Station météo personnelle Particle Photon IoT : 4 étapes (avec photos)

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Dernière modifié: 2024-01-30 09:06

Fournitures

• Photon de particule
• [FACULTATIF] Antenne u. FL 2,4 GHz
• SparkFun OpenLog
• Bouclier météorologique à photons SparkFun
• Compteurs météo SparkFun
• Capteur de température étanche Dallas DS18B20
• Capteur d'humidité du sol SparkFun
• Capteur de lumière UV SparkFun Qwiic VEML6075
• Panneau solaire 3,5 W
• SparkFun Sunny Buddy
• Écran Stevenson modélisé en 3D personnalisé
• Un kit de soudure
• Un tas de cavaliers monoconducteurs
• Une borne à vis à 2 broches
• Quelques en-têtes masculins et féminins
• 22 boulons en acier inoxydable de 3 mm
• 44 écrous inoxydables de 3 mm
• 3 tiges filetées en acier inoxydable de 6 mm
• 9 écrous inox 6mm

Étape 1: le matériel

Préparation

Weather ShieldComme indiqué dans le guide de raccordement de Sparkfun, coupez le cavalier RAW Power Select à l'arrière de VREG et soudez-le à Photon_VIN pour rediriger la ligne électrique entrante vers le régulateur de tension interne du Photon pour une consommation d'énergie inférieure pendant le sommeil, ce qui représente exactement la moitié du déploiement Cela limitera la tension d'entrée entre 3,6 et 5,5 V, mais la ligne électrique tombe juste au bon endroit avec ses 3,7 V de la batterie LiPo via le Sunny Buddy.

Assurez-vous également que le cavalier de désactivation 3,3 V juste en dessous est connecté: sinon, les capteurs embarqués ne seront pas alimentés par la ligne 3,3 V, ce qui les déconnectera effectivement du photon. Ce cavalier est destiné à être déconnecté pour fonctionner sur alimentation externe et USB pour éviter les conflits, et c'est en effet la seule situation qui permet aux capteurs embarqués de recevoir l'alimentation et de fonctionner correctement. Ne vous inquiétez pas si vous devez connecter un câble USB à votre Photon pour une surveillance série: je l'ai moi-même essayé plusieurs fois, et le Photon a toujours survécu sain et sauf sans dommage. Ne le laissez peut-être pas des heures et des heures comme ça. Consultez le schéma du bouclier si vous êtes intéressé par plus de détails.

En retournant le blindage, assurez-vous que le cavalier I2C PU à droite est connecté. valeur empêchera la reconnaissance des périphériques: en règle générale, une seule paire de résistances pull-up est à connecter sur le bus. La suite de capteurs impliquera un autre capteur sur le bus - le capteur de lumière UV - mais en tant que périphérique I2C, il est également livré avec ses deux résistances pull-up, et je recommande de les déconnecter à la place: au moins dans ce projet, le Le shield peut potentiellement être utilisé tout seul, tandis que le capteur UV sera difficilement utilisé sans le shield.

Souder une borne à vis sur les connecteurs d'alimentation et des cavaliers femelles sur les connecteurs périphériques est également une bonne idée, et je le recommande pour la modularité: la fonction de connexion et de déconnexion rapides peut s'avérer très utile pour le dépannage, les réparations ou les mises à niveau. Pour un meilleur ajustement et une gestion plus ordonnée des câbles, assurez-vous de connecter les côtés à l'arrière comme indiqué sur les images. J'ai également soudé des cavaliers sur les trous d'extension du Photon pour encore plus de modularité, mais ce n'est pas nécessaire car ces broches ne sont actuellement pas utilisées.

OpenLogCut et coupez 4 brins de fil courts, et soudez-les à l'OpenLog comme indiqué sur les images. Ce ne sont pas des en-têtes de cavalier, mais j'ai trouvé que c'était la meilleure solution pour une connexion aussi courte. Si vous envisagez de souder des broches d'en-tête mâles sur la carte et de les connecter aux en-têtes femelles du blindage, malheureusement, les différentes dispositions des broches sur les deux interfaces empêchent cette excellente idée d'être viable.

Capteur de lumière UVCoupez et coupez 4 brins de fil supplémentaires, beaucoup plus longs cette fois, et soudez-les aux connecteurs de la carte comme indiqué sur les images. celui-ci, sont exposés aux intempéries et non protégés par l'enceinte. Je recommande également de tordre les fils comme je l'ai fait pour une connexion plus propre et plus pratique. L'autre extrémité, à la place, est l'endroit pour les en-têtes de cavalier: soudez 4 broches mâles pour garantir que la connexion est maintenue sécurisée et ordonnée comme prévu sur les longs fils. Assurez-vous de respecter l'ordre: comme ils vont sur le bouclier, GND VCC SDA SCL.

