জিপিআরএস (সিম কার্ড) ডেটা লিঙ্ক সহ কমপ্যাক্ট ওয়েদার সেন্সর: 4 টি ধাপ

2024 লেখক: John Day | [email protected]. সর্বশেষ পরিবর্তিত: 2024-01-30 07:56

প্রকল্পের সারসংক্ষেপ

এটি একটি BME280 তাপমাত্রা/চাপ/আর্দ্রতা সেন্সর এবং ATMega328P MCU এর উপর ভিত্তি করে একটি ব্যাটারি চালিত আবহাওয়া সেন্সর। এটি দুটি 3.6 V লিথিয়াম থিওনাইল AA ব্যাটারিতে চলে। এটি একটি খুব কম ঘুমের খরচ 6 µA। এটি DS3231 রিয়েলটাইম ঘড়ি দ্বারা নিয়ন্ত্রিত থিংসস্পিকে GPRS (একটি SIM800L GSM মডিউল ব্যবহার করে) এর মাধ্যমে আধঘণ্টা ডেটা পাঠায়। ব্যাটারির একটি সেটে আনুমানিক পরিষেবা হল> months মাস।

আমি একটি ASDA পে-ই-ইউ-গো সিম কার্ড ব্যবহার করি, যা এই প্রকল্পের উদ্দেশ্যে অত্যন্ত ভাল শর্ত প্রদান করে, কারণ এতে ক্রেডিটের জন্য অনেক দীর্ঘ মেয়াদ শেষ হওয়ার সময় (180 দিন) থাকে এবং শুধুমাত্র 5p/MB ডাটা ভলিউম চার্জ করে।

প্রেরণা: একটি অর্থনৈতিক, শূন্য-রক্ষণাবেক্ষণ, স্বায়ত্তশাসিত, ব্যাটারি চালিত পরিবেশগত সেন্সর তৈরি করা যা আবহাওয়া বা অন্যান্য ডেটা অর্জনের জন্য বন্য স্থানে স্থাপন করা যায় এবং জিএসএম/জিপিআরএস নেটওয়ার্কের মাধ্যমে একটি আইওটি সার্ভারে প্রেরণ করা যায়।

শারীরিক মাত্রা: 109 x 55 x 39 মিমি (কেস ফ্ল্যাঞ্জ সহ)। ওজন 133 গ্রাম। আইপি রেটিং 54 (আনুমানিক)।

উপাদান খরচ: প্রায়। Unit 20 প্রতি ইউনিট।

সমাবেশের সময়: প্রতি ইউনিট 2 ঘন্টা (হ্যান্ড সোল্ডারিং)

শক্তির উৎস: দুটি লিথিয়াম থিওনাইল এএ ব্যাটারি, নন-রিচার্জেবল (3.6V, 2.6Ah)।

নেটওয়ার্ক প্রোটোকল: GSM GPRS (2G)

সম্ভাব্য ব্যবহার: জিএসএম সিগন্যাল কভারেজ সহ যে কোন দূরবর্তী অবস্থান। বন, বাতিঘর, বয়, ব্যক্তিগত ইয়ট, কাফেলা, ক্যাম্পিং সাইট, পর্বত আশ্রয় কুঁড়েঘর, জনমানবহীন ভবন

নির্ভরযোগ্যতা পরীক্ষা: 30.8.20 থেকে একটি ইউনিট দীর্ঘমেয়াদী পরীক্ষার অধীনে চলছে। একটি সফটওয়্যার ক্র্যাশ ছাড়াও, এটি প্রতি 30 মিনিটে নির্ভরযোগ্যভাবে ডেটা পাঠাচ্ছে।

ধাপ 1: প্রয়োজনীয় অংশ

• কাস্টম তৈরি পিসিবি। জিপড গারবার ফাইলগুলি এখানে (instructables.com জিপ ফাইল আপলোডগুলি ব্লক করে বলে মনে হচ্ছে)। আমি পিসিবি উৎপাদনের জন্য jlcpcb.com- কে অত্যন্ত সুপারিশ করেছি। যুক্তরাজ্যে বসবাসকারী ব্যক্তিদের জন্য, আমি আপনাকে একটি অতিরিক্ত PCB পাঠাতে পেরে খুশি যা উপাদান এবং ডাক খরচের ন্যূনতম অবদানের জন্য - আমাকে বার্তা পাঠান।
• ATMega328P-AU
• পরিবর্তিত DS3231 রিয়েলটাইম ঘড়ি (নীচের অনুচ্ছেদ দেখুন)
• BME280 ব্রেকআউট বোর্ড, যেমন এটি
• SIM800L GSM GPRS মডিউল
• বিস্তারিত তালিকা অনুযায়ী বিভিন্ন SMD অংশ।
• হ্যামন্ড 1591, ব্ল্যাক এবিএস এনক্লোজার, আইপি 54, ফ্ল্যাঞ্জড, 85 x 56 x 35 মিমি, আরএস কম্পোনেন্টস ইউকে থেকে

