طراحی و پیاده سازی سیستم کنترل پیامکی رطوبت با ماژول Sim800L آردوینو

رطوبت هوا یکی از پارامترهای مهم و کلیدی در صنایع و پروژه های مختلف به شمار می رود. این پارامتر در گلخانه ها جهت کنترل سلامت گیاهان، منازل و ادارت جهت جلوگیری از رشد باکتری ها و… بسیار حائز اهمیت  است. در این آموزش به کمک برد آردوینو UNO و ماژول سیم کارت SIM800L، قصد کنترل میزان رطوبت از راه دور را داریم. در این سیستم کاربر با مشاهده میزان رطوبت محیط  از طریق پیامک، می تواند دستور فعال سازی سیستم رطوبت ساز را ارسال نماید. بدین ترتیب به سادگی هرچه تمام تر و بدون نیاز به حضور فیزیکی در محل، کاربر می تواند میزان رطوبت محیط را بدون محدودیت فاصله تنظیم نماید؛ چراکه ماژول سیم کارت SIM800L قابلیت اتصال به شبکه موبایلی کشور را داشته و می تواند به برقراری تماس تلفنی و ارسال و دریافت پیامک بپردازد.

در این آموزش ابتدا به معرفی مکانیزم کاری سیستم کنترل پیامکی رطوبت خواهیم پرداخت. سپس در ادامه قطعات کلیدی و کاربردی و نقش هر یک در پروژه، بررسی می شود. با آشنایی با قطعات و کاربرد هریک، شماتیک و اتصالات و کدهای پروژه را خواهیم داشت. در نهایت با اجرای پروژه روند کار مشاهده شده و با تحلیل کدهای پروژه، آموزش را به پایان می رسانیم. در ادامه با مرجع تخصصی ماژول سیم کارت به زبان فارسی و مرجع تخصصی ماژول سیم کارت به زبان فارسی، دیجی اسپارک همراه باشید.

 

---

سازوکار پروژه کنترل پیامکی رطوبت

---

همانطور که پیشتر گفته شد، در این آموزش به کمک ارسال پیامک می توانیم واحد رطوبت ساز را فعال کنیم. جهت ایجاد رطوبت از یک ماژول رطوبت ساز با فناوری بخار سرد استفاده کرده ایم. در این پروژه کاربر با برقراری تماس تلفنی با شماره سیم کارت ماژول  SIM800L، می تواند از میزان رطوبت محیط مطلع شود. در این حالت دستگاه با دریافت تماس آن را قطع کرده و پس از چند لحظه به شماره از پیش تعریف شده، میزان رطوبت را پیامک می کند.

 

پس از دریافت رطوبت، کاربر با ارسال پیامک می تواند سیستم رطوبت ساز را برای مدت زمان مد نظر خود فعال نماید. به عنوان مثال کاربر می تواند از طریق پیامک به واحد رطوبت ساز، فرمان فعال بودن برای ۵ دقیقه را ارسال نماید. این روند توسط برد آردوینو، با دریافت داده از ماژول سیم کارت و ارسال فرمان به ماژول رطوبت، اجرا می گردد. در قسمت بعد بیشتر به برد آردوینو می پردازیم.

 

---

برد آردوینو پروژه کنترل پیامکی رطوبت

---

پروژه کنترل رطوبت از طریق پیامک نیازمند یک برد پردازشی است. این برد پردازشی با دریافت داده از ماژول سیم کارت، به واحد رطوبت ساز جهت ایجاد رطوبت فرمان ارسال می نماید.  در این پروژه برد آردوینو به عنوان هسته پردازش مرکزی وظیفه اجرا را بر عهده دارد. این برد از طریق رابط سریال UART خود با SIM800L در ارتباط است. پس از دریافت داده های لازم و تحلیل آن ها، به پایه خروجی خود سیگنال ارسال می کند. این پایه که به رله متصل است، وضعیت رله را تغییر داده و در نهایت ماژول بخار سرد فعال می گردد.

