Korisnički alati

Site alati


2017:studenti:lskoric:projektni_zadatak

Svrha projekta

Svrha projekta je povećati kvalitetu boravka u prostoriji, svim ljudima koji se u njoj nalaze.

Korisnici projekta

Svi stanari kuće, stana, ili korisnici nekog poslovnog prostora. Dodatno, sustav je primjenjiv na industrijske pogone i tvornice gdje je moguće pratiti trenutno stanje u prostorijama.

Ciljevi projekta

1) Ostvariti sustav ambijentalnih senzora u svrhu poboljšanja ugode u prostoriji.

  • pretvaranje fizikalnih veličina u električne
  • očitavanje električnih veličina sa Arduino modulima
  • komunikacija Arduina sa senzorskim modulima
  • obrada primljenih podataka
  • izvršavanje potrebnih naredbi

2) Kreirati algoritam izračuna PPD i PMV vrijednosti na temelju očitanih vrijednosti sa senzora
3) U skladu sa željama korisnika koji se trenutno nalaze u prostoriji aktivirati potrebne aktuatore (klima, grijanje, svjetlo…)

Resursi

Sustav je ostvaren na Arduino platformi (Arduino Mega 2560). Za mjerenje fizikalnih veličina korištena su tri senzorska modula:

  • senzor za temperaturu, vlagu i tlak BME280 - korištena I2C komunikacija prema Arduinu
  • senzor za buku MAX4466 - uređaj se s Arduinom jednostavno spaja pomoću tri priključka: OUT, GND i VCC, OUT priključak se spaja na jedan od analognih priključaka Arduina
  • senzor za intenzitet svjetlosti - fotootpornik, spaja se na analogni priključak Arduina

Korisničko sučelje izvedeno je pomoću LCD prikaznika i tipkovnice za Arduino. Dobivanje informacije o trenutnom vremenu ostvareno je preko RTC modula:

  • LCD-2004A - spoj LCD-a sa „Arduino Mega 2560“ ostvaren je koristeći međusklop „YwRobot LCM1602 V1“ namjenjenog jednostavnijem ostvarivanju I2C serijske veze
  • Matrična tipkovnica - spaja se na proizvoljne digitalne izvode Arduina
  • DS3231 RTC, međusklop ZS-042 - daje informaciju o stvarnom vremenu, spaja na napajanje od 3.3 V te koristi I2C sabirnicu

Podsustav za spremanje podataka sadrži:

  • proizvoljnu microSD karticu
  • ​​Arduino SD modul za čitanje i pisanje - koristi SPI komunikaciju gdje se vanjski međusklop ponaša kao slave, dok Arduino predstavlja master

​​Spajanje i slanje podataka o trenutnom stanju senzora na web server realizirano je pomoću:

  • ESP8266 mikrokontroler, međusklop Wemos D1 Mini Pro - slanje podataka senzora s Arduina na ESP8266 ostavareno je preko UART-a, a sam modul ostvaruje internet vezu prema web serveru

Za sve navedene module korištene su besplatne biblioteke i programska podrška za Arduino. Više o programskoj implementaciji može se naći u pdf verziji dokumentacije projekta.

Ograničenja

Nemogućnost ostvarivanja svih potrebnih mjerenja za izračun PPD i PMV. Na primjer, za detekciju odjeće koja se nalazi na osobama potreban je računalni vid, ali zbog nedostatka vremena i resursa takvo mjerenje se neće realizirati. Sve fizičke veličine osim sobne temperature, vlažnosti i tlaka zraka postavljene su u očekivane vrijednosti koje su dobivene iz referentne literature.


Nedostatak aktuatora koji bi mijenjali uvjete u prostoriji. Njihov utjecaj će biti zamijenjen LED-icama koje ih simboliziraju. Regulacije temperature realizirana je jednostavnom naredbom uključivanja/isključivanja “klime”. Razina željene svijetlosti korisnika simbolizirana je svjetlinom druge LED diode. Detektor buke pali treću LED diodu ako je razina buke iznad prosječne vrijednosti od strane korisnika.

Komunikacija s ostalim podsustavima

Središnji dio sustava je Arduino MEGA2560 na koji se spajaju periferni senzorski moduli s kojima se komunicira preko SPI-ja i I2C sabirnice. Temperaturni senzor i senzor buke svoje podatke šalju putem analognog ulaza.

Zapisivanje na microSD karticu se vrši pomoću SPI sabirnice, dok se tipkovnica u sklopu korisničkog sučelja povezuje sa središnjim sustavom s 8 linija. Način komunikacije putem tih 8 linija je definiran u dokumentaciji KeyPada, ukratko pritiskom gumba se kratko spajaju dvije linije od 8 linija raspoređenih u 4×4 matricu. Tako se jednoznačno određuje koji je gumb pritisnut.

Komunikacija s vanjskim sustavima

Za komunikaciju s internetom je korišten modul “WeMos D1 pro” koji koristi ESP8266. Preko tog modula šalju se podaci sa senzora i trenutno stanje broja korisnika na zavodski server, putem predefiniranog formata. Zavodski server stoji iza domene echo.zesoi.fer.hr, kojem smo dali alias spvp.anteo.me.

Uloga na projektu

U sklopu ovog grupnog projekta bio sam zadužen za inicijalizaciju, povezivanje i umjeravanje svih korištenih senzorskih modula sa ciljem konačne implementacije u sustav. Sustav ambijentalne ugodnosti razvijan u sklopu ovog projektnog zadatka regulira pet fizikalnih veličina: temperaturu, buku, tlak, vlagu i osvjetljenje. Za mjerenje intenziteta svjetlosti korišten je jednostavni fotootpornik sa dvije elektrode. Za mjerenje buke u prostoriji korišten je modul mikrofonskog pojačala max4466. Za mjerenje vlage, temperature i tlaka zraka u prostoriji korišten je višenamjenski senzorski modul BME280. Prilikom implementacije svih navedenih komponenata u sustav potrebno je voditi računa o karakteristikama i mogućnostima postizanja serijske veze sa središnjim računalnim sustavom “Arduino Mega 2560”. Uspješno spojene senzorske uređaje potrebno je i programski inicijalizirati, te omogućiti njihov rad u programskom kodu središnjeg računala. Na posljetku, provodimo veći proj probnih mjerenja praćenih dodatnim ažuriranjima programskog koda kako bi svi dobiveni izmjereni rezultati odgovarali potrebama razvoja sustava ambijentalne ugodnosti.

2017/studenti/lskoric/projektni_zadatak.txt · Zadnja izmjena: 2017/06/28 20:05 od mmatijascic