注:*为必填项。
【请在报名阶段填写 ↓】 * 简要介绍作品:本参赛作品是一款具有校准功能的modbus协议的土壤湿度传感器,可以完成对不同土质土壤的水分含量的测定,提供多种数据通信接口。设计结构简单,成本较低。
【请在竞赛阶段填写 ↓】 一、作品详情; 针对不同湿度的土壤,其电导率会发生改变,继而可得其土壤电阻阻值会发生改变,通过交流信号与土壤电阻相连,继而可以匹配不同电导率下的电压,让后通过数据拟合,建立函数,将匹配的电压与土壤湿度进行拟合,便可以对相同土质,不同湿度的土壤进行土壤湿度的测量。 二、描述作品所面临的挑战及所解决的问题; 现有的土壤湿度传感器精度不高,并且价格昂贵。多数传感器为了支持PLC,所以通常只支持modbus协议。传感器一直处于工作状态,功耗较高。 三、描述作品硬件、软件部分涉及到的关键点; 对于不同湿度的土壤,通过从两个contactor端口引出的交流信号对土壤进行电压匹配,对于不同湿度的土壤,其土壤电阻不一致,因此,通过check端口检测出基本唯一的电压,电压的检测通过单片机内部的AD转换进行获取,并在此基础上建立湿度与电压的关系。部分实验数据如下图: 数据检测完毕后,需要建立函数关系,即将湿度和检测电压进行匹配,本设计的数据采用了MATLAB软件进行拟合,通过MATLAB生成土壤湿度的函数,并使用表格建立基本的函数图像。如下图: 通过MATLAB获得拟合函数后,需要将函数写入到单片机中,通过单片机编程工具KEIL进行函数的建立,使其针对匹配到的不同的电压值进行土壤湿度的返回。从而达到土壤湿度测量的目的。 硬件层面,在本设计中直接采用了STC公司的15F系列单片机,该单片机内部集成多路10位精度的AD,可以快速的完成数模转换。并且不需要外部晶振(通过内部的RC震荡)即可获得时钟源,时钟最高可以达到24MHz。在一定程度上可以满足本设计的要求。为了方便485数据的传输,在设计时提供了硬件485的支持,芯片采用了美信公司的MAX3485芯片作为485电平的转换芯片。 四、作品材料清单; 速封胶; 不锈钢棒; 导线若干; 电路板; 电阻; 电容; 电感; STC8A8K单片机; 等....; 五、作品图片上传;(PCB上须有大赛logo标识并拍照上传,若无视为放弃参赛) 六、演示您的作品并录制成视频上传;(视频内容须包含:作品介绍;功能演示;性能测试;PCB上大赛logo标识特写镜头,若无视为放弃参赛) https://www.bilibili.com/video/av68304315#reply1971398425 七、开源文档。 项目在立创EDA中,链接如下
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