Elektroda.pl
Elektroda.pl
X

Search our partners

Find the latest content on electronic components. Datasheets.com
Elektroda.pl
Please add exception to AdBlock for elektroda.pl.
If you watch the ads, you support portal and users.

Układ monitoringu mikroklimatu w pomieszczeniu zamkniętym. Praca inżynierska

ravmar 08 Jul 2012 18:55 18706 36
IGE-XAO
  • Układ monitoringu mikroklimatu w pomieszczeniu zamkniętym. Praca inżynierska

    Po ukończeniu świętowania obronionej pracy inżynierskiej w lutym, przyszedł czas na przedstawienie jej na forum.
    Wszystko opisane w dużym skrócie, wiadomo, że nikomu nie chce się czytać suchych słów, dlatego całość argumentuję kilkoma zdjęciami.

    Pragnę zaznaczyć, że cała praca wykonana jest samodzielnie i własnoręcznie.

    Quote:
    Kilka słów wstępu

    Tematem pracy jest projekt układu do monitoringu mikroklimatu w pomieszczeniu zamkniętym. Celem pracy jest zaprojektowanie systemu, który może mieć praktyczne zastosowanie w szklarniach uprawowych. W obecnych czasach rolnictwo intensywnie przekształca się w istotną dziedzinę produkcji, wykorzystując przy tym nowoczesne systemy informacyjno-pomiarowe. Uprawa roślin w szklarniach jest ściśle związana z techniką pomiarową. Prezentowany projekt układu ma umożliwić użytkownikowi monitoring mikroklimatu, w celu ułatwienia utrzymania go na odpowiednim poziomie. Zdalny pomiar wybranych parametrów mikroklimatu oraz ich archiwizacja umożliwi użytkownikowi obserwację rozwoju roślin, pod wpływem zmieniających się warunków klimatycznych, a także pozwoli zwiększyć ilość plonów.

    Poniższa praca składa się z czterech rozdziałów, bibliografii i aneksu. Pierwszy rozdział stanowi opis teoretyczny zagadnień dotyczących mikroklimatu oraz parametrów zazwyczaj monitorowanych w szklarni. W dalszej części przedstawiono opis najczęściej wykorzystywanych czujników oraz metody pomiaru temperatury i wilgotności względnej powietrza. W końcowym etapie pierwszego rozdziału prezentowane są rozwiązania współczesnych systemów do monitoringu mikroklimatu.

    Rozdział drugi przedstawia założenia projektu, które są podstawą do stworzenia systemu pomiarowego. Projekt ten składa się z urządzeń podrzędnych typu slave, dokonujących pomiaru i jednego urządzenia nadrzędnego typu master, odpowiedzialnego za wyświetlanie wyników pomiarów oraz ich archiwizację. Dalsza część rozdziału podzielona jest na dwa podrozdziały dotyczące proponowanych układów. Każdy z nich zawiera schemat funkcjonalny prezentowanego urządzenia, opis poszczególnych bloków oraz ich roli w układzie. Następnie przedstawiony zostaje schemat ideowy wraz z opisem zastosowanych elementów. Na końcu każdego podrozdziału prezentowana jest wizualizacja 3D obwodu drukowanego wraz z elementami każdego z układów.

    Rozdział trzeci, podzielony na trzy części, opisuje działania zachodzące między układami prezentowanego systemu. Pierwsza część dotyczy idei działania komunikacji radiowej, ramki używanej do transmisji danych oraz przesyłanych komend w systemie. Kolejne dwie części przedstawiają działanie układów typu slave oraz master. Szczegółowo opisane zostały procesy zachodzące w danym urządzeniu, reakcja na przychodzące wiadomości i realizacja przydzielonych mu zadań.

    Ostatni rozdział zawiera wyniki obserwacji z badań jakości i poprawności pracy systemu oraz wnioski dotyczące projektu układu. Kończącym etapem jest dyskusja na temat proponowanych ulepszeń i modyfikacji systemu.
    W aneksie zawarty jest wykaz niezbędnych elementów do budowy proponowanego układu monitorowania mikroklimatu w pomieszczeniu zamkniętym.
    W pracy wykorzystano materiały pochodzące z dostępnej literatury, publikacji naukowych i Internetu.


