ตรวจสอบสวนของคุณ: 16 ขั้นตอน (พร้อมรูปภาพ)

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

ตรวจสอบสวนของคุณได้จากทุกที่ ใช้จอแสดงผลในพื้นที่เพื่อตรวจสอบสภาพดินในพื้นที่หรือใช้มือถือเพื่อตรวจสอบจากระยะไกล วงจรใช้เซ็นเซอร์ความชื้นในดินควบคู่ไปกับอุณหภูมิและความชื้นเพื่อให้ทราบถึงสภาวะแวดล้อมของดิน

ขั้นตอนที่ 1: ส่วนประกอบ:

1. Arduino uno
2. โนเดมคู
3. เซ็นเซอร์อุณหภูมิและความชื้น DHT 11
4. เซ็นเซอร์ความชื้นในดิน - FC28
5. แบตเตอรี 10000mah (สำหรับ Arduino & nodemcu)
6. โนเกีย LCD 5110
7. รีซิเตอร์ (5 x 10k, 1 x 330ohms)
8. Potentiometer ชนิดโรตารี่ (เพื่อปรับความสว่าง LCD) 0-100K
9. สายจัมเปอร์
10. เขียงหั่นขนม

ขั้นตอนที่ 2: เซ็นเซอร์พื้นฐาน: ความชื้นในดิน FC 28

ในการวัดความชื้น เราใช้เซ็นเซอร์ความชื้นในดิน FC 28 ซึ่งมีหลักการดังนี้:-

ข้อกำหนดของเซ็นเซอร์ความชื้นในดิน FC-28 มีดังนี้: แรงดันไฟฟ้าขาเข้า: 3.3 – 5V

แรงดันขาออก: 0 – 4.2V

กระแสไฟเข้า: 35mA

สัญญาณเอาท์พุต: ทั้งอนาล็อกและดิจิตอล

เซ็นเซอร์ความชื้นในดิน FC-28 มีสี่พิน:VCC: กำลังไฟฟ้า

A0: เอาต์พุตอนาล็อก

D0: เอาต์พุตดิจิตอล

GND: กราวด์

โหมดแอนะล็อกในการเชื่อมต่อเซ็นเซอร์ในโหมดแอนะล็อก เราจะต้องใช้เอาต์พุตแอนะล็อกของเซ็นเซอร์ เมื่อรับเอาต์พุตอะนาล็อกจากเซ็นเซอร์ความชื้นในดิน FC-28 เซ็นเซอร์จะให้ค่าตั้งแต่ 0 ถึง 1023 ความชื้นวัดเป็นเปอร์เซ็นต์ ดังนั้นเราจะแมปค่าเหล่านี้จาก 0 ถึง 100 จากนั้นเราจะแสดงค่าเหล่านี้บน จอภาพแบบอนุกรม คุณสามารถตั้งค่าความชื้นช่วงต่างๆ และเปิดหรือปิดปั๊มน้ำได้ตามต้องการ

โมดูลยังมีโพเทนชิออมิเตอร์ซึ่งจะตั้งค่าเกณฑ์ ค่าเกณฑ์นี้จะถูกเปรียบเทียบโดยตัวเปรียบเทียบ LM393 LED เอาต์พุตจะสว่างขึ้นและลงตามค่าเกณฑ์นี้

รหัสสำหรับการเชื่อมต่อกับเซ็นเซอร์ความชื้นในดินมีขึ้นในขั้นตอนต่อไป

ขั้นตอนที่ 3: ทำความเข้าใจ MQTT: สำหรับการเผยแพร่ข้อมูลระยะไกล

ก่อนที่เราจะเริ่มต้นเพิ่มเติม ให้เราดำเนินการเผยแพร่ข้อมูลระยะไกลสำหรับ IOT. ก่อน

