| | SLO | ENG | Piškotki in zasebnost

Večja pisava | Manjša pisava

Iskanje po katalogu digitalne knjižnice Pomoč

Iskalni niz: išči po
išči po
išči po
išči po
* po starem in bolonjskem študiju

Opcije:
  Ponastavi


1 - 1 / 1
Na začetekNa prejšnjo stran1Na naslednjo stranNa konec
1.
Senzorsko vozlišče za merjenje okoljskih parametrov
Brina Solar, 2018, delo diplomskega projekta/projektno delo

Opis: Z avtomatizacijo domovanj se je začelo pojavljati vse več možnosti za avtomatizacijo vrtov in kmetijskih površin. To je mogoče z uporabo senzorskih vozlišč, ki jih razporedimo po obdelovalni površini. Le-ta so zelo uporabna, saj omogočajo spremljanje okoljskih parametrov, ki lahko vodijo k slabšemu ali manj kakovostnemu pridelku. Z uporabo senzorskih vozlišč dobi pridelovalec možnost pregleda nad vplivom okoljskih parametrov in pravočasnega ukrepanja. Predvsem je tak način nadzora uporaben na večjih površinah, ki so pogosto precej oddaljene od prebivališča kmetovalca. Z razvojem senzorskih vozlišč se je pojavil tudi nov koncept kmetovanja, imenovan precizno kmetijstvo oz. agrikultura (ang. Precision agriculture). Ta temelji na opazovanju in merjenju okoljskih parametrov, na osnovi česar je mogoče izdelati sistem za avtomatsko oskrbovanje površin. Naša ideja je bila, da bi za zajem okoljskih parametrov uporabili več senzorskih vozlišč, enakomerno razporejenih po obdelovalni površini. Zato je bil glavni cilj projekta izdelati delujoči prototip vezja senzorskega vozlišča za merjenje okoljskih lastnosti in preizkusiti njegovo delovanje v realnem okolju. Senzorsko vozlišče, ki smo ga izdelali, je namenjeno merjenju temperature in vlage zraka, vlažnosti zemlje in zaznavanju prisotnosti sonca oz. osvetljenosti (posredno preko sončne celice). Za merjenje lastnosti zraka in zemlje smo uporabili ločena senzorja, osvetljenost pa smo merili s pomočjo ADC priključka na mikrokrmilniku. Zamislili smo si čim bolj avtonomno vezje, ki vsebuje sončno celico in rezervno baterijo. V dneh sončnega vremena bo sončna celica napajala vezje in hkrati polnila baterijo. Če pa bo vreme oblačno ali deževno, bo vir napajanja rezervna baterija. V okviru izdelave prototipa smo načrtali tiskanino za senzorsko vozlišče, izmerili karakteristike napajalnega dela vezja in primerjali delovanje sončnih celic različnih proizvajalcev, sprogramirali mikrokrmilnik za izvajanje meritev in testirali delovanje prototipa v realnem okolju. Mikrokrmilnik smo sprogramirali tako, da je zagotovljeno izvajanje meritev vsakih deset minut, po opravljenih meritvah pa gre celotno vezje v stanje spanja. Komunikacija med senzorji in mikrokrmilnikom za izvedbo meritev poteka preko komunikacijskega vodila TWI. V našem primeru je mikrokrmilnik prevzel vlogo gospodarja, senzorji pa vlogo sužnjev. Po opravljenih meritvah mikrokrmilnik pošlje rezultate meritev računalniku preko USART komunikacije. Izmerili smo spremembo polnilnega toka baterije in izkoristek napajalnega vezja glede na napetost na sončni celici. Dokler je napetost na sončni celici višja ali enaka 0,4 V, vezje kot glavni vir napajanja uporablja sončno celico in preko nje polni baterijo. Pri nižjih napetostih na sončni celici se zgodi preskok na napajanje vezja iz baterije, kar povzroči znatno povečanje izkoristka napajalnega vezja. Izmerili smo tudi spremembo toka v mikrokrmilnik glede na stanje, v katerem se nahaja (spanje/mirovanje ali izvajanje meritev). Po pričakovanjih je bil tok veliko manjši, ko je bil mikrokrmilnik v stanju spanja. Na koncu smo za boljši pregled nad realnim delovanjem senzorskega vozlišča opravili tedensko testiranje prototipa v naravi. Iz rezultatov je razvidno, da zračna vlažnost ponoči nekoliko naraste, temperatura zraka pa pade. Hitri prehodi na krivulji vlage zemlje predstavljajo trenutke, ko smo zalili gredo. Počasno naraščanje pa je posledica padavin. Ker je bila naša senzorska enota na zahodni strani, lahko vidimo, da tudi v sončnih dneh ni bila cel dan obsijana. Kratki padci napetosti na sončni celici prikazujejo kratkotrajno oblačnost. Za podrobnejši pregled sprememb napetosti na bateriji smo izvedli še tri-dnevno meritev, kjer smo beležili vrednosti napetosti na bateriji in sončni celici. Iz rezultatov je razvidno, da se napetost baterije ne zmanjša veliko (manj kot 5%). Z izdelavo prototipa senzorskega vozlišča smo zadostili vsem zadanim zahtevam projekta.
Ključne besede: senzorji, vozlišče, parametri, agrikultura
Objavljeno: 06.02.2019; Ogledov: 1479; Prenosov: 113
.pdf Celotno besedilo (1,57 MB)

Iskanje izvedeno v 0.04 sek.
Na vrh
Logotipi partnerjev Univerza v Mariboru Univerza v Ljubljani Univerza na Primorskem Univerza v Novi Gorici