Monitoreo de temperatura y humedad de la casa: 11 pasos

2025 Autor: John Day | [email protected]. Última modificación: 2025-01-13 06:57

Hola chicos ! Para empezar de la mejor manera, una pequeña historia sobre el proyecto. Recientemente me gradué y me mudé a Austria para mi primer puesto como ingeniero. El país es hermoso pero muy frío y húmedo en invierno. Rápidamente comencé a notar algo de condensación en las ventanas todas las mañanas cuando me despertaba, así como algo de moho arrastrándose por las paredes del hermoso apartamento que estoy alquilando. Fue mi primer encuentro con un nivel de humedad tan alto, proveniente del sur de Francia, realmente no tenemos ese problema allí. Entonces estaba buscando soluciones en Internet y decidí reunir algunas piezas y construir mi propio sistema de monitoreo, para verificar el nivel de humedad de cada habitación de mi piso, así como la temperatura ambiente. El siguiente proyecto tenía algunas pautas importantes:

1. Tiene que ser barato.
2. Tiene que ser lo suficientemente preciso.
3. Quería algo pequeño, fácil de llevar y con pilas.
4. Me encantan las plantas y decidí que podría verificar la humedad del suelo para saber si necesitaba o no regar mis plantas. (Fuera de contexto, ¡pero me encantó la idea!: D)

Este es un proyecto bastante fácil, sin embargo, este es el más útil que he hecho. Puedo controlar la humedad de cada habitación y ver si necesito reaccionar para detener el moho. Entonces empecemos.

Paso 1: reúna los componentes

Nuestro proyecto es bastante simple. Usaremos un Arduino (nano en mi caso) como cerebro, ya que es muy simple en la programación, barato y reemplazable si es necesario.

Un DHT-22 como sensor de temperatura y humedad, hay una versión inferior llamada DHT-11, que es bastante basura en mi opinión hablando de precisión y por 3 euros más puedes conseguir el DHT-22 que es mucho más preciso, exacto Y puede trabajar en una variedad más amplia de temperaturas. Una pantalla OLED para mostrar los datos y tener una interfaz visual entre los sensores y el ser humano que soy. Descubrí que 64 por 128 es perfecto, ya que es pequeño, podría incluir suficientes datos y es muy fácil de conectar.

Un sensor de humedad del suelo YL-69, para comprobar cada vez que necesito regar mis hermosas plantas. Y esto es básicamente todo lo que necesitas para el proyecto. Opcionalmente, quería que el proyecto se alimentara con los Lipos que tenía a mano. -También puedes hacerlo funcionar con una batería normal de 9V muy fácilmente. Quería poder monitorear el voltaje de las baterías Lipo usando algunas entradas analógicas en el arduino. Daré más información en las siguientes páginas.

Además, necesitará lo siguiente:

1. Un trozo de protoboard.
2. Interruptor de ENCENDIDO / APAGADO * 1
3. Un conector de batería de 9V
4. Batería de 9V

Y si quieres implementar los lipos y el seguimiento:

1. Resistencias de 10K * 3
2. Resistencias 330R * 1
3. LED * 1
4. Interruptor deslizante * 1
5. Soportes para lipo (O te mostraré una versión impresa en 3D que uso actualmente)
6. 2 células Lipo.

Paso 2: el esquema completo

Encontrará adjunto el esquema completo. Tenga en cuenta que, obviamente, elija la parte de la batería de 9 V del circuito o la parte de la batería LIPO conectada a VBAT. Separé ambos circuitos con cuadrados rojos y puse título rojo para resaltar cada uno.

No se preocupe, cada conexión se explicará correctamente en los siguientes pasos.

Paso 3: obtener la configuración correcta

Asegúrese de tener Arduino IDE instalado. Y descargue las bibliotecas que vienen con este paso. También pondré el código completo, si no quiere molestarse en probar cada componente en los siguientes pasos.

Paso 4: Conexión del DHT-22

El primer paso del proyecto es conectar el DHT-22 al arduino. La conexión es bastante simple: DHT-22 ------ Arduino

VCC ------ + 5V

DATOS ------ D5

TIERRA ------ TIERRA

Para probar la conexión DHT-22 a su Arduino, implementaremos el código incrustado en este paso.

Paso 5: Conexión de la pantalla OLED

El siguiente paso es conectar la pantalla OLED. Este tipo de pantalla se conecta mediante el protocolo I2C. Nuestro primer trabajo es encontrar los pines I2C correctos para su arduino, si está utilizando el Arduino nano, los pines I2C son A4 (SDA) y A5 (SCL). Si está utilizando otro arduino como UNO o MEGA, busque en el sitio web oficial de arduino o en la hoja de datos para los pines I2C.

La conexión es la siguiente: OLED ------ Arduino

TIERRA ------ TIERRA

VCC ------ 3V3

SCL ------ A5

SDA ------ A4

Para probar el OLED, mostraremos los datos DHT en la pantalla OLED directamente cargando el código incrustado en este paso.

Debería ver la temperatura y la humedad mostradas en la pantalla OLED con una frecuencia de muestreo muy rápida, ya que aún no pusimos ningún retraso.

Paso 6: Monitoreo de la humedad del suelo

Como quería controlar la humedad del suelo de mis plantas, tenemos que conectar el YL-69.

