طراحی و پیاده سازی کیت کنترل هوشمند رطوبت هوا با ESP و بخور سرد

یکی از مهم ترین پارامترهای فیزیکی محیط، رطوبت هواست. رطوبت هوا میزان وجود آب در هوا را بیان می کند. در صورتیکه این پارامتر در محیط تنظیم و متعادل نباشد، شرایط برای رشد بیماری های مختلف فراهم می گردد. در این پروژه قصد داریم تا به طراحی و پیاده سازی یک رطوبت ساز هوشمند بپردازیم. این کیت به کمک فرامین دریافتی از کاربر، می تواند با فعال کردن واحد رطوبت ساز خود، میزان رطوبت محیط را کنترل کند. در این پروژه جهت ایجاد رطوبت در محیط، از ماژول بخار سرد استفاده می کنیم. ماژول بخار سرد به کمک ارتعاش التراسونیک، می تواند آب را بخار نماید. بدین ترتیب نیازی به حرارت برای بخار کردن آب نخواهد بود. از طرف دیگر فرامین کاربر از طریق وای فای و به صورت بی سیم دریافت می گردد. در ادامه اجرای پروژه با مرجع تخصصی آردوینو به زبان فارسی ، دیجی اسپارک همراه باشید.

کیت کنترل هوشمند رطوبت هوا

کیت کنترل هوشمند رطوبت هوا، یک کیت کاربردی جهت دریافت فرمان از کاربر به منظور ایجاد رطوبت در محیط است. در این کیت کاربر می تواند تعیین کند که هر چند ثانیه(میلی ثانیه) یکبار، واحد رطوبت ساز فعال شود. به طور کلی قابلیت های این کیت را می توان به صورت زیر خلاصه بندی نمود.

• قابلیت ایجاد رطوبت بدون نیاز به حرارت
• امکان ارسال فرمان فعال سازی از طریق وای فای
• دارای نشانگر هشدار اتمام آب و جلوگیری از فعالیت سیستم در این حالت
• قابلیت کنترل کیت از طریق تلفن همراه، رایانه و…

در این کیت، شما می توانید زمان فعال شدن رطوبت ساز را تعیین کنید. به عنوان مثال می توانید تعیین کنید هر چند میلی ثانیه یکبار این واحد فعال شود. زمانیکه این واحد فعال شود، برای ۵ ثانیه اقدام به ایجاد رطوبت در محیط می نماید. در این حالت، اگر آب در مخزن سیستم تمام شود، چراغ نشانگر هشدار روشن شده و روال کار متوقف خواهد شد.

اجزاء کیت کنترل هوشمند رطوبت

پس از آشنایی با امکانات کیت، نوبت به تحلیل و بررسی قطعات پروژه کنترل هوشمند رطوبت می رسد. ابتدا تصویر زیر شمای کلی سیستم را نمایش می دهد.

در پروژه کنترل هوشمند رطوبت، یک پردازنده مرکزی وظیفه دریافت داده از طریق وای فای و اعمال فرمان تایمر را به رله در خروجی بر عهده دارد. در کنار این قطعات دیگری هم نقش مهمی در اجرای پروژه دارند. جدول زیر نقش قطعات پروژه را نمایش می دهد.

در این پروژه، برد NODEMCU وظیفه پردازش مرکزی را بر عهده دارد. از طرف دیگر، از انجاییکه این برد قابلیت ایجاد شبکه TCP/IP را داراست، می تواند به عنوان یک سرور در شبکه ای که خود برد NODEMCU به صورت نقطه دسترسی یا AP ایجاد کرده، قرار گیرد. در طرف دیگر کاربر با اتصال به نقطه دسترسی NODEMCU، می تواند تعیین کند که هر چند میلی ثانیه یکبار، ماژول بخار سرد فعال می شود.

در ادامه، ماژول بخار سرد می تواند با تبخیر آب، در محیط رطوبت ایجاد کند. این ماژول بسیار کاربردی است. ماژول بخار سرد هیچ نیازی به حرارت جهت ایجاد بخار نداشته و آب را به سرعت تبدیل به رطوبت می کند.

در ادامه، جهت کنترل تغذیه ماژول رطوبت ساز یا همان بخار سرد، از ماژول رله استفاده می کنیم. حسن ماژول رله در این است که بدون نیاز به مدار واسط راه اندازی رله، به سادگی به برد متصل می گردد. در این حالت به کمک این ماژول هیچ نیازی به ترانزیستور تقویت کننده جریان خروجی میکرو و مدار اسنابر دیودی جهت جلوگیری از بازگشت جریان پسماندی رله، نیست.