    Osobiście najbardziej jestem dumny z projektu układów 3D. Na prezentacji wyeksportowałem 2 minutowe filmiki, które się obracały i przybliżały. Wyglądało to niesamowicie ;)
    Obecnie w planach jest rozwinięcie pracy jako temat pracy magisterskiej, przy czym planuje bardzo dużo dodać i zmienić:
    - w Visual Studio napisać program do archiwizacji, wizualizacji wyników pomiarów itp.;
    - obsługa innych czujników CO2, ciśnienie;
    - miniaturyzacja układów;
    - master z użyciem jakiegoś 32-bitowca
    - zasilanie bateryjne układów slave (ekomode układów, z wybudzaniem o określonych porach);
    - może zmiana układów radiowych na bardziej zaawansowane;
    - moduł przekaźników do sterowania układami wykonawczymi (grzałki,osuszacze, wentylatory itp.);
    - dążenie do zbudowania "profesjonalnego" systemu.

    Staram się czerpać wzorce z systemów dostępnych już na rynku. Dzięki tak wymyślonej pracy miałem motywację do zgłębienia wielu dziedzin elektroniki:
    - przejście z metody termotransferu na foto;
    - szczegółowa obsługa I2C;
    - poznanie wielu programów np. Altium, (LabView, które nie zostało wykorzystane w pracy);
    - i inne.

    Układ monitoringu mikroklimatu w pomieszczeniu zamkniętym. Praca inżynierska Układ monitoringu mikroklimatu w pomieszczeniu zamkniętym. Praca inżynierska Układ monitoringu mikroklimatu w pomieszczeniu zamkniętym. Praca inżynierska Układ monitoringu mikroklimatu w pomieszczeniu zamkniętym. Praca inżynierska Układ monitoringu mikroklimatu w pomieszczeniu zamkniętym. Praca inżynierska Układ monitoringu mikroklimatu w pomieszczeniu zamkniętym. Praca inżynierska Układ monitoringu mikroklimatu w pomieszczeniu zamkniętym. Praca inżynierska Układ monitoringu mikroklimatu w pomieszczeniu zamkniętym. Praca inżynierska

    Podziękowania dla ludzi, którzy udzielali się w tematach:
    ATmega32 nie startuje gdy *.hex powyżej 88.8%
    Czujnik SHT21 i Trójkąt Berbudzki na płytce PCB
    AtMega32 i LDC S65 ze sterownikiem L2F50
    sei(); i cli(); szybkie pytanie
    w szczególności dla kolegów atom1477, tmf, mirekk36, saper_2, snnaap

    Cool? Ranking DIY
    Can you write similar article? Send message to me and you will get SD card 64GB.
    About Author
    ravmar
    Level 22  
    Offline 
    ravmar wrote 692 posts with rating 72, helped 5 times. Live in city Warszawa. Been with us since 2005 year.
  • IGE-XAO
  • #2
    elektron2011_92
    Level 10  
    Jestem pełen podziwu dla sposobu wykonania PCB. Możesz powiedzieć czym i w jaki sposób zostały pokryte cyną ścieżki?
  • IGE-XAO
  • #3
    User removed account
    User removed account  
  • #4
    FastProject
    Level 28  
    Starannie opracowana praca. Przyszłość przed Tobą :)

    Widzę, że masz tam na płytce jakąś antenkę. Możesz coś napisać na temat transmisji bezprzewodowej, wykorzystanych układów do komunikacji i o samym wykonaniu anteny?

    Czyżby był to któryś z modułów RFM12, RFM22 ? Jaki zasięg uzyskałeś? Czy doprowadzenie antenki za pomocą cieńszej ścieżki, nie wpływa negatywnie na zasięg?
  • #5
    marci4
    Level 31  
    Quote:


    W czym robiłeś modele 3D?