Este sensor es muy interesante para mí y se comporta como cuando el suelo es:

Húmedo: la tensión de salida disminuye.

Seco: aumenta la tensión de salida.

La conexión es la siguiente:

YL69 ------ Arduino

VCC ------ D7

TIERRA ------ TIERRA

D0 ------ NO CONECTAR

A0 ------ A7

Como puede ver, conectamos el pin VCC del módulo a un pin digital del Arduino. La idea detrás de eso es alimentar el módulo justo cuando queremos hacer la medición y no de forma continua. Esto se debe al hecho de que el sensor funciona midiendo la corriente que va de una pata de la sonda a la otra. Debido a que se produce la electrólisis, puede destruir la sonda bastante rápido en suelos con mucha humedad.

Ahora agregaremos el sensor de humedad a nuestro código y mostraremos los datos de humedad con los datos DHT en el OLED. Sube el código incrustado en este paso.

Paso 7: Supervisión de VBAT (batería de 9 V)

Quería saber qué tan baja estaba la batería para no tener ninguna sorpresa un día y agotarme sin poder anticiparlo. La forma de monitorear el voltaje de entrada es usar algunos pines analógicos del arduino para saber cuánto voltaje se recibe. Los pines de entrada del Arduino pueden tomar un máximo de 5V, pero la batería utilizada genera 9V. Si conectamos directamente este voltaje más alto destruiríamos algunos componentes de hardware, tenemos que usar un divisor de voltaje para llevar los 9V por debajo del umbral de 5V.

Usé dos resistencias de 10k para hacer el divisor de voltaje y dividir por un factor 2 los 9V y llevarlo a 4.5V máx.

Para mostrar el hecho de que la batería se está agotando usando un LED normal con una resistencia limitadora de corriente de 330 ohmios.

Usaremos el pin analógico A0 para monitorear VBAT.

Siga el esquema para saber cómo conectar los componentes:

Ahora lo agregaremos a nuestro código incrustado en este paso.

Paso 8: Supervisión de VBAT (configuración de 2 lipos)

Quería saber qué tan baja estaba la batería para no tener ninguna sorpresa un día y agotarme sin poder anticiparlo.

La forma de monitorear el voltaje de entrada es usar algunos pines analógicos del arduino para saber cuánto voltaje se recibe. Los pines de entrada del Arduino pueden tomar un máximo de 5V, pero los Lipos están generando un máximo de 4.2 * 2 = 8.4V.

La diferencia con el paso anterior es que en caso de usar 2 lipos en serie para crear un voltaje> 5V para encender la placa Arduino, tenemos que monitorear cada celda lipo ya que podrían descargarse a un ritmo diferente. Tenga en cuenta que no desea descargar en exceso una batería lipo, es muy peligroso.

Para el primer Lipo no hay problema porque el voltaje nominal de 4.2V está por debajo del umbral de 5V que pueden soportar los pines de entrada del arduino. sin embargo, cuando coloca 2 baterías en serie, su voltaje se suma: Vtot = V1 + V2 = 4.2 + 4.2 = 8.4 máximo.

Si conectamos directamente este voltaje más alto al pin analógico, destruiríamos algunos componentes de hardware, tenemos que usar un divisor de voltaje para llevar los 8.4V por debajo del umbral de 5V. Usé dos resistencias de 10k para hacer el divisor de voltaje y dividir por un factor 2 los 8.4V y llevarlo a 4.2V máx.

Usaremos el pin analógico A0 para monitorear VBAT. Siga el esquema para saber cómo conectar los componentes:

Para mostrar el hecho de que la batería se está agotando usando un LED normal con una resistencia limitadora de corriente de 330 ohmios.

Ahora lo agregaremos a nuestro código incrustado en este paso.

Paso 9: el recinto

Tengo la oportunidad de tener una impresora 3D, así que decidí imprimir un estuche usando PLA estándar.

Encontrará los archivos adjuntos, diseñé el gabinete con Autodesk Inventor y Fusion360.

También puede crear su propio diseño o simplemente mantener el tablero como está, la caja en sí no agrega nada a las funcionalidades. Desafortunadamente, mi hotend de impresora 3D acaba de morir, por lo que aún no pude imprimir el gabinete, actualizaré mi publicación cada vez que Reciba las piezas tomadas en Amazon. Editar: ahora está impreso y puede verlo en las imágenes.

Paso 10: Perspectivas de mejora

Por ahora el proyecto se adapta perfectamente a mis necesidades. Sin embargo podemos pensar en algunos puntos que podríamos mejorar:

1. Reducir el consumo de batería, podríamos mejorar el consumo de corriente ya sea cambiando el hardware o mejorando el software.
2. Agregue bluetooth para conectarse a una aplicación o para almacenar datos y hacer más análisis a lo largo del tiempo.
3. Agregue el circuito de carga LIPO para recargarlo conectándolo directamente a la pared.

Si piensas en algo no dudes en escribirlo en la sección de comentarios.

Paso 11: Gracias

Gracias por leer este tutorial, no dudes en interactuar conmigo y con otros en la sección de comentarios. ¡Espero que hayas disfrutado del proyecto y nos vemos la próxima vez para otro proyecto!