При правильном добавлении дешевый датчик влажности почвы может стать беспроводным зондом для измерения влажности IoT, чтобы помочь автоматизировать полив внутренних растений
ТК Хареендран, автор статьи
Недавно я получил Chirp! сигнализация о растительности для оценки от wemakethings. Чирп, предназначенный для работы на литиевой ячейке 3-V CR2032, представляет собой электронный аварийный сигнал для подачи воды. Вы помещаете его в почву рядом с растением, и он испускает крошечный чирп, когда почва сухая, напоминая вам о том, что вы орошаете растение. Кроме того, Чирп будет молчать, когда будет темно, и будет сдерживать себя от чрезмерного шума ночью. Огромный выбор чирпа заключается в том, что он использует чувствительность к влажности; следовательно, он не создает электрический контакт с почвой. Это помогает избежать коррозии электродов и электролиза почвы.
Я обнаружил, что также можно адаптировать сигнал тревоги, чтобы он делал больше, чем шумит; он может отправлять данные. Здесь датчик влажности почвы периодически контролирует уровень влажности в почве вблизи корней растения и передает эти данные по беспроводной сети на удаленное мастер-устройство. Затем мастер-устройство может использовать полученные данные для дистанционного управления спринклером или аналогичным устройством для промывки комнатных растений. Для более простого решения я мог бы просто сконфигурировать мастер-устройство для отправки предупреждения с помощью SMS / твита в случае, если растение становится слишком сухим.
К счастью, Chirp - это оборудование с открытым исходным кодом, доступное под лицензией CERN Hardware License v.1.1 и полностью документированное, что упрощает его модификацию. Конструкция основана на микроконтроллере ATtiny44A и, что удивительно, предлагает заголовок на борту для программирования и / или последовательной связи. Поскольку Chirp действует как подчиненный I 2 C (с 7-битным адресом 0 x 20 hex), этот заголовок может также использоваться для считывания уровней влажности (и света) от его датчиков, связывая другой микроконтроллер с ним как ведущий I 2 C, Заголовок также означает, что батарея фактически не нужна. Заголовок Chirp - это не только разъем I 2 C; это на самом деле «полный» 6-контактный AVR-ISP-заголовок для программирования его встроенного ATtiny44A. Это означает, что имеются также соединения для сброса и подключения к источнику питания, что позволяет вам питать устройство извне с помощью источника 3, 3 / 5, 0 В.
В принципе, Chirp может работать в двух режимах. Первый - это автономный режим / режим по умолчанию, в котором он периодически контролирует влажность почвы и выделяет щебетание, когда нужно поливать растение. Второй - подчиненный режим I 2 C, в котором он измеряет влажность / свет только тогда, когда это требуется внешним устройством I 2 C. Вы переключаете Chirp из режима по умолчанию в подчиненный режим, инициируя сброс. После сброса чирп считывает уровни влажности и освещенности, но если в течение этого времени будет получено сообщение I 2 C, Chirp переключится в подчиненный режим. Он не будет чирикать, просто ответьте на запросы I 2 C.
Дополнительный мозг
Вы можете найти пример кода для использования Chirp в качестве переднего датчика в большой системе. Код довольно прост: всякий раз, когда вы хотите получить показания от датчика влажности, просто позвоните в режим чтения I 2 C Register 16-bit (0 x 20), и вы получите целое число, представляющее содержание влаги в почве. Однако чтение уровня влажности - это только половина игры. Для того, чтобы понизить уровень влажности ниже допустимого уровня, необходим дополнительный «мозг».
К счастью, «Wemos D1» (mini pro / mini), который у меня оказался, был вполне подходящим для этой цели, поскольку он имеет встроенный Wi-Fi, упакованный в стандартной комплектации. Wemos mini pro - отличная плата Wi-Fi с 16-мегабайтной вспышкой, внешним антенным разъемом и встроенной керамической антенной на базе ESP-8266EX. Кроме того, есть сторонние программные узлы, которые могут отправлять предупреждающие сообщения. Однако эта идея не связана с Wemos D1, поэтому не стесняйтесь начинать эксперименты с другими стандартизованными аппаратными модулями IoT - например, модулем NodeMCU.
Однако при выборе оборудования для управления чирпом есть одна вещь, о которой вы должны быть осторожны. По словам Альбертаса «Miceuz» Mickenas (вдохновитель чирпа): «Сигнальная сигнализация для чистки стружки может использоваться как датчик I 2 C практически на всех платформах при условии, что они поддерживают I 2 C правильно, в частности, растяжение часов. I 2 C является скорее надстройкой на платформе Chirp, чем соответствующей функцией, но в целом всегда можно использовать, если часы I 2 C замедляются ».
Однако Mickenas обратилась к этому ограничению, создав еще одну версию Chirp. «У моих клиентов были некоторые проблемы с использованием его как автономного сенсора с малиной Pi, поэтому я перешел на другой MCU, который имеет надлежащий I 2 C, реализованный в аппаратных средствах и более высокие тактовые частоты для моей автономной платформы датчиков I 2 C».
Версия Chirp (v2.7.1) «только для сенсорного режима» использует кристалл 16 МГц и может быть надежно считываться по протоколу I 2 C. Он также предоставляет некоторые дополнительные функции, такие как температурное зондирование на основе термисторов, изменение адреса ведомого устройства и сброс микросхем.
Интеграция этой версии «только с сенсорным режимом» со знаменитым оборудованием IoT, таким как Photon Particle или Espruino Pico, также может быть использована для создания более сложных, расширенных и практичных беспроводных сенсорных проектов, таких как описанные здесь.
Есть скрытые красавицы:
Существует продолжение проекта Chirp, который является емкостным датчиком влажности почвы, соединенным через Modbus через RS485. Эта конкретная версия (v2.8.0) подходит для более профессиональных установок, в которых требуются длинные кабельные трассы. Он добавляет локальный регулятор напряжения для уменьшения падения напряжения из-за длины кабеля и включает приемопередатчик RS485 для размещения длинных проводов. Приемопередатчик также включает в себя обратную полярность и дополнительную защиту от электростатического разряда.
Там также представлен проект: «Получение информации датчика влажности почвы с помощью Android Things and Raspberry Pi 3.» Проект будет передавать данные датчика влажности почвы через беспроводную сеть через NodeMCU. Эта передача будет осуществляться с использованием установленного шлюза Android Things. Вы можете получить доступ к файлам проекта на GitHub.
Как вы можете видеть, Chirp - довольно простой, с открытым исходным кодом, взломанный дизайн, который может быть легко преобразован из простого сигнала тревоги в полное устройство IoT. Как и в случае с самым надежным оборудованием, всегда есть много способов сделать что-то, но это особенно касается Chirp.
Хочу больше? Вот некоторые из других практических обзоров TK:
Практический обзор: подготовка к разработке с помощью универсального MinnowBoard Turbot
Практический обзор: Open-source MinnowBoard Turbot SBC - быстрый, мощный и универсальный
Практический обзор: анализ сигналов с помощью бесплатного sigrok с открытым исходным кодом PulseView
Практический обзор: подключи и играй свой путь к IoT с помощью Wio Link