Бағдарламалы - аппараттық кешенді әзірлеу

1. 
   ESP32 микроконтроллері
   
2. 
   Температура мен ылғалдылық датчигі DHT11
   
3. 
   Газ сенсоры MQ135
   
4. 
   Мониторинг жасауға арналған платформа
   

Сурет 3.1 ESP32 микроконтроллері

Орнатылған температура сенсоры, Холл сенсоры, қабылдау және беру үшін инфрақызыл контроллер, сенсорлық түйме контроллері, Bluetooth (BLE v4.2 BR/EDR), Wi-Fi (Wi-Fi байланыс стандарттары 802.11 b/g/n (2,4 ГГц)) бар.

CP2102 чипіндегі USB-UART түрлендіргіші ESP32-WROOM модулін компьютердің USB портымен байланыстырады. Компьютерге қосылған кезде ESP32 DevKit платформасы виртуалды COM порты ретінде анықталады.

Micro-USB қосқышы компьютердің көмегімен ESP32 DevKit платформасын микробағдарламалауға және қуаттауға арналған.

Сурет 3.2 ESP32 микроконтроллерінің пиндары

Жалпы мақсаттағы 25 пин қол жетімді. Барлық контактілер үзілістерді қолдайды. Максималды ток: 12 мА

• 
  Сандық 21 I / O контактісі (GPIO): 1-5, 12-19, 21-23, 25-27, 32 және 33. Жалпы мақсаттағы байланыстар. Пиндер кіру немесе шығу үшін реттелуі мүмкін. Бірліктің логикалық деңгейі-3,3 В, нөл — 0 в. максималды шығу тогы-12 мА. Барлық I / O сымдары PWM ретінде жұмыс істей алады, бұл аналогтық мәндерді PWM сигналы түрінде шығаруға мүмкіндік береді бит 16 бит. Арналардың максималды саны-16
  
• 
  Сандық 4 енгізу контактілері (GPI): 34, 35, 36 және 39. Тек кіре берісте орнатуға болады.
  
• 
  ADC бар 15 аналогтық кіріс (12 бит): 2, 4, 12-15, 25-27, 32-36 және 39. Аналогтық кернеуді сандық түрде 12 бит тереңдігімен ұсынуға мүмкіндік береді
  
• 
  DAC бар 2 аналогтық Шығыс (8 бит): 25 (DAC1) және 26 (DAC2). 8 биттік кернеу деңгейлерін қалыптастыруға мүмкіндік беретін сандық-аналогтық түрлендіргіштің аналогтық шығысы. Қорытындылар аудио шығу үшін пайдаланылуы мүмкін.
  
• 
  Сыйымды сенсордың 10 түйіспесі
  

3×UART

2×I²C

VIN: 5-тен 14 Вольтқа дейінгі сыртқы кернеу көзін қосу үшін PIN (GND жанында)

3v3: 3,3 вольт шығысы және 1 А максималды тогы бар кернеу тұрақтандырғышынан Пин. реттегіш ESP32-WROOM модуліне қуат береді (GND жанында)

GND: жердің тұжырымдары (екі Контакт, әр жағынан біреуі)

Жөндеу модулінде екі сағат түймесі бар. En батырмасы тақтаны қолмен қайта іске қосуға арналған - қарапайым компьютердің RESET батырмасының аналогы.

Boot түймесі модульдің микробағдарлама режимін қолмен іске қосу үшін қолданылады. Алгоритм келесідей: Жүктеу түймесін басыңыз; EN түймесін басып, босатыңыз; Жүктеу түймесін босатыңыз.

Сондай-ақ, тақтада қуат диоды және 2 Сандық пинге қосылған индикатор шамы бар (стандартты Arduino сияқты 13 орнына).

Қоректену көзі

AMS1117-3.3 сызықты кернеу реттегіші микроконтроллерді қуатпен қамтамасыз етеді. Шығу кернеуі 3,3 а максималды токпен 1 вольт.

Қуат micro-USB қосқышы немесе VIN контактісі арқылы беріледі. Көзі автоматты түрде анықталады.