    Płytki 3D wygladają mi na Altium Designer.
  • #6
    ravmar
    Level 22  
    marci4 wrote:
    wrote:
    W czym robiłeś modele 3D?
    Płytki 3D wygladają mi na Altium Designer.
    dokładnie tak, byłem zmuszony również tworzyć w dość prymitywny sposób własne modele (textura wyciągnięta w górę), ale teraz mam zamiar opanować jakiś program do tworzenia.

    elektron2011_92 wrote:
    Jestem pełen podziwu dla sposobu wykonania PCB. Możesz powiedzieć czym i w jaki sposób zostały pokryte cyną ścieżki?
    Zwykłym środkiem do cynowania :) Po wyjęciu z kwasu, usuwasz emalie np. rozpuszczalnikiem lub acetonem, potem czyścisz drobnym papierem ściernym pod wodą i bezpośrednio wrzucasz do środka cynującego. W moim przypadku jakieś 4 min.

    Daro_Elektronik wrote:
    Starannie opracowana praca. Przyszłość przed Tobą Smile
    Jeszcze tylko magister i lecę do pośredniaka :)
    Daro_Elektronik wrote:
    Widzę, że masz tam na płytce jakąś antenkę. Możesz coś napisać na temat transmisji bezprzewodowej, wykorzystanych układów do komunikacji i o samym wykonaniu anteny?

    Czyżby był to któryś z modułów RFM12, RFM22 ? Jaki zasięg uzyskałeś? Czy doprowadzenie antenki za pomocą cieńszej ścieżki, nie wpływa negatywnie na zasięg?
    RMF12B, zasięgu nie sprawdziłem przed obroną zabrakło mi czasu na to, może w najbliższysz dniach z ciekawości zobaczę :) Do tej pory posiłkowałem się dataszitem do 300m na otwartej :)

    Antena - rozwiązanie proponowane przez firmę NI wygrzebane gdzieś z sieci.

    wrote:
    ravmar wrote:
    Po ukończeniu świętowania obronionej pracy inżynierskiej w lutym, przyszedł czas na przedstawienie jej na forum.
    Jest już lipiec xD
    Teraz dopiero się zmobilizowałem :)
  • #7
    wdogli
    Level 18  
    Witam.
    Jak zrealizowales komunikacje miedzy master - slave ??
  • #8
    User removed account
    User removed account  
  • #10
    User removed account
    User removed account  
  • #11
    FastProject
    Level 28  
    ravmar wrote:

    Antena - rozwiązanie proponowane przez firmę NI wygrzebane gdzieś z sieci.


    RFM12, a na jakiej częstotliwości?
    Masz może linka do tego artykułu? Chodzi o National Instruments?
  • #12
    Malcik
    Level 12  
    Daro_Elektronik wrote:

    Masz może linka do tego artykułu? Chodzi o National Instruments?


    Wg mnie chodzi o ten dokument.
    Rozwiązanie jednak zaproponowane przez Texas Instruments (może po prostu ravmar się pomlił).
  • #13
    ravmar
    Level 22  
    Malcik wrote:
    Daro_Elektronik wrote:

    Masz może linka do tego artykułu? Chodzi o National Instruments?


    Wg mnie chodzi ten dokument.
    Rozwiązanie jednak zaproponowane przez Texas Instruments (może po prostu ravmar się pomlił).


    Masz racje miałem na myśli TI i dokładnie ten artykuł

    nie wiem jak w POV-Ray + Eagle ale Altium ma możliwość exportowania filmów, płynnie obracającego się układu z przybliżeniami
  • #14
    olinek2
    Level 23  
    Sam widok 3D często się przydaje jak chcesz dopasować coś np. do radiatora, albo ciasnej obudowy :) Import/eksportować modelów STEP też jest banalnie prosty, a takowe można spokojnie importować/eksportować np. do Inventora.
    Co do LabVIEW mógłbyś zrobić bloczek do obsługi urządzenia, wtedy można by było łączyć wiele innych systemów pomiarowych i wykonawczych w bardzo prosty sposób ze sobą. Przy dużym rozwinięciu projektu myślę, że masz szanse by to wdrożyć do szerszej realizacji :)
  • #15
    ravmar
    Level 22  
    olinek2 wrote:
    Przy dużym rozwinięciu projektu myślę, że masz szanse by to wdrożyć do szerszej realizacji :)


    Moim skromnym zdaniem, za dużo jest tego na rynku żeby to wdrożyć z efektem
  • #16
    olinek2
    Level 23  
    Jeśli zachowasz łatwość konfiguracji, względnie niską cenę i rozbudowane możliwości konfiguracyjne (np. zdalne moduły wykonawcze) to czemu nie.
  • #17
    User removed account
    User removed account  
  • #18
    ravmar
    Level 22  
    olinek2 wrote:
    Jeśli zachowasz łatwość konfiguracji, względnie niską cenę i rozbudowane możliwości konfiguracyjne (np. zdalne moduły wykonawcze) to czemu nie.