Je recommande également de revêtir les contacts soudés et la Power LED avec un isolant liquide: le vernissage conforme est spécialement conçu pour cela, mais un vernis à ongles transparent fera l'affaire à la rigueur, et c'est ce que j'ai utilisé. Malgré le "toit" en PMMA qui recouvrira la planche, elle sera toujours exposée aux éléments, et vous préférez prévenir que guérir. Assurez-vous de ne pas couvrir le capteur de lumière UV lui-même - la puce noire au milieu de la carte - surtout si vous utilisez un revêtement conforme: la plupart des composés sont fluorescents aux UV, ce qui signifie qu'ils absorbent une partie de la lumière capteur essaie de capturer, interférant ainsi avec ses lectures. Le PMMA, en revanche, est l'un des matériaux les plus transparents aux UV couramment disponibles et protégera suffisamment le capteur des éléments tout en minimisant son influence sur ses mesures.

Capteur d'humidité du solCoupez les extrémités du câble à 3 brins et soudez-les aux connecteurs de la carte comme indiqué sur les images. Et, à l'autre extrémité, soudez 3 broches mâles pour une meilleure connexion. Là encore, veillez à respecter l'ordre: GND A1 D5. Pour ce capteur également, veillez à enrober les contacts et le circuit embarqué avec l'isolant liquide: contrairement au capteur de lumière UV, il ne sera recouvert par rien et sera complètement exposé aux éléments, un bon niveau de protection est donc nécessaire.

Capteur de température du solCoupez les extrémités du câble et, encore une fois, soudez-les à 3 broches mâles dans l'ordre: GND D4 VCC. Les fils fermés sont conventionnellement codés par couleur: NOIR=GND BLANC=SIG ROUGE=VCC.

Sunny BuddyJ'ai soudé quelques en-têtes de cavaliers femelles aux connecteurs de charge secondaires de la carte, mais j'ai finalement fini par ne pas les utiliser, ce n'est donc pas nécessaire.

Antenne externe Collez simplement l'antenne sur le dessous de la pièce de base, ou n'importe où ailleurs qui convient à son facteur de forme.

Étalonnage

Capteur d'humidité du solC'est le capteur qui a le plus besoin d'être calibré, et il est important de le calibrer en fonction du sol qu'il surveillera une fois déployé.

Pour vous aider, j'ai mis en place un programme simple nommé calibrator.ino: il suffit de le compiler et de le flasher sur votre Photon, et de préparer un moniteur série, par exemple avec la commande Particle CLI particule serial monitor ou avec screen /dev/ ttyACM0. Placez le capteur aux trois quarts environ à l'intérieur du sol pour lequel vous souhaitez le calibrer, dans un état complètement sec, comme indiqué sur la première image, et enregistrez cette lecture brute dans le champ smCal0 du fichier calibration.h. Ensuite, mouillez le sol autant que possible, jusqu'à ce qu'il soit saturé d'eau, comme indiqué sur la deuxième image, et enregistrez cette lecture brute dans le champ smCal100 de ce même fichier.

Sunny BuddyUn autre élément qui nécessite un calibrage est le Sunny Buddy: bien qu'il ne s'agisse pas d'un capteur, sa conception MPPT (Maximum Power Point Transfer) doit être calibrée à ce point de transfert de puissance maximal. Pour ce faire, connectez-le à votre panneau solaire sur un jour, mesurez la tension aux bornes des plots SET et GND, et ajustez le potentiomètre à proximité avec un tournevis jusqu'à ce que cette tension soit d'environ 3V.

Étape 2: Le logiciel

Vous pouvez trouver tout le code, mis à jour et documenté sur son référentiel GitHub.

Étape 3: L'Assemblée

Commençons à tout assembler avec l'écran Stevenson, en commençant par l'assemblage de haut en bas comme indiqué sur les images. Tout d'abord, le capot supérieur, avec ses supports divisés pour le capteur de lumière UV et le panneau solaire à assembler et à boulonner in. Ensuite, pour le peupler, montez le panneau solaire sur son rack et recouvrez le capteur de lumière UV avec son toit en PMMA. Ensuite, les couvercles restants peuvent être assemblés à la pièce supérieure avec les tiges filetées: les trous peuvent avoir besoin d'être convaincants, mais un peu de friction peut aider à les maintenir ensemble.

Une fois l'écran Stevenson assemblé, assemblez la pièce de base avec le pluviomètre et remplissez-le de son circuit, en montant les composants sur leurs cartes et en les connectant comme indiqué sur les images. Ensuite, les périphériques tels que l'antenne externe, les capteurs de température et d'humidité du sol et l'OpenLog peuvent être connectés. pièce de base aux trois quarts environ de sa hauteur.

Vous pouvez ensuite passer les câbles provenant du panneau solaire, du capteur de lumière UV et des pluviomètres et anémomètres à travers une ouverture entre les couvercles et monter l'écran Stevenson sur la pièce de base. Une fois les tiges fixées avec quelques écrous sur chacune, votre propre station météorologique personnelle est complète et prête à être déployée sur le terrain !

Étape 4: Déploiement + Conclusions

Une fois que vous avez terminé, vous pouvez vous asseoir, vous détendre et profiter de vos données météo hyper-locales en direct sur toutes les plateformes suivantes !

• ChoseParle
• MétéoMétro
• MétéoNuage

Les liens spécifiques ci-dessus renvoient à mes données météorologiques, mais si vous réalisez également ce projet, veuillez également inclure les liens vers vos appareils. J'aimerais vraiment voir ce réseau créé par des personnes s'étendre !