MQTT ย่อมาจาก MQ Telemetry Transport เป็นโปรโตคอลการส่งข้อความแบบเผยแพร่/สมัครใช้งานที่ง่ายมากและน้ำหนักเบา ออกแบบมาสำหรับอุปกรณ์ที่มีข้อจำกัดและเครือข่ายแบนด์วิดธ์ต่ำ เวลาแฝงสูง หรือไม่น่าเชื่อถือ หลักการออกแบบคือการลดแบนด์วิดท์เครือข่ายและความต้องการทรัพยากรอุปกรณ์ในขณะที่พยายามทำให้มั่นใจถึงความน่าเชื่อถือและการรับประกันระดับหนึ่ง หลักการเหล่านี้ยังทำให้โปรโตคอลในอุดมคติของโลก "เครื่องต่อเครื่อง" (M2M) หรือ "อินเทอร์เน็ตของสิ่งต่างๆ" ที่เกิดขึ้นใหม่ของอุปกรณ์ที่เชื่อมต่อ และสำหรับแอปพลิเคชันมือถือที่มีแบนด์วิดท์และพลังงานแบตเตอรี่อยู่ในระดับสูง

ที่มา:

MQTT[1] (MQ Telemetry Transport หรือ Message Queuing Telemetry Transport) เป็นมาตรฐาน ISO (ISO/IEC PRF 20922)[2] โปรโตคอลการส่งข้อความตามการเผยแพร่สมัครรับข้อมูล ทำงานบนโปรโตคอล TCP/IP ได้รับการออกแบบมาสำหรับการเชื่อมต่อกับสถานที่ห่างไกลที่ต้องการ "รอยเท้าโค้ดขนาดเล็ก" หรือแบนด์วิดท์ของเครือข่ายมีจำกัด

ที่มา:

ขั้นตอนที่ 4: MQTT: การตั้งค่าบัญชีนายหน้า MQTT

มีบัญชีโบรกเกอร์ MQTT หลายบัญชี สำหรับบทช่วยสอนนี้ ฉันใช้ cloudmqtt (https://www.cloudmqtt.com/)

CloudMQTT คือเซิร์ฟเวอร์ Mosquitto ที่มีการจัดการในระบบคลาวด์ Mosquitto ใช้โปรโตคอล MQ Telemetry Transport MQTT ซึ่งให้วิธีการที่มีน้ำหนักเบาในการดำเนินการส่งข้อความโดยใช้โมเดลการจัดคิวข้อความเผยแพร่/สมัครรับข้อมูล

ต้องดำเนินการตามขั้นตอนต่อไปนี้เพื่อตั้งค่าบัญชี cloudmqtt เป็นนายหน้า

• สร้างบัญชีและเข้าสู่ระบบแผงควบคุม
• กด Create+ เพื่อสร้างอินสแตนซ์ใหม่
• ในการเริ่มต้น เราต้องลงชื่อสมัครใช้แผนลูกค้า เราสามารถลองใช้ CloudMQTT ได้ฟรีด้วยแผน CuteCat
• หลังจากสร้าง "อินสแตนซ์" แล้ว ขั้นตอนต่อไปคือการสร้างผู้ใช้และกำหนดสิทธิ์เพิ่มเติมให้กับผู้ใช้ในการเข้าถึงข้อความ (ผ่านกฎ ACL)

คู่มือฉบับสมบูรณ์เพื่อตั้งค่าบัญชีโบรกเกอร์ MQTT ใน cloudmqtt สามารถเข้าถึงได้โดยไปที่ลิงก์: -

ขั้นตอนข้างต้นทั้งหมดจะถูกใส่ทีละตัวในสไลด์ต่อไปนี้

ขั้นตอนที่ 5: MQTT: การสร้างอินสแตนซ์

ฉันได้สร้างอินสแตนซ์ที่มีชื่อ " myIOT"

แผน: แผนน่ารัก

ขั้นตอนที่ 6: MQTT: ข้อมูลอินสแตนซ์

อินสแตนซ์จะได้รับการจัดสรรทันทีหลังจากลงชื่อสมัครใช้ และคุณสามารถดูรายละเอียดอินสแตนซ์ เช่น ข้อมูลการเชื่อมต่อ ได้ที่หน้ารายละเอียด คุณยังสามารถเข้าถึงอินเทอร์เฟซการจัดการได้จากที่นั่น บางครั้งคุณต้องระบุ URL การเชื่อมต่อ