از آنجاییکه بعد از مدتی مخزن آب خالی خواهد شد، لذا نیاز است تا در این زمینه هشداری برای کاربر طراحی شود. جهت تشخیص وجود آب، از سنسور باران استفاده می کنیم. این سنسور دارای یک صفحه بوده که با قرار گیری این صفحه در آب، می توان وجود و یا اتمام آب را تشخیص داد.

 در نهایت، از آنجاییکه تغذیه ماژول بخار سرد در حدود ۲۴ ولت است، لذا از یک آداپتور ۲۴ ولت به همراه یک ماژول کاهنده ولتاژ LM2596 استفاده می کنیم. به کمک ماژول کاهنده ولتاژ و با چرخش مولتی ترن آن، می توانیم ولتاژ خروجی را از ۲۴ به ۵ که مناسب NODEMCU و سایر المان هاست، تبدیل کنیم.

در نهایت، به کمک سنسور DHT11، می توانیم میزان دما و رطوبت را بر روی صفحه موبایل، به کاربر نمایش دهیم. این سنسور به تنهایی می تواند میزان دما و رطوبت محیط را اندازه گیری نماید. در کنار این، سنسور DHT11 تنها از یک پایه برای ارسال داده به میکروکنترلر استفاده می کند.

پس از آشنایی با قطعات، نوبت به شماتیک و اتصالات پروژه می رسد. قسمت بعد مربوط به این موضوع است.

شماتیک و اتصالات پروژه کیت هوشمند رطوبت ساز

پس از بررسی قطعات و نقش هر یک در پروژه، نوبت به به شماتیک و اتصالات پروژه می رسد. تصویر زیر فرم کلی اتصالات را نمایش می دهد.

توجه: پیش ار اتصال ماژول LM2596 به برد، حتما ابتدا خروجی را روی ۵ تنظیم کرده و سپس ارتباط را برقرا سازید.

کدهای پروژه کیت کنترل هوشمند رطوبت

پس از اجرای شماتیک، نوبت به آپلود کدهای برنامه می رسد. این کدها را روی برد NODEMCU آپلود نمایید.

اجرای پروژه کنترل هوشمند رطوبت

پس از آپلود کدهای پروژه کنترل هوشمند رطوبت، نوبت به اجرا می رسد. برای اجرای پروژه، در ابتدا از لیست وای فای های دستگاه خود، عبارت HUMIDITY را یافته و به آن متصل شوید. پس از اتصال، باید تعیین کنید که هر X میلی ثانیه یکبار، رله ماژول بخار سرد فعال شود. به همین منظور، مرورگر خود را باز کنید. در قسمت آدرس مرورگر، عبارت زیر را تایپ کنید.

http://192.168.4.1/?data=25000

مطابق فرمت فوق، عبارت ۲۵۰۰۰ سبب می شود تا هر ۲۵۰۰۰ میلی ثانیه یا به عبارت دیگر هر ۲۵ ثانیه یکبار، رله به مدت ۵ ثانیه فعال شود. توجه داشته باشید که حداقل مقدار قابل قبول، ۸ ثانیه است. برای وارد کردن سایر اعداد، باید به میلی ثانیه عمل کرده و فرمت دقیقا همان فرمت فوق بوده و تنها عدد تغییر می کند.

پس از ارسال فرمان، خواهید دید که رله عمل کرده و رطوبت ایجاد می شود. با اتمام آب، چراغ قرمز رنگ روشن می شود. توجه داشته باشید که ماژول بخار سرد حتما درون ظرف آب قرار گیرد.

لوازم مورد نیاز

کیت رطوبت ساز هوشمند با قابلیت کنترل از طریق تلفن همراه

جمع بندی

در این پروژه اقدام به طراحی و پیاده سازی کیت رطوبت ساز هوشمند پرداختیم. به کمک این کیت می توانید از طریق بخار سرد، در محیط رطوبت ایجاد کنید. عملکرد این سیستم به صورت تنظیم بازه زمانی توسط کاربر جهت ایجاد رطوبت در محیط است. به کمک این کیت می توایند به صورت بی سیم و از طریق وای فای، به دستگاه فرمان فعال شدن واحد رطوبت ساز را ارسال کنید. بدین ترتیب به کمک رایانه و یا تلفن همراه به سادگی می توانید میزان رطوبت محیط را کنترل کنید.

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.