 

---

ماژول سیم کارت SIM800L

---

ماژول SIM800L، یک ماژول فوق العاده کاربردی در جهت اجرای پروژه های کنترل از راه دور به شمار می رود. این ماژول به کمک سیم کارت های اپراتورها، به شبکه موبایلی کشور متصل می شود. پس از اتصال به کمک این ماژول می توان به ارسال و دریافت پیامک، برقراری تماس صوتی دو طرفه و حتی اتصال به اینترنت پرداخت. در این پروژه این ماژول نقش واسط بین کاربر و برد را بر عهده می گیرد. با برقراری تماس تلفنی، ماژول موضوع را به آردوینو اطلاع می دهد. آردوینو هم به ماژول فرمان قطع شدن تماس را صادر می کند. پس از قطع شدن تماس، ماژول با دریافت فرمان ارسال میزان رطوبت، مقدار رطوبت اندازه گیری شده را به کاربر از طریق پیامک ارسال می کند.

 

در طرف دیگر، کاربر از طریق پیامک می تواند فرمان فعال سازی بخار ساز و مدت زمان فعالیت آن را از طریق پیامک تعیین کند. ماژول با دریافت پیامک آن را به برد آردوینو جهت اجرای عملیات، ارسال می نماید.

 

---

سنسور دما و رطوبت DHT11

---

جهت اندازه گیری میزان رطوبت محیط، از سنسور DHT11 استفاده می کنیم. این سنسور که در پروژه های زیادی استفاده می شود ، قادر به اندازه گیری میزان رطوبت محیط در بازه ۲۰ الی ۹۰ درصد است. این سنسور علاوه بر رطوبت، می تواند دمای محیط را هم اندازه گیری نماید. در این پروژه جهت اندازه گیری رطوبت محیط و اعلام آن به کاربر از این سنسور استفاده کرده ایم. این سنسور جهت تبادل داده با میکروکنترلر تنها از یک پایه استفاده می کند. در طرف دیگر جهت راه اندازی و کار با این سنسور کتابخانه تحت آردوینو توسعه یافته که روال اجرای پروژه را می تواند بسیار ساده کند.

 

---

ماژول بخار سرد

---

همانطور که اطلاع دارید، در این آموزش قصد به ایجاد رطوبت از طریق فرمان کاربر را داریم. جهت ایجاد رطوبت از ماژول بخار سرد استفاده می کنیم. بخار سرد یک فناوری بسیار جذاب در زمینه ایجاد رطوبت به شمار می رود. در این فناوری با ایجاد فرکانس بالا درآب، مولکول ها تجزیه شده و آب تبدیل به بخار خواهد شد. با بخار شدن آب، رطوبت هم پدیدار می شود. در این روش بدون نیاز به گرم کردن آب، بخار ایجاد می شود. اما این بخار به صورت بخار سرد است. پس از آشنایی با قطعات و نقش هر یک در پروژه، نوبت به بررسی شماتیک و اتصالات می رسد. قسمت بعدی به این مورد می پردازد.

 

---

شماتیک و اتصالات کنترل پیامکی رطوبت

---

در این قسمت به بررسی شماتیک و اتصالات پروژه می پردازیم. در ابتدا تصویر زیر نمای کلی از شمای اتصالات را نمایش می دهد.

 

مطابق تصویر فوق، اتصالات مدار را به صورت قسمت به قسمت ادامه می دهیم. در ابتدا اتصالات بین سنسور DHT11 و برد آردوینو UNO را به صورت زیر انجام دهید.

DHT11	آردوینو
VCC	۵V
GND	GND
۲	OUT

 

در ادامه اتصالات بین ماژول SIM800L و برد آردوینو UNO به صورت زیر انجام می شود.

SIM800L	آردوینو
TX	۰(RX)
به کمک تقسیم مقاومتی به پایه RX	۱(TX)

 

برای تغذیه سیستم ما از یک آداپتور ۱۲ ولت ۵ آمپر استفاده می کنیم. با اتصال این آداپتور به جک تغذیه آردوینو، برد تغذیه می شود. همچنین این ولتاژ ۱۲ ولت ۵ آمپر در پایه VIN آردوینو قرار می گیرد. در اینجا ما به کمک مبدل کاهنده ولتاژ LM2596، ولتاژ ۱۲ ولت را به ۴ ولت که ایده آل ماژول SIM800L است، تبدیل می کنیم. برای این مورد ورودی مثبت ماژول کاهنده به پایه VIN و ورودی منفی آن به پایه GND آردوینو متصل می شود. سپس خروجی این ماژول را به کمک مولتی ترن، بر روی ۴ ولت تنظیم می کنیم. در نهایت پایه خروجی مثبت ماژول کاهنده به پایه VCC ماژول SIM800L و پایه خروجی منفی ماژول کاهنده به پایه GND ماژول SIM800L متصل می گردد.

