Carassus_IoT_electronic_project: 5 stappen

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Laatst gewijzigd: 2024-01-30 11:18

Dit document is bedoeld om u in staat te stellen een semi-automatische vijver te bouwen met een minimale menselijke interactie.

Dankzij een Arduino gaat dit project de vissen van een vijver voeden. Het visvoer wordt opgeslagen in een bak. Een filterpomp start als aan de klimatologische omstandigheden, gemeten door temperatuursensoren en fotoresistieve cel, wordt voldaan.

Stap 1: Materialen

Om dit project uit te voeren zijn verschillende materialen nodig. Voor de constructie van het frame werden meestal gerecyclede en ruwe materialen gebruikt. Hier is een lijst van de componenten die we hebben gebruikt:

• Houten plank om het frame te bouwen (gerecycleerde materialen)
• Elektriciteitskast (gerecycleerde materialen)
• Elektrisch aansluitblok (gerecycleerde materialen)
• Arduino Uno (gekocht op Amazon)
• Stroomonderbrekers 10A C curve (gerecycleerde materialen)
• Arduino-servomotor (gekocht op Amazon)
• Fotocel (gekocht op Amazon)
• Contactor 5V (gekocht op Amazon)
• Realtime klok (RTC DS3231) (gekocht op Amazon)
• Koude lascompensator MAX6675 (Gekocht bij Amazon)
• K thermokoppel sonde (gekocht op Amazon)
• Vijverfilterpomp 230V (gerecycleerde materialen)
• 220 Ohm weerstand (gekocht op Amazon)
• Breadbord (gekocht op Amazon)
• Een lege 5 liter plastic fles (gerecycleerde materialen)
• Leidingen (gerecycleerde materialen)
• 3D-geprinte klep

Stap 2: Structuur

Er werd een houten structuur gemaakt om alle componenten te ondersteunen. Deze structuur van de 5L-fles om deze te vullen met visvoer. Een leidingsysteem brengt het voedsel naar een klep (geprint in 3D) en beheert de hoeveelheid voedsel die wordt afgeleverd.

De buizen zijn gemaakt van PVC-buis die met lijm aan elkaar zijn geassembleerd. De klep zit vast in de leidingen en is opgedeeld in 2 delen: de as en de klep. Eerst moet de as dwars door de PVC-buizen worden gefixeerd en vervolgens kan de as via een schroefverbinding met de klepplaat worden gemonteerd.

De klep kan worden bedrukt met het stp-bestand.

Stap 3: Elektronische doos

Een elektriciteitskast die naast de houten structuur is geïnstalleerd, beschermt het hele elektrische systeem. In ons geval wordt de elektriciteitskast geïnstalleerd onder het bord dat de voedselvoorziening ondersteunt.

De stroomonderbreker wordt gebruikt om de 230V-pomp te beschermen tegen kortsluiting, verschillende elektrische klemmen maken de bedrading van de pompen mogelijk.

De Arduino Uno en het breadboard zijn bevestigd in de elektrische doos: De Arduino is gelijmd met siliconen, het breadbord is zelfklevend.

Er zijn twee gaten in de elektriciteitskast gemaakt zodat de voedingskabel van de pomp en de algemene voedingskabel er doorheen kunnen.

De Raspberry wordt gevoed via zijn transformator die moet worden aangesloten op een 230V-stopcontact dat niet zichtbaar is op het bovenstaande schema. De stekkermodule die naast stroomonderbrekers wordt geplaatst, kan afzonderlijk worden gekocht. We gebruiken een externe USB-batterij.

Stap 4: Bedrading van de elektriciteitskast

De projectbedrading is gemaakt in twee delen: een in zeer laagspanning (5V) en het andere deel in laagspanning (230V).

Het laagspanningsgedeelte voedt de pomp via de stuurcontacten van de 5V-schakelaars en voedt ook de Raspberry via zijn transformator.

De zeer lage spanning voedt de Raspberry, de Arduino en de werking van alle elektronische componenten (RTC, koude junctie compensator, fotocel, 5V contactor, …).

Deze stroom wordt door de transformator aan de Raspberry geleverd en voedt vervolgens de Arduino via een USB-verbinding. De USB-kabel herstelt ook gegevens in de Arduino om de grafieken te genereren.

Hier leest u hoe u het Arduino-gedeelte met zeer lage spanning bedraden:

Een kabel van de TGBT wordt ingebracht om de laagspanning naar de elektriciteitskast te leveren. Daarna gaat het door de stroomonderbreker 10A om de pomp te beschermen.

Hier leest u hoe u het Arduino-laagspanningsgedeelte bedraden:

Stap 5: Programmering Arduino, Python en PHP

Installatie van de webserver

We moeten een webserver installeren om de grafiek te visualiseren. We gaan apache gebruiken vanwege de PHP-compatibiliteit en het installatiegemak. Om dat te doen maken we verbinding met de raspberry pi via SSH en voeren we de volgende commando's uit:

sudo apt install apache2 php php-mbstring

sudo chown -R pi:www-data /var/www/html

sudo chmod -R 770 /var/www/html

Nu zal alles wat we in de /var/www/html directory plaatsen in onze webserver staan. Om te proberen of alles werkt, gebruiken we PHP vragen om ons wat informatie te geven wanneer we toegang krijgen tot de server.

sudo rm /var/www/html/index.html

echo "" > /var/www/html/index.php

Als we het IP-adres van de pi in een webbrowser openen, zien we wat informatie over PHP. Standaard hoeven we niets achter het IP-adres van de pi te plaatsen, omdat het elk bestand met de naam index zal gebruiken. Nu hoeven we alleen onze bestanden in de map /var/www/html te plaatsen en we hebben toegang tot de grafiek en kunnen deze naar believen opnieuw laden.

Om de reader.py te starten, moeten we een nieuwe regel toevoegen aan de rc.local. We moeten toegang krijgen op het Raspberry by ssh-protocol. Schrijf deze regel om de rc.local te wijzigen:

nano /etc/rc.local

nu kunnen we deze regel toevoegen: /usr/bin/python3 /var/www/html/Projet/reader.py & om direct het reader.py-bestand te starten.

We moeten de HTML-directory in het pad /var/www/ plaatsen. Wanneer de Raspberry wordt ingeschakeld, herstelt hij elke seconde de temperatuur- en lichtgegevens in de Arduino om een grafiek te maken.