Oppgåve

Interaktivt innhald

Bygg ein trådlaus vêrstasjon med ESP32 og BMP180

Lag eit trådlaust sensorsystem i Arduino med ein ESP32-DevKitC og ein sensor som måler temperatur og barometrisk trykk (lufttrykk).

Dagens læringsaktivitet

Du skal lage eit trådlaust sensorsystem som du programmerer i Arduino. Med eit ESP32-Devkitc-utviklingskort og ein BMP180-sensor måler du temperatur og barometrisk 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:

ESP32-DevKitC
USB-A-til-mikro-USB-B-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 ESP32 (og eventuelt drivarar)
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. ESP32 blir kopla til pinnane SCL (pin 22) og SDA (pin 21) på kortet.

Sjå vedlegg for pinout-diagram av ESP32-DevKitC.

Oppkopling: ESP32 og BMP180
ESP32	BMP180
3,3 V	VIN
GND	GND
SCL (22)	SCL
SDA (21)	SDA

Elektronisk komponent med fire tilkoplingar. Dei har nemningane VIN, GND, SCL og SDA. Foto — Ein BMP180-sensor har fire tilkoplingar. Hugsar du nemningane VIN og GND?

Mikrokontrollar og sensorar kopla saman på ei koplingsplate. Foto — Her er ein ESP32 kopla til ein BMP180-sensor som kan brukast som ein vêrstasjon.

NDLA-boksen

Oransje boks med eit display på toppen og to sensorar på den eine sida. Illustrasjon. — Denne boksen har ein lyssensor og ein temperatursensor på den eine sida. Eit display viser verdiar.

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 ESP32
fire datastraumar, gjerne kalla Temperatur, Trykk, BMP180 og Logg
ein måleserie
eit kontrollpanel med
- ein graf som viser datastraumane Temperatur og Trykk
- ei talvisning som viser datastraumen BMP180
- ein terminal som viser datastraumen Logg

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

Programmering

Installasjon (Arduino IDE)

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

Først installerer du Arduino IDE ved å følge oppstartsguiden for Arduino.
Deretter må du laste ned ein såkalla Board Manager for ESP32 og kanskje ein COM Port Driver i tillegg. Filmane om Deploii viser deg korleis du kan gjere dette.
Deretter må du laste biblioteket for Deploii ned i Arduino IDE. Dette gjer du via den innebygde bibliotekfunksjonen i Arduino.
Til slutt må biblioteket for sensoren BMP180 installerast. Dette biblioteket heiter Adafruit BMP085 Library og vil stå som "laga av Adafruit".

Dømekode

Du finn ein dømekode for BMP180-sensoren i eit vedlegg sist i denne artikkelen. Denne koden får sensoren til å måle temperatur og trykk. Så blir dataa sende til Deploii. Men du må tilpasse dømekoden litt og setje 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 òg 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 ESP32-en min. Eg skal kople ein ESP32 versjon XX til ein temperatur- og trykksensor av typen BMP180.

ESP32 skal koplast med SCL til pinne 22 og med SDA til pinne 21.

Dataa ESP32 får, skal sendast til nettportalen Deploii, og datastraumane skal heite Temperatur og Trykk. I tillegg ønsker eg ein datastraum som heiter BMP180 og ein som heiter Logg.

Eg vil òg at måleverdiar skal visast i seriell monitor på Arduino IDE, og det med ein fart på 9600.

Nettverksnamnet mitt er XXXXXXXX, og passordet er XXXXXXXX. ESP32 har definert kort-ID XXXXXXXX.

Det skal sendast data kvart sekund. Dataa som blir viste, skal reknast om og visast i celsius og millibar.

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. Eg ønsker òg forklaringar til kvar enkelt kodelinje i programmet.

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 òg om du koplar ESP32-en 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 data. 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 i løpet av 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.

Arduino: Program BMP180(INO)
Diagram: ESP32 - 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.