    Ciężki temat, opanować to wszystko na własną rękę. Nie wiem czy nie byłoby lepiej wejść pod skrzydła jakieś firmy z gotowym projektem do produkcji.

    wrote:
    ravmar wrote:
    nie wiem jak w POV-Ray + Eagle ale Altium ma możliwość exportowania filmów, płynnie obracającego się układu z przybliżeniami


    W pov-ray'u również można robić animacje. Ale fakt, że jakbyś chciał go używać to byś musiał robić płytki w Eaglu.. Chyba, że stworzysz Altium 3D pod pov-ray'a ;)


    Mam nadzieje, że Altium nie będzie zostawał w tyle, i coś poprawi w generowaniu grafiki:)
  • #19
    iperius93
    Level 9  
    Witam:)
    Na początku Gratuluje projektu i obrony pracy inżynierskiej.
    Jesteś studentem WAT-u czyli Wojskowa Akademia Techniczna w Warszawie ? Na jaki kierunek chodziłeś i jaką specjalizacje wybrałeś? Możesz coś powiedzieć o tej uczelni, ponieważ w 2013 roku będę pisał maturę. Zaciekawiły mnie kierunki i specjalizacje w tej uczelni.
  • #20
    ravmar
    Level 22  
    iperius93 wrote:
    Witam:)
    Na początku Gratuluje projektu i obrony pracy inżynierskiej.
    Jesteś studentem WAT-u czyli Wojskowa Akademia Techniczna w Warszawie ? Na jaki kierunek chodziłeś i jaką specjalizacje wybrałeś? Możesz coś powiedzieć o tej uczelni, ponieważ w 2013 roku będę pisał maturę. Zaciekawiły mnie kierunki i specjalizacje w tej uczelni.


    Elektronika i Telekomunikacja, specjalizacja systemy informacyjno-pomiarowe.
    Za dużo to nie ma do opowiadania jeżeli chcesz to się uczysz, jeżeli nie chcesz to się nie uczysz i liczysz na szczęście :) Najlepiej przyjść sobie na dni otwarte, zobaczyć jakie są przedmioty na poszczególnych kierunkach. Wg. na poziomie liceum nikt aż tak nie myśli co będzie robić w przyszłości i nie dobiera sobie kierunku pod obraz swojej osoby za 15 lat. Najważniejsze to sprecyzowanie dziedziny, a później zaczyna się to kształtować, po to są specjalizacje. Składać na uczelnie i tam gdzie się dostaniesz iść :)
    Jeżeli sam nie będziesz robić nic poza konkursem ,który nazywa się uczelnia. To choćbyś skończył ich kilka bez wiedzy popartej teorią, będzie ci ciężko.

    Co roku będą na praktykach w różnych firmach, prawie zawszę muszę uczyć się czegoś nowego. Dział elektroniki (pomijam telekomunikację, z którą nie jestem jakoś szczególnie związany;) ) jest bardzooo rozległy.
  • #21
    gradek83
    Level 41  
    O właśnie takim czymś myślałem urządzenie sterujące w szklarni temperaturą poprzez termostat i wentylatory dodatkowo monitorowanie wilgotności powietrza i gleby plus czujniki nasłonecznienie promieniowania UV oraz sterowanie mikro zaworami do podlewania kropelkowego i to wszystko na bieżąco zapisywane na karcie pamięci. Oczywiście można pomyśleć o zasilaniu i ładowaniu bateriami słonecznymi ale zapewne taki układ nie pobierał by za dużo energii i na takiej baterii 12V 7Ah pociągnął by cały sezon. Super praca ale można by zastosować ciut większy wyświetlacz no ale to już może kiedyś z czasem twórca pomyśli :)
  • #22
    ravmar
    Level 22  
    gradek83 wrote:
    O właśnie takim czymś myślałem urządzenie sterujące w szklarni ... Oczywiście można pomyśleć o zasilaniu i ładowaniu bateriami słonecznymi ale zapewne taki układ nie pobierał by za dużo energii i na takiej baterii 12V 7Ah pociągnął by cały sezon