ขั้นตอนที่ 7: MQTT: การเพิ่ม User

สร้างผู้ใช้ชื่อ “nodemcu_12” และให้รหัสผ่าน

ขั้นตอนที่ 8: MQTT: กำหนดกฎ ACL

หลังจากสร้างผู้ใช้ใหม่ (nodemcu_12) ให้บันทึกผู้ใช้รายใหม่ ตอนนี้ต้องจัดเตรียม ACL เพิ่มเติมให้กับผู้ใช้ใหม่ ในภาพที่แนบมาจะเห็นว่าฉันได้ให้ทั้งการเข้าถึงแบบอ่านและเขียนแก่ผู้ใช้

โปรดทราบ: หัวข้อจะถูกเพิ่มตามที่แสดงในรูปแบบ (จำเป็นเพิ่มเติมสำหรับการอ่านและเขียนจากโหนดไปยังไคลเอนต์ MQTT)

ขั้นตอนที่ 9: Nodemcu: การกำหนดค่า

ในโครงการนี้โดยเฉพาะ ฉันใช้ nodemcu จาก Knewron Technologies สามารถรับข้อมูลเพิ่มเติมได้โดยไปที่ลิงก์: -(https://www.dropbox.com/s/73qbh1jfdgkauii/smartWiFi%20Development%20Module%20-%20User% 20Guide.pdf?dl=0)

อาจเห็นว่า NodeMCU เป็นเฟิร์มแวร์ที่ใช้ eLua สำหรับ ESP8266 WiFi SOC จาก Espressif Nodemcu จาก Knowron นั้นโหลดเฟิร์มแวร์ไว้ล่วงหน้า ดังนั้นเราจึงต้องโหลดซอฟต์แวร์แอพ นั่นคือ: -

• init.lua
• setup.lua
• config.lua
• app.lua

สคริปต์ lua ด้านบนทั้งหมดสามารถดาวน์โหลดได้จาก Github โดยไปที่ลิงก์: ดาวน์โหลดจาก Github

จากสคริปต์ lua ด้านบน ให้แก้ไขสคริปต์ config.lua ด้วยชื่อโฮสต์ MQTT รหัสผ่าน wifi ssid เป็นต้น

ในการดาวน์โหลดสคริปต์ข้างต้นไปยัง nodemcu เราต้องใช้เครื่องมือเช่น "ESPlorer" โปรดดูเอกสารสำหรับข้อมูลเพิ่มเติม:

การทำงานกับ ESPlorer ได้อธิบายไว้ในขั้นตอนต่อไป

ขั้นตอนที่ 10: Nodemcu: การอัปโหลดสคริปต์ Lua ไปยัง Nodemcu ด้วย ESPlorer_1

• คลิกปุ่มรีเฟรช
• เลือกพอร์ต COM (การสื่อสาร) & อัตราบอด (ใช้กันทั่วไป 9600)
• คลิกเปิด

ขั้นตอนที่ 11: Nodemcu: การอัปโหลดสคริปต์ Lua ไปยัง Nodemcu ด้วย ESPlorer_II

ขั้นตอนที่ 12: Nodemcu: การอัปโหลดสคริปต์ Lua ไปยัง Nodemcu ด้วย ESPlorer_III

ปุ่มบันทึกและคอมไพล์จะส่งสคริปต์ lua ทั้งหมดสี่ตัวไปยัง nodemcu หลังจากที่ nodemcu นี้พร้อมที่จะพูดคุยกับ Arduino ของเรา

การรวบรวมข้อมูล CHIP ID:

nodemcu ทุกตัวมีรหัสชิป (อาจมีบางหมายเลข) รหัสชิปนี้จำเป็นเพิ่มเติมเพื่อเผยแพร่ข้อความไปยังโบรกเกอร์ MQTT เพื่อให้ทราบเกี่ยวกับรหัสชิปให้คลิกปุ่ม รหัสชิปใน "ESPlorer"

ขั้นตอนที่ 13: Nodemcu: การกำหนดค่า Arduino เพื่อพูดคุยกับ Nodemcu

รหัสที่กล่าวถึงด้านล่างเป็นตัวกำหนดความชื้น อุณหภูมิ และความชื้นในดิน และแสดงข้อมูลบน nokia LCD 5110 เพิ่มเติมและตามลำดับ