توجه: پیش از اتصال خروجی ماژول کاهنده به ماژول SIM800L، ابتدا ولتاژ را تنظیم کرده و سپس اتصال را برقرار سازید.

در نهایت برای ماژول  رله، ماژول رله  به پایه ۴ متصل گردیده و سپس تغذیه ماژول رله نیز از ۵ ولت تامین می گردد. همچنین جهت اتصال بار به خروجی رله،  می توانید با کلیک بر روی این لینک، اطلاعات لازم را در صورت نیاز مطالعه نمایید. همچنین توجه نمایید که در این جا برای تامین تغذیه ماژول بخار سرد، از یک آداپتور جداگانه مناسب با تغذیه آن استفاده شده است. پس از اجرای سیم کشی های مدار، نوبت به آپلود کد برنامه بر روی آردوینو می رسد.  در قسمت بعدی به این موضوع می پردازیم.

 

---

کدهای پروژه کنترل پیامکی رطوبت

---

 

 

توجه: پیش از آپلود برنامه لطفا حتما کابل متصل به پایه RX آردوینو را جدا کرده و سپس کد را آپلود کنید. پس از آپلود مجددا کابل را متصل نمایید.

 

---

اجرای پروژه کنترل پیامکی رطوبت

---

پس از آپلود کدهای پروژه، نوبت به اجرای آن می رسد. برای اجرای پروژه ابتدا به شماره سیم کارت درون دستگاه زنگ بزنید. پس از یک یا دو بوق تماس قطع می شود. با گذشت کمی زمان، یک عدد که میزان رطوبت محیط است برای شماره تعیین شده درکد برنامه ارسال می گردد. پس از این مرحله، شما می توانید مدت زمان روشن ماندن واحد رطوبت ساز را تعیین کنید. برای این مورد باید مدت زمان را به ثانیه و تحت فرمت زیر به دستگاه پیامک کنید.

#TIME!

به عنوان مثال  چنانچه قصد دارید تا برای مدت ۵ دقیقه سیستم رطوبت تولید کند، می توانید ۳۶۰  ثانیه را به صورت زیر برای دستگاه ارسال کنید.

۳۶۰#!

پس از دریافت فرمان، دستگاه برای ۵ دقیقه رطوبت را تولید می کند.

 

---

تحلیل کد پروژه کنترل پیامکی رطوبت

---

پس از اجرای پروژه، نوبت به تحلیل و بررسی کدهای آن می رسد. از آنجاییکه درون کدهای پروژه به صورت خط به خط کامنت(توضیح) قرار گرفته، بنابراین در اینجا به صورت خلاصه، توابع کلیدی و کاربردی پروژه را در جدول زیر می آوریم.

شرح	تابع
انتظار برای اتصال به شبکه GSM	check_connect
ارسال پیامک میزان رطوبت	send_sms
کنترل دریافت پیامک، تشخیص متن فرمان، اجرای فرمان	get_time

 

---

لوازم مورد نیاز

---

لینک خرید برد آردوینو UNO، کلیک کنید

لینک خرید ماژول سیمکارت SIM800L، کلیک کنید

لینک خرید ماژول کاهنده ولتاژ، کلیک کنید

لینک خرید ماژول رله، کلیک کنید

لینک ماژول بخار سرد التراسونیک، کلیک کنید

لینک خرید انواع آداپتور مخصوص برد و ماژول بخار سرد

 

---

جمع بندی

---

در این پروژه اقدام به طراحی و پیاده سازی سیستم کنترل رطوبت از راه دور نمودیم. از آنجاییکه رطوبت محیط یک پارامتر کلیدی به شمار می رود، بنابراین کنترل آن بسیار مهم به نظر می رسد. به کمک پروژه ارایه شده در این آموزش کاربر می تواند ابتدا از رطوبت محیط، از راه دور و به کمک پیامک آگاه شود. سپس در ادامه با ارسال پیامک، کاربر می تواند مدت زمان فعال سازی رله جهت تولید بخار سرد را تعیین نماید.

 

چنانچه در مراحل راه اندازی و انجام این پروژه با مشکل مواجه شدید، بدون هیچ نگرانی در انتهای همین پست، به صورت ثبت نظر سوالتان را مطرح کنید. من در سریع‌ترین زمان ممکن پاسخ رفع مشکل شما را خواهم داد. همچنین اگر ایرادی در کدها و یا مراحل اجرایی وجود دارند می‌توانید از همین طریق اطلاع رسانی کنید.