DS3231 এর পরিবর্তন

লাল রঙে চতুর্ভুজ প্রতিরোধক নেটওয়ার্ক অবিক্রিত হওয়া প্রয়োজন। অন্যান্য আরো ধ্বংসাত্মক পদ্ধতিগুলিও ঠিক আছে, কিন্তু 4 টি প্যাডের ভিতরের সারিতে (MCU এর দিকে) প্যাডগুলি বন্ধ করা এড়িয়ে চলুন। অন্য 4 টি প্যাড পিসিবি ট্রেস দ্বারা যাইহোক সংযুক্ত করা হয়। এসকিউডব্লিউ পিনকে অ্যালার্ম হিসাবে কাজ করার অনুমতি দেওয়ার জন্য এই পরিবর্তনটি অপরিহার্য। প্রতিরোধক অপসারণ না করে, এটি মডিউলের সাথে VCC সাপ্লাই সংযোগ না করা পর্যন্ত কাজ করবে না, যা খুব কম শক্তির RTC থাকার উদ্দেশ্যকে পরাজিত করে।

ধাপ 2: পরিকল্পিত নীতি

নকশা জন্য শীর্ষ অগ্রাধিকার ছিল:

• কম ঘুমের বর্তমান ব্যাবহারের সাথে ব্যাটারি অপারেশন
• কম্প্যাক্ট ডিজাইন

বিদ্যুৎ সরবরাহ

দুটি 3.6V Saft Lithium thionyl AA ব্যাটারী। বিপরীত মেরুতা সুরক্ষার জন্য একটি পি-চ্যানেল MOSFET।

সার্কিটে দুটি ভোল্টেজ নিয়ন্ত্রক রয়েছে:

• একটি টেক্সাস ইন্সট্রুমেন্টস TPS562208 2 Amp স্টেপ-ডাউন রেগুলেটরটি সিম 00০০ এলকে প্রায়.1.১ ভি তে পাওয়ার জন্য। এটি ATMega থেকে সুইচ করা যায় এবং Enable pin 5 এর মাধ্যমে বেশিরভাগ সময় শাটডাউন মোডে রাখা হয়।
• ATMega এবং BME280 এর জন্য একটি MCP1700 3.3V নিয়ন্ত্রক। এটি একটি অত্যন্ত দক্ষ লো-ড্রপ রেগুলেটর যার মাত্র 1 µA এর কাছাকাছি একটি নিiesশব্দ স্রোত রয়েছে। যেহেতু এটি শুধুমাত্র 6V ইনপুট পর্যন্ত সহনশীল, তাই আমি 7.2V সরবরাহকে 6V এর কাছাকাছি গ্রহণযোগ্য স্তরে নামানোর জন্য দুটি সংশোধনকারী ডায়োড (D1, D2) যোগ করেছি। আমি ATMega- এ বিদ্যুৎ সরবরাহের জন্য PCB- এ স্বাভাবিক 10 µF decoupling ক্যাপাসিটর যোগ করতে ভুলে গেছি। অতএব, আমি MCP1700 এ স্বাভাবিক আউটপুট ক্যাপাসিটরের 1 থেকে 10 µF পর্যন্ত আপগ্রেড করেছি এবং এটি সূক্ষ্ম কাজ করে।
• ATMega এ ADC0 এর মাধ্যমে ব্যাটারি ভোল্টেজ পর্যবেক্ষণ (একটি ভোল্টেজ ডিভাইডারের মাধ্যমে)

রিয়েল টাইম ঘড়ি

একটি পরিমার্জিত DS3231, যা পরিমাপ এবং ডেটা ট্রান্সমিশনের একটি চক্র শুরু করতে নির্দিষ্ট সময়ে বিরতিতে ATMega কে জাগিয়ে তোলে। DS3231 নিজেই CR2032 লিথিয়াম সেল দ্বারা চালিত।

বিএমই ২80০

আমি মূল Bosch BME280 মডিউলটি নিজেই ব্যবহার করার চেষ্টা করেছি, যা তার মিনিটের আকারের কারণে বিক্রি করা প্রায় অসম্ভব। অতএব, আমি ব্যাপকভাবে উপলব্ধ ব্রেকআউট বোর্ড ব্যবহার করছি। যেহেতু এটিতে একটি অপ্রয়োজনীয় ভোল্টেজ নিয়ন্ত্রক রয়েছে, যা শক্তি খরচ করে, আমি এটি পরিমাপের ঠিক আগে একটি এন-চ্যানেল MOSFET দিয়ে চালু করি।

SIM8L

এই মডিউলটি নির্ভরযোগ্য কিন্তু বিদ্যুৎ সরবরাহ শিলা-শক্ত না হলে মোটামুটি স্বভাবের বলে মনে হয়। আমি দেখেছি যে একটি 4.1V সরবরাহ ভোল্টেজ সবচেয়ে ভাল কাজ করে। আমি VCC এবং GND- এর জন্য PCB ট্রেস তৈরি করেছি SIM800L অতিরিক্ত মোটা (20 মিলি)।

