Universitatea Tehnica "Gh.Asachi" Iasi - Fac. Automatica si Calculatoare.
Sisteme cu Microprocesoare
Experiment nr.9
  • L9.1 Denumire:


    • Pico Nokia -Smart farming


  • L9.2 Prezentare generala, scop.


    • Experimentul de laborator isi permite sa exploreze posibilitatile de realizare a extensiilor pentru Pico bazate pe utilizarea protocolului de comunicatii SPI pentru interfatarea cu Nokia LCD precum si utilizarea convertorului analog/numeric din structura microcontrolerului RP2040 pentru achizitia datelor de la sensori umditate sol. Exemplificarile sunt realizate cu sistemul de afisare de tip de Nokia 5110 bazat pe controlerul Philips PCD8544 si a bibliotecii micropython denumita pcd8544_fb.py La sfarsitul laboratorului se vor detine informatii detaliate despre realizarea sistemlor de control pentru agricultura inteligenta.

    Se urmarese furnizare unor idei de proiecte pentru universul Urban Farming.
    si
    Underground Farming

  • E9.3 Resurse

    • Hardware:
    Platforma Raspberry Pi Pico, Controller Nokia 5110, breadboard, potentiometru 10k, sensor umiditate sol, fotorezistente, pompa de apa.
    Software :

    MicroPython Nokia 5110 PCD8544 84x48 LCD




  • L9.4 Sursa programe exemplu :

    • Modul lib. mcropython pentru Nokia 5110
    1. Pico - test interconectare LCD Nokia 5110
    2. Pico LCD - afisare date de la convertorul A/D
    3. Pico LCD - urmarire date din sensor de umiditate sol/fotorezistenta

    4. Pico smart farm - reglare automata umiditate sol





  • E9.5 Mod de desfasurare/urmarire experiment:

    • Extensiile pentru platforma Pico pot utiliza protcoale de comunicatii precum SPI , UART, I2C in functie de distante, volum si vitezele de transfer necesare. Sistemele de afisare-display necesita viteze mari de transfer iar volumul datelor, in regim grafic, este considerabil. In aceste situatii extensiile utilizeaza protocolul SPI care utilizeaza semnalele reprezentate mai jos:

    Celebrele telefoane de debut Nokia au utilizat un LCD-Nokia 5110 bazat pe controlerul Philips PCD8544 astfel incat este posibila dezvoltarea unei extensii pentru Pico, reprezentata in figura urmatoare:


    Interconectarea Nokia 5110 - Pico poate fi realizata la nivel de breadboard conform schemei urmatoare:



    Pentru intelegerea detaliilor de programare este necesara analiza controlerului PCD8544 a caror detalii de programare sunt disponibile in modulul microPyhon pcd8544_fb.py.
    Inerconectarea corecta a componentelor permite viazualizarea datelor pe LCD prin intermediul programului exemplu nr. 1. Modul de conversie analog/numerica prezent in structura RP2040 poate fi explorat prin conectarea unui potentiometru la intarae ADC0 conform schemei precedente. Acesta poate furniza un nivel de tensiune cuprins intre 0-3,3V. Rularea corecta a programuli exemplu nr.2 permite afisarea acestor date pe LCD cu formatare la 2 zecimale.



    Testarea functionarii sensorului de umiditate/lumina/ poate fi realizata utilizand programul exemplu nr.3.



    Detalii despre clasele micropython aferente SPI si ADC:






  • L9.6 Probleme propuse:


    • 1. Uilizand programul exemplu nr.1 adaugati o secventa python care va permite determinarea pozitiilor limita pentru display text ;
    .
    2. Utilizand programul exemplu nr. 3 realizat o aplicatie care va perite afsisarea pe LCD a temperaturii procesorului;

    3. Realizati un program care va permite determinarea concentratiei de sare adugata intr-un pahar cu apa ;

    4. Utilizand o fotorezistenta realizati un program pentru controlul nivelului de iluminat pentru plante.

    5. Realizati un program care va aprinde LED-ul rosu/motor pompa apa in caz ca umiditatea solului unei plante este mai mica de 20%.

  • L9.7 Experimentul poate fi extins pentru:

    • - Dezvoltarea incintelor spatiale pentru cresterea plantelor.>
    - Dezvoltarea universului Urban-agricultura .
    - Realizarea IoT cu sensori analogici ;
    - Realizarea instrumentatiei inteligente portabile;
    - Realizarea sistemelor pentru cresterea plantelor in sere;



  • L9.8 Referinte documentare:

    • © 2024 Fac. Automatica si Calculatoare