logo elektroda
logo elektroda
X
logo elektroda
Adblock/uBlockOrigin/AdGuard mogą powodować znikanie niektórych postów z powodu nowej reguły.

Układ monitoringu mikroklimatu w pomieszczeniu zamkniętym. Praca inżynierska

ravmar 08 Lip 2012 18:55 19030 36
  • 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.

    Cytat:
    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

    Fajne? Ranking DIY
    O autorze
    ravmar
    Poziom 22  
    Offline 
    ravmar napisał 692 postów o ocenie 74, pomógł 5 razy. Mieszka w mieście Warszawa. Jest z nami od 2005 roku.
  • #2 11085245
    elektron2011_92
    Poziom 10  
    Posty: 13
    Jestem pełen podziwu dla sposobu wykonania PCB. Możesz powiedzieć czym i w jaki sposób zostały pokryte cyną ścieżki?
  • #3 11085447
    Konto nie istnieje
    Konto nie istnieje  
  • #4 11085456
    FastProject
    Poziom 29  
    Posty: 1975
    Pomógł: 64
    Ocena: 194
    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 11085841
    marci4
    Poziom 31  
    Posty: 1290
    Pomógł: 169
    Ocena: 177
    Cytat:


    W czym robiłeś modele 3D?


    Płytki 3D wygladają mi na Altium Designer.
  • #6 11086047
    ravmar
    Poziom 22  
    Posty: 692
    Pomógł: 5
    Ocena: 74
    marci4 napisał:
    napisał:
    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 napisał:
    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 napisał:
    Starannie opracowana praca. Przyszłość przed Tobą Smile
    Jeszcze tylko magister i lecę do pośredniaka :)
    Daro_Elektronik napisał:
    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.

    napisał:
    ravmar napisał:
    Po ukończeniu świętowania obronionej pracy inżynierskiej w lutym, przyszedł czas na przedstawienie jej na forum.
    Jest już lipiec xD
    Teraz dopiero się zmobilizowałem :)
  • #7 11086253
    wdogli
    Poziom 18  
    Posty: 340
    Pomógł: 8
    Ocena: 9
    Witam.
    Jak zrealizowales komunikacje miedzy master - slave ??
  • #8 11086350
    Konto nie istnieje
    Konto nie istnieje  
  • #10 11086381
    Konto nie istnieje
    Konto nie istnieje  
  • #11 11086425
    FastProject
    Poziom 29  
    Posty: 1975
    Pomógł: 64
    Ocena: 194
    ravmar napisał:

    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 11086455
    Malcik
    Poziom 12  
    Posty: 72
    Pomógł: 3
    Daro_Elektronik napisał:

    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 11086672
    ravmar
    Poziom 22  
    Posty: 692
    Pomógł: 5
    Ocena: 74
    Malcik napisał:
    Daro_Elektronik napisał:

    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 11087357
    olinek2
    Poziom 23  
    Posty: 764
    Pomógł: 11
    Ocena: 53
    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 11087366
    ravmar
    Poziom 22  
    Posty: 692
    Pomógł: 5
    Ocena: 74
    olinek2 napisał:
    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 11087370
    olinek2
    Poziom 23  
    Posty: 764
    Pomógł: 11
    Ocena: 53
    Jeśli zachowasz łatwość konfiguracji, względnie niską cenę i rozbudowane możliwości konfiguracyjne (np. zdalne moduły wykonawcze) to czemu nie.
  • #17 11087502
    Konto nie istnieje
    Konto nie istnieje  
  • #18 11089444
    ravmar
    Poziom 22  
    Posty: 692
    Pomógł: 5
    Ocena: 74
    olinek2 napisał:
    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.

    napisał:
    ravmar napisał:
    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 11090899
    iperius93
    Poziom 10  
    Posty: 42
    Ocena: 3
    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 11091647
    ravmar
    Poziom 22  
    Posty: 692
    Pomógł: 5
    Ocena: 74
    iperius93 napisał:
    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 11093689
    gradek83
    Poziom 43  
    Posty: 9089
    Pomógł: 928
    Ocena: 2089
    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 11094159
    ravmar
    Poziom 22  
    Posty: 692
    Pomógł: 5
    Ocena: 74
    gradek83 napisał:
    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 11094500
    gradek83
    Poziom 43  
    Posty: 9089
    Pomógł: 928
    Ocena: 2089
    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 11097016
    revcorey
    Poziom 12  
    Posty: 70
    Pomógł: 2
    Ocena: 2
    Cytat:
    - 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 11097083
    olinek2
    Poziom 23  
    Posty: 764
    Pomógł: 11
    Ocena: 53
    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 11100432
    ravmar
    Poziom 22  
    Posty: 692
    Pomógł: 5
    Ocena: 74
    olinek2 napisał:
    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 11100588
    revcorey
    Poziom 12  
    Posty: 70
    Pomógł: 2
    Ocena: 2
    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 11101896
    lala166
    Poziom 21  
    Posty: 583
    Pomógł: 31
    Ocena: 10
    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 11103872
    wdogli
    Poziom 18  
    Posty: 340
    Pomógł: 8
    Ocena: 9
    A gdzie można kupić licencję LV ??
  • #30 11104888
    revcorey
    Poziom 12  
    Posty: 70
    Pomógł: 2
    Ocena: 2
    Cytat:
    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

Podsumowanie tematu

✨ Dyskusja dotyczy projektu układu monitoringu mikroklimatu w pomieszczeniu zamkniętym, który został zaprezentowany po obronie pracy inżynierskiej. Autor pracy podkreśla, że projekt został wykonany samodzielnie, a jego największym osiągnięciem są modele 3D, które były prezentowane w formie animacji. Uczestnicy forum wyrażają podziw dla wykonania PCB oraz pytają o szczegóły dotyczące cynowania ścieżek, transmisji bezprzewodowej, zastosowanych układów komunikacyjnych (RFM12B) oraz możliwości rozwoju projektu, w tym programowania w Visual Studio i zastosowania różnych czujników. Wskazują również na potencjalne zastosowanie systemów takich jak LabVIEW oraz Raspberry Pi w kontekście automatyzacji i monitorowania. W dyskusji poruszane są także kwestie związane z edukacją na WAT oraz możliwościami rozwoju kariery w elektronice.
Wygenerowane przez model językowy.
REKLAMA