Placa multisensor Arduino! (Parte 1): 11 etapas (com imagens)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificação: 2024-01-30 11:39

Esta placa é uma obra completa que o ajudará a obter as leituras de vários sensores!

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Etapa 1: esquemas

Características do Conselho:

Entrada 12VDC

4 portas I2C (sensores LCD, OLED, RTC)

4 entradas analógicas (16 bits 0 a 65535 em vez de 0 a 1024 arduino ADC básico) que você tem a bordo, resistência shunt selecionável por jumper para transmissor de 4-20ma

4 conectores seriais (2 seriais e 2 seriais de software compatíveis com Bluetooth)

1 porta SPI (sensores, SD)

1 porta digital D5 (I / 0)

3 portas de 1 fio

Etapa 2: Lista de materiais

1 - Arduino Pro mini

4 - Bloco de terminais de 3,5 mm 2

Bloco de terminais de 1 - 5 mm 2

2 - pinos machos de cabeçalho 40x1

1 - pinos machos de cabeçalho 8x2

1 - Regulador Voltaje 7805

1 - diodo 1N4148

2 - Capas eletrolíticas 100uF 25V

1 - módulo ads1115

1 - RTC i2c

1 - Tela Oled de 0,94 '

1- Módulo SD para Arduino

Etapa 3: Sensor Analógico Simples

Descrição

A série LM35 são dispositivos de temperatura de circuito integrado de precisão com uma tensão de saída linearmente proporcional à temperatura centígrada

Features1 • Calibrado Diretamente em Celsius (Centígrados)

• Fator de escala linear + 10-mV / ° C

• Precisão garantida de 0,5 ° C (a 25 ° C)

• Classificado para faixa total de −55 ° C a 150 ° C

• Adequado para aplicações remotas

• Baixo custo devido ao corte no nível do wafer

• Opera de 4 V a 30 V

• Dreno de corrente inferior a 60 μA

• Baixo autoaquecimento, 0,08 ° C em ar parado

• Não linearidade apenas ± ¼ ° C típica

• Saída de baixa impedância, 0,1 Ω para aplicações de carga 2 de 1 mA

• Suprimentos de energia

• Gerenciamento de bateria

• HVAC

• Eletrodomésticos

Etapa 4: sensor discreto

Os sensores PIR permitem sentir o movimento, quase sempre usados para detectar se um humano entrou ou saiu do alcance dos sensores. Eles são pequenos, baratos, de baixo consumo de energia, fáceis de usar e não se desgastam. Por esse motivo, são comumente encontrados em eletrodomésticos e aparelhos usados em residências ou empresas. Eles são freqüentemente chamados de sensores PIR, "infravermelho passivo", "piroelétrico" ou "movimento infravermelho".

Etapa 5: Sensor I2C

BMP180

É um sensor de pressão barométrica com interface I2C (“Wire”). Os sensores de pressão barométrica medem a pressão absoluta do ar ao seu redor. Essa pressão varia com o clima e a altitude. Dependendo de como você interpreta os dados, você pode monitorar as mudanças no clima, medir a altitude ou qualquer outra tarefa que requeira uma leitura de pressão precisa.

MPU-6050 Acelerômetro + Gyro

Acelerômetros, giroscópios e IMUs são pequenos sensores incrivelmente úteis que estão sendo cada vez mais integrados aos dispositivos eletrônicos ao nosso redor. Esses sensores são usados em telefones celulares, consoles de jogos como o controle remoto sem fio Wii, brinquedos, robôs de auto-equilíbrio, trajes de captura de movimento e muito mais. Acelerômetros são usados principalmente para medir aceleração e inclinação, giroscópios são usados para medir velocidade angular e orientação e IMUs (que combinam acelerômetros e giroscópios) são usados para dar uma compreensão completa da aceleração, velocidade, posição, orientação de um dispositivo e muito mais.

Etapa 6: Sensores de 1 fio

Termômetro digital de energia de parasita de 1 fio

O termômetro digital DS18S20 fornece medições de temperatura Celsius de 9 bits e tem uma função de alarme com pontos de disparo superior e inferior não voláteis programáveis pelo usuário. O DS18S20 se comunica por meio de um barramento 1-Wire® que, por definição, requer apenas uma linha de dados (e aterramento) para comunicação com um microprocessador central. Além disso, o DS18S20 pode derivar energia diretamente da linha de dados ("energia parasita"), eliminando a necessidade de uma fonte de alimentação externa.

