ROBÔ DE AQUISIÇÃO DE DADOS

Resumo:

Este Projeto visa a construção de uma aplicação de robôs na automação de coleta de aspectos ambientais. O robô suporta monitoramento remoto de desempenho e manutenção de vários fatores do ambiente em qualquer área. Os detalhes do projeto, configuração e uso do robô no sistema de aquisição de dados (DAQ) são fornecidos aqui. Os sensores fornecem dados precisos e confiáveis ​​em tempo real, necessários para monitoramento e controle autônomo de qualquer tipo de área ou indústria. Os dados adquiridos pelo sistema proposto podem ser acessados, plotados e analisados ​​remotamente. Isto fornece uma solução totalmente automatizada para monitoramento e controle de locais remotos.

Fig. 1: Protótipo de robô Land Rover baseado em Arduino usado para aquisição de dados de sensores

Descrição:

Pré-requisitos e equipamentos:

Você vai precisar do seguinte:

1. Uma placa Arduino ou clone do Arduino (aqui está um guia se você precisar)

2. Dois motores CC.

3. Um módulo Bluetooth 5v TTL-UART.

4. Chassi e rodas do robô que se adaptam ao tamanho do chassi e do motor.

5. Arduino IDE para a programação.

Diagrama de bloco:

Fig. 2: Diagrama de blocos do robô de aquisição de dados de sensores baseado em Arduino

Nosso objetivo neste projeto é coletar os dados do sensor e armazená-los para análises futuras. Existem muitas técnicas utilizadas para aquisição de dados, como EEPROM, cartão SD. Aqui usaremos armazenamento baseado na Internet, que é uma forma confiável e eficiente de análise de quaisquer dados de sensores.

Montagem de ferragens:

Faça as conexões do robô conforme indicado no diagrama de circuito. Faça a montagem do robô com as peças selecionadas e conecte os motores ao circuito. Optoacopladores são usados ​​para proteger o Arduino contra riscos de alta tensão. Nota: O RX do Arduino deve estar conectado ao TX do módulo Bluetooth e o TX do Arduino deve estar conectado ao RX do módulo Bluetooth.

Trabalhando:

Neste Robô adicionamos funcionalidade de internet usando um modem GSM que fornece conexão GPRS. A seção abaixo explicará como enviar as leituras do sensor por meio de um comando HTTP para um site. Usamos o site ThingSpeak, que fornece uma API simples e gratuita para registrar dados de uma variedade de sensores.

Fig. 3: Gráfico mostrando variações de intensidade de luz detectadas por LDR no robô Arduino de aquisição de dados

Fig. 4: Gráfico mostrando as variações de umidade registradas pelo sensor DHT11 no Robô Arduino de Aquisição de Dados

Fig. 5: Gráfico mostrando as variações de temperatura registradas pelo sensor DHT11 no Robô Arduino de Aquisição de Dados

Estes são alguns exemplos de gráficos que foram gerados a partir de dados de sensores enviados do robô para o canal no site ThingSpeak:

Configuração do Thing Speak

Aqui estão as etapas necessárias para que este exemplo funcione com o site ThingSpeak:

1. Crie uma conta com ThingSpeak (Inscreva-se).

2. Crie um novo canal

Fig. 6: Captura de tela do site Thingspeak mostrando a criação de um canal para aquisição de dados

1. Copie a WRITE API KEY da guia APIKEYS do seu novo canal.

2. Configure seu novo canal (veja o Configurações do canal aba).

   • Adicione três campos ao seu canal.

   • Nomeie o canal e cada um dos campos.

   • Salve as novas configurações do canal.

   • Observação: Os nomes dos canais e campos são usados ​​para rotular os dados nos gráficos. Esses nomes não têm efeito na API e podem ser alterados a qualquer momento.

Aqui estão as configurações do canal usado para este Robô:

Fig. 7: Captura de tela do site Thingspeak mostrando a adição de campos de intensidade de luz, temperatura e umidade no canal criado para exibição de dados do sensor

Biblioteca inclui

Além das bibliotecas existentes, devemos agora incluir também as bibliotecas Timerone, Soft serial e DHT no esboço usando a diretiva do compilador #include.

#include

#include

#incluir

A API ThingSpeak limita o upload de dados a no máximo uma vez a cada 15 segundos. Além disso, leva algum tempo para estabelecer a conexão GPRS antes que qualquer dado possa ser enviado. Por esse motivo, ajustamos Timer1.initialize(4000000); //define um timer de 4 segundos. E crie uma variável para 5 chamada tick_count para que as leituras sejam feitas uma vez a cada 20 segundos. (as unidades são microssegundos)

Configurar:

Além do código de configuração existente para controles robóticos, devemos fazer algumas inicializações no GSM.

GPRS.write(“AT+CGATT=1”); //Anexar um serviço GPRS

GPRS.write(“AT+CGDCONT=1,”IP”,”airtelgprs.com””); //Definir contexto PDP

GPRS.write(“AT+CSTT=”airtelgprs.com”,””,”””); //Definir ponto de acesso, ID de usuário e senha

GPRS.write(“AT+CIICR”); //Ativar conexão sem fio com GPRS demorado

GPRS.write(“AT+CIFSR”); // Obtenha o endereço IP local. Na verdade, não é necessário.

GPRS.write(“AT+CIPSTATUS”); // Obtém o status da conexão PS Deve ser 'IP STATUS'. // Isto pode ser usado como um ponto de verificação.

GPRS.write(“AT+CIPHEAD=1”); // Adicione cabeçalhos à solicitação HTTP.

GPRS.write(“AT+CDNSORIP=1”); //Indica se a solicitação de conexão usará endereço IP (0) ou nome de domínio (1)

GPRS.write(“AT+CIPSTART=”TCP”,”api.thingspeak.com”,”80″”); //Iniciar conexão TCP (modo, endereço/nome IP, porta) PS se retornar 'CONNECT OK' então você está com sorte

GPRS.write(“AT+CIPSEND”);//Informando ao módulo GSM que vamos enviar os dados

Coleção de dados:

Luz = leitura analógica (A0); //Leitura Intensidade da luz

A leitura da temperatura ou umidade leva cerca de 250 milissegundos! As leituras do sensor também podem ter até 2 segundos de idade (é um sensor muito lento)

h = dht.readHumidity ; // Ler a temperatura como Celsius (o padrão)

t = dht.readTemperature ;

Envio de dados para o Thing Speak:

itoa (Luz,LIGHT_dados,10);

itoa (h,HUMID_dados,10);

itoa (t,TEMP_dados,10); //Função para converter inteiro em string.

GPRS.write(“AT+CIPSEND”); //Informando ao módulo GSM que iremos enviar os dados

GPRS.write(“GET /update?key=XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX= “); // Mude para sua API KEY.

GPRS.write(LIGHT_dados);

GPRS.write(“&campo2= “);

GPRS.write(HUMID_dados);

GPRS.write(“&campo3= “);

GPRS.write(TEMP_dados);

GPRS.write(”HTTP/1.1″); //E finalmente aqui vem a solicitação HTTP real //A seguir estão os cabeçalhos que devem ser definidos.

GPRS.write(“Host: api.thingspeak.com”);

GPRS.write(“Conexão: keep-alive”);

GPRS.write(“Aceitar: */”);

GPRS.write(“*”);

GPRS.write(“Aceitar-Idioma: en-us”);

GPRS.write(0x1A);//Informa ao módulo GSM que não enviaremos mais dados

//char ctrlZ = 0x1A;

Diagramas de circuito

Vídeo do projeto