USB арқылы қуат алған кезде Micro USB кабелімен бірге 5В зарядтағышты пайдаланыңыз. Vin арқылы қуат алған жағдайда кіріс кернеуі 5-тен 14 В-қа дейін ұсынылады, тақтадағы қуат түрлендіргіші кіріс кернеуін қажетті 3,3 в-қа дейін теңестіреді.

DHT11 және DHT22 сенсорларының сипаттамалары мен қосылымы

Сенсор екі бөліктен тұрады – сыйымдылық температура сенсоры және гигрометр. Біріншісі температураны өлшеу үшін, екіншісі ауаның ылғалдылығы үшін қолданылады. Ішіндегі чип Аналогты-сандық түрлендірулерді орындай алады және микроконтроллер арқылы оқылатын сандық сигнал бере алады.

Сурет 3.3 DHT11 көрінісі

• 
  Қуат – 3-тен 5 вольтқа дейін;
  
• 
  Түрлендіру кезіндегі максималды ток-2,5 мА;
  
• 
  0% - дан 100% - ға дейінгі аралықта ылғалдылықты өлшеуге қабілетті. Өлшеу дәлдігі 2% - дан 5% - ға дейін%;
  
• 
  Минималды өлшенетін температура-минус 40, максимум-125 градус (өлшеу дәлдігі-0,5);
  
• 
  Құрылғы 2 секундта бір өлшем жасай алады. Жиілігі-0,5 ГЦ дейін;
  
• 
  Габариттік өлшемдері: 15,1 мм ұзындығы; 25 мм ендік; 5,5 мм биіктігі;
  
• 
  4 коннектор бар. Көршілес арасындағы қашықтық-0,1;
  
• 
  Arduino-да DHT11 температура мен ылғалдылық сенсорын қолданған кезде, құрылғы DHT22-ге қарағанда дәлірек мәндер беретіні анық. Аналогта өлшенетін мәндердің үлкен диапазоны бар, бірақ бағасы да сәйкес келеді. DHT22 температура мен ылғалдылық сенсоры, оның аналогы сияқты, бір сандық шығысқа ие, сәйкесінше 1-2 секундта бір реттен көп емес оқуға болады.
  

MQ-135 сенсоры жартылай өткізгіш құрылғыларға жатады. Сенсордың жұмыс принципі анықталған газдың молекулаларымен байланысқан кезде жұқа қабатты SnO2 қалайы диоксиді қабатының кедергісін өзгертуге негізделген. Сенсордың сезімтал элементі Al2O3 қапталған керамикалық түтіктен және оған қолданылатын қалайы диоксидінің сезімтал қабатынан тұрады. Түтіктің ішінде қыздыру элементі өтеді, ол сезімтал қабатты анықталған газға жауап бере бастайтын температураға дейін қыздырады. Әр түрлі газдарға сезімталдыққа сезімтал қабаттағы қоспалардың құрамын өзгерту арқылы қол жеткізіледі.

• 
  Сенсор секіргішпен ауыстырылған екі жұмыс режимін ұсынады.
  
• 
  Сенсор жылытқышы үнемі қосулы. Бұл түрлер бір үш сымды шлейфпен беріледі.
  
• 
  Жылытқышты бағдарламалық басқару.
  

1 топ

• 
  Сигналдық (S) — сенсордың шығыс сигналы. Микроконтроллердің аналогтық кірісіне қосыңыз.
  
• 
  Қуат (V) - сенсордың қуаты. Микроконтроллердің жұмыс кернеуіне қосыңыз.
  
• 
  Жер (G) - микроконтроллердің GND пиніне қосылыңыз.
  

• 
  Сигналдық (E) — жылытқыштың қоректенуін басқару. Микроконтроллердің сандық пиніне қосыңыз.
  
• 
  Қуат көзі (H) — жылытқыштың қуаты. 5V пинімен қосылыңыз
  
• 
  Жер (G) - микроконтроллердің GND пиніне қосылыңыз.