Oppgåve

Interaktivt innhald

Bygg ein trådlaus vêrstasjon med Arduino Uno R4 og BMP180

Lag eit trådlaust sensorsystem i Arduino med ein Arduino Uno R4 og ein sensor som måler temperatur og trykk.

Dagens læringsaktivitet

Du skal lage eit trådlaust sensorsystem som du programmerer i Arduino. Med eit Arduino Uno R4-utviklingskort og ein BMP180-sensor måler du temperatur og trykk og sender dataa til Deploii-nettsida. Dataa kan visast i sanntid på nettsida og lagrast i skya. Seinare kan du laste ned dataa i ønskt filformat (.csv, .txt osb.) og analysere dei vidare i Python eller Excel.

Slik kan eit ferdig oppsett sjå ut:

Utstyr

Til denne oppgåva treng du følgande utstyr:

Arduino UNO R4 WiFi
USB-C-kabel med signallinje
pc som køyrer Windows, Mac OS eller Linux
BMP180-sensor (måler temperatur og trykk)
leidningar og koplingsbrett (breadboard)
Arduino IDE installert (versjon 2.0 eller nyare)
Deploii-biblioteket installert, og dessutan Board Manager for Arduino UNO R4 WiFi (eventuelt også drivarar)
ein brukar på Deploii

Oppkopling

Det trengst berre fire koplingar for å drive ein BMP180. Han treng straum/VCC (3,3 volt) og jord for straumtilførsel. Dataa blir sende frå sensoren via den innebygde I2C-modulen. Arduinoen blir kopla til via pinnane SCL (pin 22) og SDA (pin 21) på kortet.

Sjå vedlegg for pinout-diagram av Arduino Uno R4 WiFi.

Oppkopling Arduino Uno R4 WiFi og BMP180
Arduino Uno R4 WiFi	BMP180
3,3 V	VIN
GND	GND
SCL	SCL
SDA	SDA

Elektronisk komponent med fire tilkoplingspunkt. Foto — BMP180 er ein liten komponent. Klarer du å kople dei fire kontaktpunkta rett til Arduino Uno R4?

Mikrokontrollar og sensor kopla saman på eit koplingsbrett med leidningar. Foto — Her er BMP180 og Arduino Uno R4 kopla saman på eit koplingsbrett. Tenk at ein slik liten komponent saman med Arduino Uno R4 kan hente inn og sende så mykje data!

NDLA-boksen

Oransje boks med eit display på toppen og to sensorar på den eine sida. Illustrasjon — Boksen har to sensorar på den eine kortsida. Kva slags sensorar kan det vere?

Du kan òg velje å bygge prosjektet inn i ein støytsikker boks, til dømes NDLA-boksen.

Deploii-nettsida

Når alt er installert, loggar du deg inn på innloggingssida til Deploii. Deretter må du setje opp følgande (helst i rekkefølge):

eit kort av typen Arduino UNO R4 WiFi
fem datastraumar; kall dei gjerne Temperatur, Trykk, Høgde, BMP180 og Logg
ein måleserie
eit kontrollpanel med
- ein graf som viser datastraumane Temperatur og Trykk
- ein terminal som viser datastraumen BMP180
- ein terminal som viser datastraumen Logg
- ei talvisning som viser datastraumen Temperatur
- ei talvisning som viser datastraumen Trykk
- ei talvisning som viser datastraumen Høgde

Om du lurer på noko undervegs, kan du sjekke ut dei generelle guidane for Deploii på NDLA. Dei viser deg, med mange bilete, korleis du utfører dei ulike stega i lista over. Deploii-filmane kan òg vere gode hjelpemiddel. I tillegg kan du sjølvsagt spørje læraren om hjelp.

Programmering

Installasjon av Arduino IDE

Om du ikkje har installert noko frå før, kan du gjere følgande:

Først installerer du Arduino IDE. Følg oppstartsguiden for Arduino.
Deretter må du laste ned ein såkalla Board Manager for Arduino UNO R4 WiFi, kanskje også ein COM-portdrivar. Filmane om Deploii viser deg korleis du kan gjere dette.
Deretter må biblioteket for Deploii lastast ned i Arduino IDE. Dette gjer du via den innebygde bibliotekfunksjonen i Arduino.
Til slutt må biblioteket for sensoren BMP180 blir installert. Dette biblioteket heiter Adafruit BMP085 Library og vil stå som "laga av Adafruit".