পরিকল্পিত/পিসিবি মন্তব্য

• নেটওয়ার্ক লেবেল "1" - অংশের তালিকায় "সিঙ্গেলপিন" হিসাবে তালিকাভুক্ত কেবল একটি পুরুষ হেডার পিনকে বোঝায়।
• স্লাইড সুইচ সংলগ্ন দুটি পিনের স্বাভাবিক কার্যক্রমের জন্য একটি জাম্পার দিয়ে ব্রিজ করা প্রয়োজন, অন্যথায় VCC লাইন এখানে খোলা আছে। প্রয়োজনে এগুলি বর্তমান পরিমাপের উদ্দেশ্যে করা হয়েছে।
• SIM800L মডিউলের জন্য 100 µF ক্যাপাসিটরের (C12) প্রয়োজন নেই। প্রত্যাশিত স্থিতিশীলতার সমস্যার ক্ষেত্রে এটি একটি সতর্কতা (মরিয়া) পরিমাপ হিসাবে যোগ করা হয়েছিল

প্রস্তাবিত সমাবেশ পদক্ষেপ

1. পিসিবির নিচের বাম অংশে সমস্ত পাওয়ার সাপ্লাই উপাদান একত্রিত করুন। TPS562208 এর Enable pin (pin 5) অবশ্যই পরীক্ষার জন্য লজিক্যাল হাইতে থাকতে হবে, অন্যথায় মডিউলটি শাটডাউন মোডে আছে এবং আপনার 0V আউটপুট থাকবে। পরীক্ষার জন্য পিন উঁচু করতে টানুন, ATMega এর প্যাড 9 থেকে একটি অস্থায়ী তারের (যা PCB- এ ভোল্টেজ রেগুলেটরের PIN 5 এ যুক্ত) একটি VCC পয়েন্টের সাথে সংযুক্ত হতে পারে; নিকটতম বিন্দু হবে R3 এর নিচের পিন, যা VCC লাইনে অবস্থিত।
2. C2, C3 বা C4 এবং GND এর নীচের পিনের মধ্যে TPS562208 থেকে টেস্ট আউটপুট। আপনার প্রায় 4.1V থাকা উচিত।
3. MCP1700 থেকে টেস্ট আউটপুট, U6 এবং GND এর উপরের ডান পিনের মধ্যে। আপনার 3.3V থাকা উচিত।
4. সোল্ডার ATMega328P; উপরের বাম কোণে পিন 1 মার্কার লক্ষ্য করুন। কিছু অনুশীলন প্রয়োজন, কিন্তু খুব কঠিন নয়।
5. ATMega328- এ বুটলোডার বার্ন করুন - অন্য কোথাও এর জন্য টিউটোরিয়াল MOSI, MISO, SCK এবং RST- এর সাথে সংযোগ করার জন্য আপনাকে পিন হেডার ব্যবহার করতে হবে না। বুটলোডার বার্ন করতে কয়েক সেকেন্ড সময় লাগে, আপনি ডুপন্ট তারগুলি ব্যবহার করতে পারেন এবং একটি ভাল যোগাযোগ অর্জনের জন্য কিছুটা অ্যাঙ্গুলেশন ব্যবহার করতে পারেন।
6. DS3231 এর জন্য 5x মহিলা পিন হেডার সংযুক্ত করুন।
7. পুরুষ পিন হেডারের মাধ্যমে সোল্ডার SIM800L
8. সোল্ডার BME280
9. একটি USB2TTL অ্যাডাপ্টার ব্যবহার করে Arduino IDE এ কোড আপলোড করুন (টার্গেট হিসাবে Arduino Uno/Genuino নির্বাচন করুন)।

ধাপ 3: Arduino কোড

ফাইল সংযুক্তিতে Arduino সোর্স কোড দেখুন।

ধাপ 4: রিয়েল-ওয়ার্ল্ড টেস্ট

আমি কেসের ডান দিকে দুটি ছোট গর্ত ড্রিল করেছি ঠিক সামনে থেকে গভীর দিকে। আমি এগুলিকে ভিতর থেকে গোরটেক্স প্যাচ দিয়ে coveredেকে দিলাম যাতে বায়ু বিনিময় করা যায় কিন্তু জল বাদ দেয়। আমি সামান্য প্লাস্টিকের ছাদ দিয়ে কিছু অতিরিক্ত বৃষ্টি সুরক্ষা যোগ করেছি। আমি তারপর সামনের দিকে এবং ব্যাটারির facingাকনার মুখোমুখি উপাদানগুলির সাথে সম্পূর্ণ সমাবেশটি স্লট করি। আমি অতিরিক্ত জল প্রবেশ সুরক্ষা জন্য ক্ষেত্রে একটি সিলিকন গ্রীস একটি বিট যোগ করুন।

ইউনিটটি বর্তমানে একটি ছোট নদীর পাশে "ইনস্টল" করা হয়েছে। এখানে লাইভ ডেটা ফিড।