This is an old revision of the document!
ETH - Enviromental Telemetry Hub
Introducere
Proiectul ETH (Environmental Telemetry Hub) reprezinta un sistem IoT (Internet of Things) pentru monitorizarea conditiilor de mediu dintr-o incapere.
Sistemul colecteaza date in timp real despre temperatura, umiditatea aerului si nivelul de lumina ambientala, pe care le trimite atat la un dashboard online precum si pe un ecran local, declansand alarme vizuale si sonore cand parametrii ies din valorile optime.
Scopul principal este mentinerea unui mediu de lucru sau de locuit sanatos si confortabil, sau mentinerea unui mediu pretentios (plante, echipamente electronice, muzee) in parametri optimi, informand utilizatorul cand trebuie sa ia masuri (ex. sa aeriseasca o camera, sa porneasca caldura sau sa adjusteze lumina ambientala).
Descriere generala
Proiectul functioneaza pe baza unui microcontroler ESP32 care actioneaza ca unitate centrala, care colecteaza date de la senzori si actioneaza diversi actuatori.
Schema bloc a sistemului:
- Modul Central: Microcontroler ESP32.
- Module de Intrare (Input):
- DHT11: Modul digital care transmite catre ESP32 valorile masurate pentru temperatura mediului ambiant si umiditatea relativa.
- Fotorezistor (LDR): Folosit intr-un divizor de tensiune, ofera o tensiune variabila citita de modulul ADC al ESP32-ului, care determina intensitatea luminoasa.
- Module de Iesire (Output):
- Infrastructura Online: Datele colectate sunt trimise catre un VPS aflat online, care permite vizualizarea istoricului acestora.
- Broker MQTT - Mosquitto - Colecteaza datele trimise de sistem.
- Baza de date - InfluxDB v2 - Stocheaza datele colectate
- Dashboard - Grafana - Permite afisarea datelor colectate
- Display OLED SSD1306: Ecran ce primeste comenzi prin protocol I2C pentru a afisa parametrii exacti masurati si mici elemente de interfata.
- LED RGB: Indicator de stare comandat prin semnale PWM. Semnaleaza starea generala prin diverse culori si pulsatii.
- Buzzer: Un modul audio actionat de un pin digital pentru a emite semnale acustice de avertizare in caz de parametrii critici.
Hardware Design
| Qty | Price (RON) | Item | Link |
|---|---|---|---|
| 1 | 60.35 | ESP32 WROOM 32D | Link |
| 1 | 2.13 | Modul Led RGB | Link |
| 1 | 2.99 | Buzzer Pasiv | Link |
| 1 | 18.98 | SSD1306 | Link |
| 1 | 6.99 | DHT11 | Link |
| 1 | 1.49 | Fotorezistor (tip 5528) | Link |
| 1 | 0.1 | Rezistor 10k | Link |
| 1 | 13.99 | Breadboard 830 | Link |
| 1 | 9.99 | Set Fire Dupont tata-tata 10cm | Link |
| 1 | 6.99 | Set Fire Dupont tata-mama 20cm | Link |
| 124.00 |
| Componenta | Pin Componenta | Net Label | Pin ESP32 | Functie |
|---|---|---|---|---|
| Ecran OLED | SDA | I2C_SDA | IO21 | Date I2C |
| Ecran OLED | SCL | I2C_SCL | IO22 | Ceas I2C |
| Senzor DHT11 | DATA | DHT_DATA | IO4 | Date digitale Temp/Umiditate |
| LED RGB | R (Rosu) | LED_R | IO25 | Control PWM Rosu |
| LED RGB | G (Verde) | LED_G | IO26 | Control PWM Verde |
| LED RGB | B (Albastru) | LED_B | IO27 | Control PWM Albastru |
| Senzor LDR | Midpoint | LDR | IO34 | Intrare Analogica (ADC) |
| Buzzer | S (Semnal) | BUZZER | IO33 | Iesire PWM |
Software Design
Mediul de dezvoltare: Firmware-ul va fi dezvoltat in limbajul C, folosind framework-ul oficial ESP-IDF prin PlatformIO. Acest mediu ofera un control avansat si precis asupra resurselor hardware ale microcontrolerului ESP32.
Arhitectura server-side va fi bazata pe un singur docker-compose folosind containere preexistente pentru a asigurara o configuratie simpla, intuitiva si modulara.
Senzori
Pentru calibrarea senzorilor voi efectua urmatoarele:
- DHT11 - Voi compara rezultatele obtinute de acesta cu cele ale unui termometru digital, si voi constata incadrarea in parametrii normali de eroare.
- Fotorezistor - Voi folosi senzorul de luminozitate al telefonului ca benchmark, si voi determina formula si parametrii care aduc valoarea de tensiune la o valoare de intensitate care corespunde celei de benchmark.
Rezultate Obtinute
Concluzii
Download
Jurnal
Bibliografie/Resurse
Link catre repository - GitHub
