Sistema de monitoramento inteligente de clima e velocidade do vento baseado em IOT: 8 etapas

2025 Autor: John Day | [email protected]. Última modificação: 2025-01-23 15:03

Desenvolvido por - Nikhil Chudasma, Dhanashri Mudliar e Ashita Raj

Introdução

A importância do monitoramento do clima existe de várias maneiras. Os parâmetros climáticos devem ser monitorados para sustentar o desenvolvimento na agricultura, casa de vegetação e para garantir um ambiente de trabalho seguro nas indústrias, etc. A principal motivação por trás deste projeto é a grande utilidade do monitoramento meteorológico sem fio em áreas variadas do crescimento e desenvolvimento agrícola ao desenvolvimento industrial. As condições climáticas de um campo podem ser monitoradas de um local distante pelos agricultores e não exigirão que eles estejam fisicamente presentes ali, a fim de conhecer o comportamento climático no campo agrícola / estufa usando comunicação sem fio.

Suprimentos

Hardware necessário:

1. Modelo Raspberry Pi B +
2. Arduino Mega 2560
3. A3144 Sensor Hall
4. Módulo Sensor IR
5. Sensor DHT11 de Temperatura e Umidade
6. Sensor de gás MQ-7
7. Sensor UV ML8511
8. Rolamento de esferas em miniatura
9. Barra roscada, porca sextavada e arruela
10. Ímã de neodímio
11. Resistor 10K
12. Tubo e cotovelo de PVC
13. Caneta esferográfica

Software necessário:

1. IDE Arduino
2. Nó Vermelho

Etapa 1: Desenvolvimento do anemômetro

• Corte o tubo de PVC com o comprimento maior que a espessura do mancal.
• Instale o rolamento de esferas dentro da peça de corte do tubo.
• Junte a tampa traseira da caneta na periferia externa da peça de corte do tubo em 0-120-240 graus
• Coloque os copos de papel no lado da escrita da caneta.
• Encaixe a barra roscada dentro do tubo usando a arruela e a porca, monte o sensor Hall A3144 conforme mostrado na imagem.
• Fixe o ímã em uma das três canetas de forma que o ímã fique exatamente no topo do sensor Hall quando as canetas forem montadas.

Etapa 2: Desenvolvimento da Unidade de Direção do Vento

• Corte um pedaço de tubo e faça uma ranhura para encaixar no cata-vento.
• Encaixe o rolamento de esferas dentro do pedaço de tubo cortado.
• Encaixe a barra roscada dentro do tubo e monte um CD / DVD em uma das extremidades. Acima do disco, deixe uma certa distância e encaixe o pedaço de tubo equipado com rolamento de esferas.
• Monte o Módulo do Sensor IR no disco conforme mostrado na imagem.
• Faça o cata-vento usando escala e faça uma obstrução que deve ser exatamente oposta ao transmissor e receptor IR após a montagem do cata-vento.
• Monte a palheta na ranhura.

Etapa 3: Monte a Unidade de Velocidade e Direção do Vento

Monte a unidade de velocidade e direção do vento desenvolvida na etapa 1 e na etapa 2 usando tubo e cotovelo de pvc conforme mostrado na imagem.

Etapa 4: Diagrama de Circuito e Conexões

A tabela mostra as conexões de todos os sensores para o Arduino Mega 2560

• Conecte o resistor de 10Kohm entre + 5V e os dados do sensor Hall A3144.
• Conecte Vcc, 3,3V e Gnd de todos os sensores respectivamente.
• Conecte o cabo USB tipo A / B ao Arduino e Raspberry Pi

Etapa 5: programar para Arduino

No IDE do Arduino:

• Instale as bibliotecas do sensor DHT11 e MQ-7 que estão incluídas aqui.
• Copie e cole o código do Arduino incluído aqui.
• Conecte a placa Arduino usando o cabo para Raspberry Pi
• Faça upload do código na placa Arduino.
• Abra o Serial Monitor e todos os parâmetros podem ser visualizados aqui.

Código Arduino

Biblioteca DHT

Biblioteca MQ7

Etapa 6: fluxo vermelho do nó

As imagens mostram o fluxo Node-Red.

A seguir estão os nós usados para mostrar dados no painel

• Serial-IN
• Função
• Dividir
• Trocar
• Medidor
• Gráfico

Não use nós de saída MQTT, pois eles são usados para publicar os dados no servidor remoto como o Thingsboard. O instrutível atual é para o painel de controle da rede local.

Etapa 7: Painel

As imagens mostram o painel que mostra todos os parâmetros climáticos e gráficos em tempo real, respectivamente.

Etapa 8: Teste

Os resultados em tempo real mostrados no painel