    nie wygląda mi to na szklarnie, tylko jakąś bezpieczną, bezobsługową hodowlę ... :D
  • #23
    gradek83
    Level 41  
    No i w tym sęk aby nie latać często na działkę a uprawa nie koniecznie pomidorów sobie rosła w najlepszych i dogodnych warunkach. Ale swoje i tak trzeba wyplewić elektronika za nas już tego nie zrobi :) A że zapotrzebowanie i popyt na takie układy jest duże to i warto w to zainwestować :)
  • #24
    revcorey
    Level 12  
    Quote:
    - w Visual Studio napisać program do archiwizacji, wizualizacji wyników pomiarów itp.

    Dużo bardziej interesujące było by wykorzystanie labview.

    Co do samego układu sterowania ciekawe było by zastosowanie raspberry pi. A jak nie to jakiś może tani ARM z stajni STM32 lub LPC1100 philipsa.
  • #25
    olinek2
    Level 23  
    Przecież sterowanie można zrealizować w postaci bloczku do wykorzystania w LV plus np. dodatkowo przykladowa aplikacja z takowym bloczkiem, a jeśli klient nie chce to aplikacja normalna na kompa dedykowana bez możliwości konfiguracji przez użytkownika.
    Akwizycja danych za pomocą LV jest niemal bajecznie prosta :)
  • #26
    ravmar
    Level 22  
    olinek2 wrote:
    Przecież sterowanie można zrealizować w postaci bloczku do wykorzystania w LV plus np. dodatkowo przykladowa aplikacja z takowym bloczkiem, a jeśli klient nie chce to aplikacja normalna na kompa dedykowana bez możliwości konfiguracji przez użytkownika.
    Akwizycja danych za pomocą LV jest niemal bajecznie prosta :)


    Nie rozumiem dlaczego wszyscy rzucili się na to labview, w kółko te same ikony jakieś plastikowe, porzygać się można. A VS można zrobić to samo (co prawda większym nakładem pracy) ale lepiej, ładniej i trudniej :) efekt ten sam a może i lepszy.
  • #27
    revcorey
    Level 12  
    Gdyż ponieważ w przemyśle nie ma czasu na zabawę. Takie coś prędzej jakiś PLC + wizualizacja. Albo ewentualnie labview się stosuje. Ostatnio czytałem o ramieniu przemysłowym sterowanym za pomocą labview(cały układ sterowania, wszystko przerzucono na labview).
    Ale jak chcesz większe wyzwanie to może zamiast visual studio to c++ i qt4.
  • #28
    lala166
    Level 21  
    Labview też kosztuje swoje a student nie kupi podstawowej licencji żeby zrobić projekt i go sprzedać.

    O widzę SHT21 .. Obudowa DFN, wrażliwość na temperaturę - przegrzanie a jak widać działa :)
  • #29
    wdogli
    Level 18  
    A gdzie można kupić licencję LV ??
  • #30
    revcorey
    Level 12  
    Quote:
    abview też kosztuje swoje a student nie kupi podstawowej licencji żeby zrobić projekt i go sprzedać.

    Labview rozdaje darmowe licencje studenckie można je dostać:
    a) Szkolenia na politechnikach
    b) szkolenia przez internet(trzeba zeskanować legitkę studencką) Link
    Ponadto najnowsza wersja jest w trialu(szkoda że tylko wersja windows). 30 dni. Ale zawsze można kombinować z jakimiś nie wiem maszynami wirtualnymi czy cofaniem czasu(chociaż nie wiem czy to działa). Po za tym jak to ma być tylko dla siebie to można powiedzmy takie trochę inne wersje labview :P