Dømekode

Nedst på denne sida finn du ein dømekode for ein BMP180-sensor. Denne sensoren kan registrere temperatur, fukt og trykk / høgde over havet, og dømekoden vil lese av sensoren og sende desse dataa til Deploii. Dette krev at du forandrar litt på dømekoden og set opp alt rett på nettsida.

Programmering med KI

Viss du vil programmere ved hjelp av KI, er det viktig at du fortel prateroboten kva rolle han skal ha, og kva du vil at han skal gjere. Her får du eit døme på ein slik instruksjon. Du må fylle inn din eigen informasjon i felta som er merkte med XXXXXX.

Det er også viktig at du limer inn koden du får når du har sett opp Deploii, for å sikre rett kommunikasjon mellom mikrokontrollaren og Deploii. Slik kan instruksen til prateroboten sjå ut:

"Du skal vere den digitale hjelparen min når eg skal programmere min Arduino Uno R4 WiFi. Eg skal kople ein Arduino Uno R4 versjon XX til ein sensor av typen BMP180 for å registrere temperatur, trykk og høgde over havet.

Arduino R4 og BMP skal koplast saman på følgande måte:: SCL på BMP180 til SCL på Arduino Uno R4, og SDA på BMP180 til SDA på Arduino Uno R4.

Dataa Arduino Uno R4 får, skal sendast til nettportalen Deploii, og datastraumane skal heite Temperatur, Trykk, BMP180, Logg og Høgde.

Måleverdiane skal visast i seriell monitor på Arduino IDE med ein fart på 9600.

Nettverksnamnet mitt er XXXXXXXX, og passordet er XXXXXXXX. Arduino R4 har definert kort-ID XXXXXXXX.

Det skal sendast data kvart sekund.

Gi meg eit døme på kode, ei liste over komponentane eg treng for å kople ein slik krets, og ein instruksjon i korleis eg skal kople kretsen.

Du skal ta utgangspunkt i denne koden frå Deploii som beskriv korleis mikrokontrollar og Deploii blir kopla saman: LIM INN KODE FRÅ DEPLOII HER

Test ut

No som du har sett opp og programmert alt, skal du teste ut systemet.

Klarer du å få inn nokre data på kontrollpanelet?
Kva slags data ser du?
I kva format synest du dataa er enklast å lese av?
Fungerer datainnsamlinga også om du koplar Arduinoen din til ein annan pc enn din eigen?
Klarer du å laste ned dataa du har målt?
Kva slags data finn du i fila du har lasta ned?

Dataanalyse med Python eller Excel

No skal du nytte kunnskapane dine til å hente ut og analysere dataa. Start ein ny måleserie på nettsida for datastraumane du har laga for temperatur og trykk.

Etter at du har fått eit tilstrekkeleg antal datapunkt, til dømes 200 målingar fordelte på ein ti minutts periode, kan du laste ned måleserien.

Filene du får, vil ha same namn som datastraumane dine, og dei er stempla med dato og tid slik at du kan halde styre på kva filer som er nyast. Når filene er på pc-en din, kan du laste dei inn i Python eller Excel og t.d. lage grafar og studere dataa i større detalj.

Filer for nedlasting

Her finn du eit døme på programvare som du kan prøve ut for å få systemet til å fungere.

Diagram: Arduino Uno R4 WiFi PinOut(PDF)

Relatert innhald

Introduksjon til Deploii

Deploii let deg kople mikrokontrollarar til nettsida deploii.no, slik at du kan samle inn og visualisere data via eit kontrollpanel.

Deploii – hurtigguide

For å opprette kommunikasjon mellom eit utviklarkort og Deploii må du gjere nokre grunnleggande oppsett på Deploii og programmere mikrokontrolleren din.