รหัส Arduino

กว่าเชื่อมต่อ Arduino RX --- Nodemcu TX

Arduino TX --- Nodemcu RX

โค้ดด้านบนนี้ยังมีวิธีการใช้ไลบรารี softserial โดยที่พิน DO สามารถใช้เป็นพินอนุกรมได้ ฉันใช้พิน RX/TX เพื่อเชื่อมต่อกับพอร์ตอนุกรมของ nodemcu

ข้อควรระวัง: เนื่องจาก nodemcu ใช้งานได้กับ 3.3V ขอแนะนำให้ใช้ตัวเลื่อนระดับ อย่างไรก็ตาม ฉันได้เชื่อมต่อโดยตรงโดยไม่มีตัวเลื่อนระดับใดๆ และประสิทธิภาพก็ดูเหมาะสมสำหรับแอปพลิเคชันด้านบนนี้

ขั้นตอนที่ 14: Nodemcu: การตั้งค่าไคลเอนต์ MQTT ใน Android

ขั้นตอนสุดท้ายสำหรับการดูข้อมูลบนมือถือด้วยไคลเอนต์ Android:-

มีแอปพลิเคชั่น MQTT สำหรับ Android ที่หลากหลาย ฉันใช้แอปพลิเคชันจาก google play พร้อมลิงก์ต่อไปนี้:

.https://play.google.com/store/apps/details?

การกำหนดค่าสำหรับแอพ Android นั้นค่อนข้างง่ายและต้องกำหนดค่าดังต่อไปนี้

• MQTT ที่อยู่โฮสต์พร้อมกับพอร์ต no
• ชื่อผู้ใช้และที่อยู่ MQTT
• ที่อยู่โหนดนายหน้า MQTT

หลังจากเพิ่มรายละเอียดข้างต้นแล้ว ให้เชื่อมต่อแอปพลิเคชัน หากแอปพลิเคชันเชื่อมต่อกับโบรกเกอร์ MQTT สถานะอินพุต / ข้อมูลการสื่อสารแบบอนุกรมทั้งหมดจาก Arduino จะปรากฏเป็นบันทึก

ขั้นตอนที่ 15: ขั้นตอนเพิ่มเติม: การทำงานกับ Nokia LCD 5110

ต่อไปนี้เป็นการกำหนดค่าพินสำหรับ LCD 5110

1) RST – รีเซ็ต

2) CE – เปิดใช้งานชิป

3) D/C – ข้อมูล/การเลือกคำสั่ง

4) DIN – อินพุตแบบอนุกรม

5) CLK – อินพุตนาฬิกา

6) VCC – 3.3V

7) LIGHT – การควบคุมแบ็คไลท์

8) GND – กราวด์

ดังที่แสดงไว้ด้านบน เชื่อมต่อ Arduino กับ LCD 5110 ตามลำดับด้านบนโดยมีตัวต้านทาน 1-10 K อยู่ระหว่างนั้น

ต่อไปนี้เป็นพินการเชื่อมต่อพินสำหรับ LCD 5110 กับ Arduino uno

• CLK - Arduino พินดิจิตอล 3
• DIN - Arduino พินดิจิตอล 4
• D/C - Arduino พินดิจิตอล 5
• RST - Arduino พินดิจิตอล 6
• CE - Arduino พินดิจิตอล 7

สามารถใช้พิน "BL" เพิ่มเติมของ LCD 5110 ร่วมกับโพเทนชิมิเตอร์ (0-100K) เพื่อควบคุมความสว่างของ LCD

ไลบรารี่ที่ใช้สำหรับโค้ดด้านบนคือ: - ดาวน์โหลด PCD8544 จากลิงค์ด้านล่างนี้

การรวม DHT11 เซ็นเซอร์อุณหภูมิและความชื้นกับ Arduino สามารถดูได้จากลิงค์ต่อไปนี้ DHT11

ขั้นตอนที่ 16: การประกอบขั้นสุดท้าย

ขั้นตอนสุดท้ายคือการประกอบทั้งหมดข้างต้นในกล่องโดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับการจัดหาฉันได้ใช้ธนาคารพลังงาน 10000mah เพื่อจ่ายพลังงานให้กับทั้ง Arduino และ Nodemcu

นอกจากนี้เรายังสามารถใช้ที่ชาร์จแบบเสียบผนังได้เป็นเวลานานหากต้องการ