Norman - biblioteca Arduino para simulación climática de ciclos de luz natural, temperatura y humedad - Calendae - Calendae | Informática, Electrónica, CMS, Ciberseguridad

Norman – biblioteca Arduino para simulación climática de ciclos de luz natural, temperatura y humedad – Calendae

Hola otra vez. Soy Jordi Oriol y en el día de hoy hablaremos sobre Norman – biblioteca Arduino para simulación climática de ciclos de luz natural, temperatura y humedad – Calendae

normando es una biblioteca de simulación climática diseñada para ejecutarse en un Arduino Uno para proyectos de automatización de invernaderos y interiores. Biblioteca Arduino para simulación climática matemática de ciclos de luz natural, temperatura y humedad utilizando conjuntos de datos mínimos.

Dado un conjunto de parámetros para una ubicación de destino, la biblioteca devuelve valores de temperatura, punto de rocío, humedad relativa y ciclos de luz diurna (utilizando la biblioteca Dusk2Dawn de DM Kishi). Como la biblioteca opera con proyecciones matemáticas en lugar de transmitir datos climáticos en vivo, esto permite a los botánicos y productores simular los cambios climáticos en tiempo real no solo para ubicaciones remotas, sino para ventanas estacionales específicas dentro de esas ubicaciones.

¿Como funciona?

Luz

normando hace un uso extensivo de la biblioteca Dusk2Dawn de DM Kishi. Se basa en Dusk2Dawn para recuperar las horas diarias de salida y puesta del sol según la latitud, longitud y zona horaria de la ubicación de destino. Opcionalmente, configure estos ciclos de luz diarios al mediodía solar de las horas de luz local. Esto permite a los usuarios de invernaderos incorporar fotorresistores y control de controlador PWM para iluminación suplementaria de bajo consumo si así lo desean.

Temperatura y humedad

Las tendencias anuales en la temperatura y el punto de rocío pueden expresarse vagamente mediante una onda sinusoidal en la mayoría de los climas. Esto significa que podemos proyectar mínimos y máximos diarios siempre que tengamos mínimos y máximos para los días más calurosos y fríos del año, así como las posiciones indexadas de estos días para la ubicación objetivo. El retraso estacional se justificó en gran medida modificando la amplitud de esta onda sinusoidal en función del número de días entre los días más calurosos y más fríos del año (en relación con la hora actual). Los patrones diarios de temperatura y punto de rocío eran más complicados. Usé una función polinomial para los turnos diurnos, una función exponencial para el decaimiento nocturno y un sistema de anclaje regresivo para crear transiciones suaves entre los ciclos diurno y nocturno mientras seguía la onda sinusoidal anual. La humedad relativa se recupera utilizando estas proyecciones de temperatura y punto de rocío. Esto permite a los usuarios incorporar estos valores proyectados en aplicaciones de control de clima utilizando sensores de temperatura y humedad populares (DHT11, DHT22, BMP280, etc.).

¿Calcular solo los valores del día actual?

No. Se puede programar para imitar las condiciones de cualquier época del año, en cualquier época del año. Opcionalmente, los usuarios pueden designar la duración y el punto de inicio de una «temporada» y repetir las condiciones previstas para este período de tiempo una y otra vez sin tener que volver a mostrar el boceto. Este método conserva la funcionalidad (opcional) de anclar los ciclos de luz diurna objetivo a los ciclos locales que ocurren en tiempo real.

Configuración de Norman Arduino

¿Qué tan precisa es?

Es una pregunta complicada. Puedes verlo por ti mismo en mi página plot.ly. Probé una docena de ciudades en los EE. UU. Para ver cómo se compararían mis proyecciones, y creo que eso está bien considerando lo crudo que es. Parece funcionar mucho mejor en climas costeros y continentales que en montañas y desiertos. Tengo algunas ideas sobre cómo mejorar la coherencia, pero abordar estos problemas requeriría el tiempo y el trabajo de personas que realmente saben lo que están haciendo. Tal como están las cosas, estoy listo para pasar a otros proyectos, así que lo llamamos hecho como está hecho.

Norman partes

¿Por qué escribes todo esto?

Porque espero que mi estúpido proyecto encienda la curiosidad de las personas inteligentes. Quiero que otras personas lo hagan mejor, porque creo que un modelo matemático completo que pueda simular con precisión las condiciones climáticas remotas podría tener algunas implicaciones interesantes para el desarrollo agrícola y la botánica. Si está interesado en hacer swing, por favor contácteme. Puedo hacerle algunas preguntas y comentarios que podrían ayudarlo a comenzar. Probablemente la primera orden del día sería montar algunas funciones de salida y puesta del sol que se desarrollan y se desvanecen de forma natural en función de la elevación y el azimut solares. También sería bueno si alguien me enviara una foto de ellos cultivando maracuyá en Siberia usando mi código basura y un microcontrolador de $ 10.

Aunque los scripts de prueba pueden ejecutarse en uno sin módulos adicionales, un prototipo funcional requiere un sensor de temperatura / humedad (como un DHT22), un módulo de reloj en tiempo real con respaldo de batería (prefiero un DS3231) y algunos medios para verificar el funcionamiento de equipos de cultivo al aire libre (luces, ventiladores, calentadores, unidades de aire acondicionado, humidificadores, etc.). Utilicé relés Songle 5v SPDT en mi prototipo de trabajo (en la imagen), pero un transmisor RF o WiFi de 433 mhz sería más escalable para proyectos más grandes.

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