Saffron POC - Edge Cihaz Bağlantı Kılavuzu

1. Genel Bakış

Bu kılavuz, Saffron POC sistemindeki tüm edge cihazların (sensörler, aktüatörler, kamera) nasıl bağlanacağını, yapılandırılacağını ve Kubernetes cluster'ına veri göndereceğini açıklar.

1.1 Cihaz Envanteri

2. ESP32-S3 Pin Haritası

2.1 Fonksiyonel Pin Atamaları

2.2 I2C Adres Haritası

3. Sensör Bağlantıları

3.1 SHT31-D (Hava Sıcaklık/Nem)

Özellikler:

• Sıcaklık: -40°C to +125°C, ±0.3°C accuracy
• Nem: 0-100% RH, ±2% accuracy
• Interface: I2C (up to 1MHz)
• Besleme: 2.4V - 5.5V

ESPHome Konfigürasyonu:

sensor:
  - platform: sht3xd
    address: 0x44
    temperature:
      name: "Air Temperature Upper"
      id: air_temp_upper
      accuracy_decimals: 2
      filters:
        - offset: 0.0  # Kalibrasyon offset'i
    humidity:
      name: "Air Humidity Upper"
      id: air_humidity_upper
    update_interval: 10s

3.2 DS18B20 (Toprak Sıcaklık)

Özellikler:

• Range: -55°C to +125°C
• Accuracy: ±0.5°C (-10°C to +85°C)
• Interface: OneWire
• Besleme: 3.0V - 5.5V

ESPHome Konfigürasyonu:

one_wire:
  - pin: GPIO4

sensor:
  - platform: dallas_temp
    address: 0x28FF1234567890A1
    name: "Soil Temperature 1"
    resolution: 12
    update_interval: 30s

3.3 Capacitive Soil Moisture Sensor

Kalibrasyon:

• Kuru (havada): ~2.75V → 0%
• Islak (suda): ~1.35V → 100%

ESPHome Konfigürasyonu:

sensor:
  - platform: adc
    pin: GPIO5
    name: "Soil Moisture 1"
    unit_of_measurement: "%"
    attenuation: 11db
    filters:
      - calibrate_linear:
          - 2.75 -> 0
          - 1.35 -> 100
      - clamp:
          min_value: 0
          max_value: 100

3.4 SCD41 (CO₂ Sensör)

Özellikler:

• CO₂ Range: 400 - 5000 ppm
• Accuracy: ±(40ppm + 5%)

ESPHome Konfigürasyonu:

sensor:
  - platform: scd4x
    co2:
      name: "CO2 Level"
    temperature:
      name: "SCD41 Temperature"
    humidity:
      name: "SCD41 Humidity"
    automatic_self_calibration: true
    update_interval: 30s

3.5 TSL2591 (Işık Sensör)

PPFD Hesaplama: PPFD = Lux × 0.018 (Full Spectrum LED için)

ESPHome Konfigürasyonu:

sensor:
  - platform: tsl2591
    calculated_lux:
      name: "Illuminance"
      id: illuminance
    gain: auto
    integration_time: 200ms

  - platform: template
    name: "PPFD Estimated"
    lambda: 'return id(illuminance).state * 0.018;'

3.6 HC-SR04 (Su Seviyesi)

Dikkat: Echo pini 5V çıkış verir, voltage divider gerekli!

Echo ──┬──[1kΩ]──┬── GPIO18
       │         │
       └──[2kΩ]──┴── GND

4. Aktüatör Bağlantıları

4.1 LED Grow Light (200W, PWM)

Kontrol: ESP32 PWM → PWM-to-0-10V Converter → LED Driver

ESPHome:

output:
  - platform: ledc
    pin: GPIO12
    id: led_pwm
    frequency: 1000Hz

light:
  - platform: monochromatic
    name: "Grow Light"
    output: led_pwm
    gamma_correct: 1.0

4.2 Heater/Cooler (SSR Kontrol)

Bağlantı: GPIO → SSR DC Input → AC Load

ESPHome:

switch:
  - platform: gpio
    pin: GPIO9
    name: "Heater"
    id: heater_switch

4.3 PWM Fanlar

4-wire fan: 25kHz PWM gerekli

ESPHome:

output:
  - platform: ledc
    pin: GPIO13
    id: fan_pwm
    frequency: 25000Hz

fan:
  - platform: speed
    name: "Circulation Fan"
    output: fan_pwm
    speed_count: 100

4.4 Peristaltic Pump

Kalibrasyon: 1ml ≈ 633ms (pompaya göre değişir)

ESPHome:

script:
  - id: dispense_water
    parameters:
      ml: int
    then:
      - switch.turn_on: water_pump
      - delay: !lambda 'return ml * 633;'
      - switch.turn_off: water_pump

5. MQTT Protokolü

5.1 Topic Yapısı

saffron/
├── sensors/
│   ├── temperature/air/upper
│   ├── temperature/soil/1-4
│   ├── humidity/air/upper
│   ├── humidity/soil/1-4
│   ├── co2
│   ├── light/lux
│   └── water/level
├── actuators/
│   ├── led/brightness
│   ├── heater/state
│   ├── cooler/state
│   ├── fan/circulation
│   └── pump/state
├── command/
│   ├── led/brightness
│   ├── heater/state
│   └── pump/dispense
└── status/
    ├── online
    ├── heartbeat
    └── error

5.2 QoS ve Retention

6. Güç Dağıtımı

6.1 Güç Tüketimi Tablosu

6.2 Güç Kaynakları

• AC→24V: Mean Well LRS-150-24 (LED)
• AC→12V: Mean Well LRS-75-12 (Fanlar, Pompa, Peltier)
• AC→5V: USB-C PD 65W (ESP32, RPi)

7. Kalibrasyon Prosedürleri

7.1 Sıcaklık Sensörleri

1. Referans termometre ile karşılaştır
2. 15 dakika termal denge bekle
3. Offset hesapla ve ESPHome'a ekle

7.2 Toprak Nem Sensörleri

1. Kuru nokta: Sensörü havada tut → ADC değerini kaydet
2. Islak nokta: Sensörü suya daldır → ADC değerini kaydet
3. calibrate_linear filter'a ekle

7.3 CO₂ Sensör

• Otomatik: ASC aktif (haftalık)
• Manuel: Dış ortamda forced calibration (420ppm)

7.4 Pompa Kalibrasyonu

1. Pompayı 60 saniye çalıştır
2. Toplanan suyu ölç
3. ms/ml hesapla: 1000 / (ml/sn)

8. Sorun Giderme

8.1 Bağlantı Sorunları

8.2 Sensör Sorunları

8.3 Hata Kodları

9. Güvenlik

Kontrol Listesi

• AC bağlantıları izoleli ve topraklı
• SSR'ler heatsink ile monte
• Sigorta değerleri doğru
• Kablolar uygun kesitte
• Acil durdurma butonu erişilebilir
• Topraklama sağlam