项目简介
本项目源于2019年5月为布里斯班物联网兴趣小组(IoTBNE)举办的学习电路制造研讨会。由Christopher Biggs和Accelerando Consulting的Tim Hadwen设计与编码。项目构建了一个置于花园中的太阳能供电计算机,配备电池,白天充电、夜间供电。该计算机连接多种传感器以及家庭WiFi和互联网服务器,能为用户提供花园当前及过去几周健康状况的仪表盘,可在iPhone或Android设备上查看。
项目的主要特性和功能
- 太阳能供电与电池续航:利用太阳能板供电,配有电池,白天充电、夜间供电,通过深度睡眠模式降低功耗,结合太阳能充电可实现近乎无限的电池寿命。
- 多传感器数据采集:连接多种传感器,实时准确采集土壤湿度、温度、湿度、降雨等环境数据。
- WiFi联网与数据传输:可连接家庭WiFi网络,将传感器采集的数据传输到互联网服务器,便于远程查看。
- 可视化监控:借助免费的Blynk手机应用,提供直观的仪表盘,实现对花园环境数据的可视化监控。
- 可扩展性:通过连接Frankenshield,能方便地接入更多传感器,扩展系统功能。
安装使用步骤
软件安装
- 安装Arduino IDE:可从讲师提供的USB记忆棒获取,也可直接从Arduino下载页面下载。
- 安装ESP32编译器插件:按照相关说明安装ESP32的Arduino插件。
- 安装USB驱动:若开发板连接后未显示为“COM端口”,需按照说明安装“CH340”USB设备的驱动。
硬件连接与配置
- 点亮测试:打开Arduino IDE,选择
File -> Examples -> 01.Basics -> Blink
示例程序,修改代码使#define LED_BUILTIN 22
,选择Tools
菜单中的Board
为“ESP32 Dev Module”,选择正确的Port
,点击编译和上传按钮,若绿色LED闪烁则说明硬件和软件基本正常。 - 运行程序:点击Arduino IDE中的
Upload
按钮上传程序,上传完成后点击“serial monitor”按钮或选择Tools -> Serial Monitor
,查看ESP32的消息。 - 连接WiFi:若开发板无法连接WiFi,会创建名为“esp_[number]”的网络,连接该网络后可在网页中配置要连接的WiFi及密码等信息。若要强制进入设置模式,可将GPIO5连接到GND后重置开发板。
传感器连接与配置
- 温度/湿度传感器:将温度和湿度传感器所在的盾牌正确插入开发板,插入后打开Arduino串口监视器,当开发板显示“SENSORS”时,应能看到有意义的温度和湿度值。
- 配置Blynk应用:在手机应用商店搜索并安装Blynk应用,创建账户。打开Blynk应用,登录后扫描相应的QR码导入Spike仪表盘。在Blynk中获取授权令牌,将GPIO5连接到GND并重启开发板,连接开发板的WiFi网络,在设置页面输入授权令牌,还可设置设备名称等信息。点击手机应用中的“Play”图标,重启开发板,一分钟内即可在手机上看到温度和湿度值。
- 连接其他传感器:将Frankenshield连接到开发板底部,再将DHT盾牌插入Frankenshield。连接雨水传感器(连接到Frankenshield左侧的两个引脚,方向任意)、土壤湿度传感器(连接到Frankenshield右侧的对应引脚)和电池(插入TTGO板底面的米色小插座)。连接完成后,打开电源开关,应能看到红色电源灯亮起,几秒后绿色LED闪烁,系统开始采集数据并传输到Blynk服务器。
设计PCB(可选)
- 安装KiCad软件:从KiCad下载页面下载安装文件,KiCad套件包含项目管理器、eeschema(原理图捕获程序)、pcbnew(PCB布局程序)、gerbview(文件查看器)等程序。
- 设计电路与PCB:打开Spike仓库中的“
shield - blank
”项目,点击原理图文件shield - blank.sch
进行电路设计,后续使用pcbnew程序将原理图转换为PCB布局,最后可将PCB布局发送给制造服务进行生产。
下载地址
点击下载 【提取码: 4003】【解压密码: www.makuang.net】