A cél egy olyan rendszer elkészítése, mely képes a hőmérsékletet, a fényt és a széndioxidod mennyiséget mérni, hogy azokat változását adott intervallumokban össze tudja hasonlítani. Például érdekes kísérlet lett volna megvizsgálni milyen gyorsan cserélődik ki az elhasznált levegő és ez idő alatt hogyan csökken a hőmérséklet. Azonban ilyen mértékű CO2 koncentrációt mérni képes szenzor csak nagyon drágán található a piacon így ez a komponens nem került beépítésre.
| # | Név | Feladat | Adatlap |
|---|---|---|---|
| 1 | Arduino Nano | Analóg mintavételezés | - |
| 2 | Raspberry PI 3B | Arduino adatainak fogadása, feldolgozása, kiszolgálása | - |
| 3 | Hőmérséklet szenzor | https://arwill.hu/termekek/felvezetok/szenzorok-erzekelok/kty81-120-homerseklet-erzekelo-559650/ | |
| 4 | Fotótranzisztor | Fényerősség mérése | https://arwill.hu/termekek/optotechnika-kijelzes/infra-vevok/ll304-pdd2e-fotodioda-640515/ |
| 5 | LED-ek | Eredetileg CO2 szint, jelenleg fényerősség mutatása | - |
| 6 | 2W Ellenállások | - | |
| 7 | BreadBoard 90x50 | Áramköri egységek stabilan, összekötések segítése tartása | - |
| 7 | Breadboard kábelek | Breadboardon szükséges összekötettésekhez | - |
Az áramkörnekben az Arduino a RP3 5V és GND értékeit használta.
A köztük lévő kommunikáció a Nano felől feszültségosztással történt meg (5V -> 3.3V), míg a másik oldal felől nem kellett vezetéken kívül más, hiszen a 3.3V körüli értékek az Arduinonál magasként vannak még értelmezve, küszöbfeszültséget megvizsgálva.
Az egyes eszközök során az adatlapon vagy interneten megtalált adatok alapján állítottam össze az áramkört.
A fotótranzisztor esetében a magas ellenállás a kis áram miatt szükséges, hiszen ezzel növelhető a mért feszültség értéke.
A hőmérsékletmérő esetén nem a táblázatban előírt 1mA áram utazik, így korrekció lenne szükséges, hogy tudjuk adott ellenálláshoz mennyi fok tartozik. Mivel a szobahőmérsékletet nem tudtam meghatározni, így becsült ambiens hőmérséklet alapján korrigáltam, feltételezve, hogy a vizsgált foktartományban (10-30 fok) lineáris görgbe (7.686*x + 808.4) konstans szorzóban tér el.
Az arduino beszerelésének eredeti oka az analóg lábak voltak. (Bár lehetett volna ehhez olcsóbb áramkört is használni). Azonban a jelenlegi adatfolyam architektúrában az áramkörrel való kommunikációért felelős, így ennél többet nem is tartalmaz a forráskódja.
Kimenete a kinyert hőmérséklet és fényerő adatok JSON formátumban a TX pinjén.
Az RX pinen érkező bemenete a LED-eket vezérlő LED állapot leíró JSON üzenet. Bár ezek meghatározását meg lehetett volna tenni helyben, azonban magasabb szintre áthelyezve nagyobb szabadság és egyszerűség van annak módosításában. A fejlesztés során ennek köszönhetően rétegesen tudtam haladni a fejlesztésben, amikor készen voltam a még csak papíron létező kommunikációs "szabvány" megvalósításával, akkor már nem kellett az arduino kódot módosítanom. Hasonlóan történt ez az RP3 kód fejlesztése során.
A Raspberry Pi 3B feladata a feszültség adatok feldolgozása volt (nagyobb szabadság található itt az eszközök terén) és a hozzájuk tartozó mennyiségek rendelkezésre bocsátása volt mások számára.
Az RP3 bizotsította az Arduino számára a referencia feszültségeket (5V, GND). Erre azért volt szükség mivel ha USB-n keresztül nyújtottam volna ezeket akkor a TX és RX pinek letiltásra kerültek volna. Bár az USB-n keresztüli kommunikció egyszerű lett volna, de így minimálisan az órán tanultakat is kihasználtam és több lehetségem volt a gyakorlásra hardware téren.
A Pythonban fejlesztett API segítségével vagy le tudjuk kérni az összes adatot visszamenőlegesen, amik perzisztensen vannak tárolva SQLite adatbázisban, vagy le tudjuk kérni a legutoljára beérkezett adatokat ("/data", "/dataAll"). Látható, hogy ezek egyike se van hatékonyan implementálva, de a feladat szempontjából nem ezen volt a hangsúly.
Az adatok megjelenítésért egy kliens a felelős, ami tetszőleges helyen futhat, felhasználva az RP3 által rendelkezésre bocsátott adatokat.
Jelen esetben a webes klienst a Python alkalmazásból hostolva elérhetővé tettem ezen az oldalon.