Principais recursos Interface única de 1 fio® requer apenas um pino de porta para comunicação

Temperaturas de -55 ° C a + 125 ° C (-67 ° F a + 257 ° F) ± 0,5 ° C

Precisão de -10 ° C a + 85 ° C

Resolução de 9 bits

Nenhum componente externo necessário

DHT11

Potência de 3 a 5 V de custo ultrabaixo e uso de corrente máxima de I / O 2,5 mA durante a conversão (ao solicitar dados)

Bom para leituras de umidade de 20-80% com 5% de precisão

Bom para leituras de temperatura de 0-50 ° C com precisão de ± 2 ° C

Taxa de amostragem não superior a 1 Hz (uma vez a cada segundo)

Tamanho do corpo 15,5 mm x 12 mm x 5,5 mm 4 pinos com espaçamento de 0,1"

Etapa 7: Rotina do sensor de resposta (ou às vezes frequência)

Sensor ultrasônico

O sensor ultrassônico HC-SR04 de alcance. Este sensor econômico fornece 2 cm a 400 cm de funcionalidade de medição sem contato com uma precisão de alcance que pode chegar até 3 mm. Cada módulo HC-SR04 inclui um transmissor ultrassônico, um receptor e um circuito de controle.

Sensor de Fluxo

Este sensor fica alinhado com a linha de água e contém um sensor de cata-vento para medir a quantidade de água que passou por ele. Há um sensor de efeito Hall magnético integrado que emite um pulso elétrico a cada revolução. O “Sensor de fluxo de água de efeito Hall YFS201” vem com três fios: Vermelho / VCC (entrada 5-24 V DC), Preto / GND (0V) e Amarelo / OUT (saída de pulso)

Etapa 8: O melhor cérebro de projeto

Existem mani Arduinos, mas precisamos manter isso prático e fácil

Então, eu recomendo o Arduino Pro mini

é PEQUENO mas poderoso

Compatível com Allso:

Biblioteca I2C

Biblioteca de 1 fio

Biblioteca SD

SPI

Leituras analógicas (10 bits)

Etapa 9: Melhor leitura de ADC

ADS1115

Descrição

Os dispositivos ADS1113, ADS1114 e ADS1115 (ADS111x) são conversores analógico-digital (ADCs) de precisão, baixa potência, 16 bits, compatíveis com I 2C, oferecidos em um pacote X2QFN-10 ultrapequeno, sem chumbo, e um Pacote VSSOP-10. Os dispositivos ADS111x incorporam uma referência de tensão de baixo desvio e um oscilador. O ADS1114 e o ADS1115 também incorporam um amplificador de ganho programável (PGA) e um comparador digital. Esses recursos, juntamente com uma ampla faixa de fornecimento operacional, tornam o ADS111x bem adequado para aplicações de medição de sensor com restrição de energia e espaço

1 Características1 • Pacote X2QFN ultrapequeno: 2 mm × 1,5 mm × 0,4 mm

• Ampla faixa de alimentação: 2,0 V a 5,5 V

• Baixo consumo de corrente: 150 μA (modo de conversão contínua)

• Taxa de dados programáveis: 8 SPS a 860 SPS

• Assentamento de Ciclo Único

• Referência de baixa tensão interna

• Oscilador interno

• Interface I 2C: Quatro endereços selecionáveis por pino

• Quatro entradas de extremidade única ou duas entradas diferenciais (ADS1115)

• Comparador programável (ADS1114 e ADS1115)

• Faixa de temperatura operacional: –40 ° C a + 125 ° C 2 Aplicações

• Instrumentação portátil

• Monitoramento de tensão e corrente da bateria

• Sistemas de medição de temperatura

• Eletrônicos de consumo

• Automação de Fábrica e Controle de Processos

Etapa 10: registro de dados SD e RTC

Estes dois são muito úteis se o seu projeto envolve algum banco de dados para relatar qualquer tendência de uma variável

Recomendo comprar à parte, mas você também pode encontrar algumas pranchas que vêm juntas.

O SD salvará um arquivo CVS, e os dados serão representados assim

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

Tendo DATE, TIME, VARIABLE0, VARIABLE1, VARIABLE2

É imperativo definir o intervalo em que essas variáveis são salvas, mais amostragem por minuto, mais dados você precisará processar.

Bibliotecas envolvidas:

Etapa 11: O Conselho

Aqui deixo uma imagem preliminar de como será o produto final

Também um arquivo Gerber

SOFTWARE COMEÇANDO EM BREVE!