Oppgåve

Interaktivt innhald

Bygg ein trådlaus vêrstasjon med Arduino Uno R4 og BMP280 eller BME280

Lag eit trådlaust sensorystem i Arduino med ein Arduino Uno R4 og ein kombinert temperatur-, trykk- og fuktsensor.

Dagens læringsaktivitet

Du skal lage eit trådlaust sensorsystem som du programmerer i Arduino. Du bruker eit Arduino Uno R4-utviklingskort og ein sensor som måler temperatur, trykk og fukt 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-A-til-mikro-USB-B-kabel med signallinje
pc som køyrer Windows, Mac OS eller Linux
BMP280- eller BME280-sensor (BMP280 måler temperatur og trykk, BME280 måler i tillegg fukt)
leidningar og koplingsbrett (breadboard)
Arduino IDE installert (versjon 2.0 eller nyare)
Deploii-biblioteket installert, og dessutan Board Manager for Arduino R4 (eventuelt også drivarar)
brukar på Deploii

Oppkopling

Det trengst berre fire koplingar for å drive ein BMP280 eller BME280. 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 pinnane SCL (pin 22) og SDA (pin 21) på kortet.

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

Oppkopling av Arduino Uno R4 WiFi og BMP280/BME280
Arduino Uno R4 WiFi	BME280
3,3 V	VCC
GND	GND
SCL	SCL
SDA	SDA

Elektronisk komponent med fire tilkoplingspunkt. Foto — Ein BME280 har i utgangspunktet fem tilkoplingar, men vi bruker berre fire til denne oppgåva.

Mikrokontrollar og sensor på eit koplingsbrett, kopla saman med leidningar. Foto — Her er Arduino R4 kopla saman med BME280 på eit koplingsbrett. Klarer du å kople dette?

NDLA-boksen

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

Oransje boks med display på toppen og to sensorar på den eine sida. Illustrasjon — NDLA-boksen. Kva trur du sensorane på sida kan registrere?

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, Fukt, BME280 og Logg
ein måleserie
eit kontrollpanel med
- ein graf som viser datastraumane Temperatur, Trykk og Fukt
- ein terminal som viser datastraumen BME280
- ein terminal som viser datastraumen Logg
- ei talvisning for datastraumen Temperatur
- ei talvisning for datastraumen Trykk
- ei talvisning for datastraumen Fukt

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 du kan 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. Følg oppstartsguiden for Arduino.
Deretter må du laste ned ein såkalla Board Manager for Arduino UNO R4 WiFi. Filmane om Deploii viser deg korleis du kan gjere dette.
Så må biblioteket for Deploii lastast ned i Arduino IDE. Dette blir gjort via den innebygde bibliotekfunksjonen i Arduino.
Til slutt må biblioteket for sensoren BMP280 eller BME280 installerast. Dette biblioteket heiter BMx280MI og vil stå som "laga av Gregor Christandl".

Dømekode

Du finn ein dømekode for sensoren BMP280 i eit vedlegg sist i denne artikkelen. Denne koden får sensoren til å måle temperatur og trykk, og så blir dataa sende til Deploii. Men du må tilpasse dømekoden litt og setje opp alt rett på nettsida.

Har du ein BME280, som også måler fukt, må du sjølv oppdatere koden med måling av fukt. Det er valfritt å bruke denne funksjonen.

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 ønsker 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 mikrokontrolleren 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 versjon XX til ein sensor av typen BMP280 for å måle temperatur og trykk. (Alternativ: ... til ein sensor av typen BME280 for å måle temperatur, trykk og fukt.)

Arduino R4 og BMP skal koplast saman på følgande måte: SCL på BMP til SCL på Arduino Uno R4, og SDA på BMP til SDA på Arduino Uno R4. (Alternativ: Arduino R4 og BME skal koplast saman på følgande måte: SCL på BME til SCL på Arduino Uno R4, og SDA på BME til SDA på Arduino Uno R4.)

Dataa Arduinoen får, skal sendast til nettportalen Deploii, og datastraumane skal heite Temperatur, Trykk og Fukt.

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, og dataa skal reknast om og visast i celsius, prosent 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.

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 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 prøve deg på å hente ut og analysere dataa. Start ein ny måleserie på nettsida for datastraumane du har laga for temperatur og trykk (og ev. fukt).

Etter at du har fått eit tilstrekkeleg tal 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

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

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.