำใครต้องใช้พินพอร์ตเพียงพอร์ตเดียวสำหรับการสื่อสาร

อุณหภูมิตั้งแต่ -55 °C ถึง +125°C (-67°F ถึง +257°F)±0.5°C

ความแม่นยำตั้งแต่ -10°C ถึง +85°C

ความละเอียด 9 บิต

ไม่จำเป็นต้องมีส่วนประกอบภายนอก

DHT11

กำลังไฟ 3 ถึง 5V ต้นทุนต่ำเป็นพิเศษและการใช้กระแสไฟสูงสุด 2.5mA I/O ระหว่างการแปลง (ขณะขอข้อมูล)

เหมาะสำหรับการอ่านค่าความชื้น 20-80% พร้อมความแม่นยำ 5%

เหมาะสำหรับการอ่านค่าอุณหภูมิ 0-50 °C ±2°C ความแม่นยำ

ไม่เกิน 1 Hz อัตราการสุ่มตัวอย่าง (ทุกๆ วินาที)

ขนาดตัวเครื่อง 15.5มม. x 12มม. x 5.5มม. 4 ขา มีระยะห่าง 0.1"

ขั้นตอนที่ 7: กิจวัตรของเซ็นเซอร์ตอบสนอง (หรือบางครั้งความถี่)

อัลตราโซนิกเซนเซอร์

HC-SR04 เซ็นเซอร์วัดช่วงอัลตราโซนิก เซ็นเซอร์ที่ประหยัดนี้มีฟังก์ชันการวัดแบบไม่สัมผัสขนาด 2 ซม. ถึง 400 ซม. พร้อมความแม่นยำที่หลากหลายซึ่งสามารถเข้าถึงได้สูงสุด 3 มม. โมดูล HC-SR04 แต่ละโมดูลประกอบด้วยเครื่องส่งอัลตราโซนิก เครื่องรับ และวงจรควบคุม

เซ็นเซอร์การไหล

เซ็นเซอร์นี้อยู่ในแนวเดียวกับท่อส่งน้ำและมีเซ็นเซอร์กังหันเพื่อวัดปริมาณน้ำที่ไหลผ่าน มีเซ็นเซอร์ Hall-Effect แบบแม่เหล็กในตัวที่ส่งสัญญาณพัลส์ไฟฟ้าในทุกรอบ “YFS201 Hall Effect Water Flow Sensor” มาพร้อมกับสายไฟสามเส้น: สีแดง/VCC (อินพุต DC 5-24V), สีดำ/GND (0V) และสีเหลือง/OUT (เอาต์พุตพัลส์)

ขั้นตอนที่ 8: สมองของโครงการที่ดีที่สุด

มี Arduinos มากมาย แต่เราจำเป็นต้องรักษาสิ่งนี้ให้ใช้งานได้จริงและง่าย

ดังนั้นฉันจึงแนะนำ Arduino Pro mini

ตัวเล็กแต่ทรงพลัง

เข้ากันได้ทั้งหมด:

ห้องสมุด I2C

1 ห้องสมุดสาย

SD Library

SPI

การอ่านแบบอะนาล็อก (10 บิต)

ขั้นตอนที่ 9: การอ่าน ADC ที่ดีขึ้น

ADS1115

คำอธิบาย

อุปกรณ์ ADS1113, ADS1114 และ ADS1115 (ADS111x) มีความแม่นยำ พลังงานต่ำ 16 บิต I 2C Compatible ตัวแปลงอนาล็อกเป็นดิจิตอล (ADCs) ที่นำเสนอในแพ็คเกจ X2QFN-10 ขนาดเล็กพิเศษไร้สารตะกั่วและ แพ็คเกจ VSSOP-10 อุปกรณ์ ADS111x มีการอ้างอิงแรงดันดริฟท์ต่ำและออสซิลเลเตอร์ ADS1114 และ ADS1115 ยังรวมเอาตัวขยายสัญญาณขยายสัญญาณที่ตั้งโปรแกรมได้ (PGA) และตัวเปรียบเทียบแบบดิจิตอล คุณสมบัติเหล่านี้ควบคู่ไปกับช่วงการจ่ายไฟในการทำงานที่กว้าง ทำให้ ADS111x เหมาะอย่างยิ่งสำหรับการใช้งานการวัดเซ็นเซอร์ที่มีกำลังและพื้นที่จำกัด

1 คุณสมบัติ1• แพ็คเกจ X2QFN ขนาดเล็กพิเศษ: 2 มม. × 1.5 มม. × 0.4 มม.

• ช่วงการจ่ายกว้าง: 2.0 V ถึง 5.5 V

• การบริโภคกระแสไฟต่ำ: 150 μA (โหมดการแปลงต่อเนื่อง)

• อัตราข้อมูลที่ตั้งโปรแกรมได้: 8 SPS ถึง 860 SPS

• การตกตะกอนแบบรอบเดียว

• การอ้างอิงแรงดันลมต่ำภายใน

• Oscillator ภายใน

• อินเทอร์เฟซ I 2C: ที่อยู่ที่เลือกได้สี่พิน

• สี่อินพุตปลายเดี่ยวหรือสองอินพุตที่แตกต่างกัน (ADS1115)

• โปรแกรมเปรียบเทียบ (ADS1114 และ ADS1115)

• ช่วงอุณหภูมิในการทำงาน: –40°C ถึง +125°C 2 การใช้งาน

• เครื่องมือวัดแบบพกพา

• การตรวจสอบแรงดันแบตเตอรี่และกระแสไฟ

• ระบบวัดอุณหภูมิ

• เครื่องใช้ไฟฟ้า

• ระบบอัตโนมัติในโรงงานและการควบคุมกระบวนการ

ขั้นตอนที่ 10: การบันทึกข้อมูล SD และ RTC

สองสิ่งนี้มีประโยชน์มากหากโครงการของคุณเกี่ยวข้องกับฐานข้อมูลเพื่อรายงานแนวโน้มของตัวแปร

ฉันแนะนำให้ซื้อแยกกัน แต่คุณสามารถหาบอร์ดที่มารวมกันได้

SD จะบันทึกไฟล์ CVS และข้อมูลจะถูกแสดงดังนี้

2017-18-08, 21:32, 100, 25, 668

มี DATE, TIME, VARIABLE0, VARIABLE1, VARIABLE2

จำเป็นต้องกำหนดช่วงเวลาที่จะบันทึกตัวแปรเหล่านี้ มีการสุ่มตัวอย่างมากขึ้นในนาทีที่ ข้อมูลที่คุณต้องดำเนินการมากขึ้น

ห้องสมุดที่เกี่ยวข้อง:

ขั้นตอนที่ 11: กระดาน

ขออนุญาติฝากภาพเบื้องต้นว่าผลงานชิ้นสุดท้ายจะเป็นอย่างไร

ยังเป็นไฟล์เกอร์เบอร์

ซอฟต์แวร์เร็ว ๆ นี้!