Osakeste fotoni IoT isiklik ilmajaam: 4 sammu (koos piltidega)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2024-01-30 08:47

Tarvikud

• Osakeste footon
• [VALIKULINE] 2,4 GHz u. FL antenn
• SparkFun OpenLog
• SparkFun Photon Weather Shield
• SparkFuni ilmamõõturid
• Dallas DS18B20 veekindel temperatuuriandur
• SparkFun mullaniiskuse andur
• SparkFun Qwiic VEML6075 UV -valgusandur
• 3,5 W päikesepaneel
• SparkFun Sunny Buddy
• Kohandatud 3D modelleeritud Stevensoni ekraan
• Jootekomplekt
• Hunnik ühetuumalist hüppajatraati
• 2-kontaktiline kruviklemm
• Mõned meeste ja naiste päised
• 22 3 mm roostevaba polti
• 44 3 mm roostevaba mutrit
• 3 6 mm roostevaba keermestatud varda
• 9 6 mm roostevaba mutrit

Samm: riistvara

Ettevalmistus

Ilmastikukilp Nagu on kirjeldatud Sparkfuni ühendamisjuhendis, lõigake RAEG Power Select hüppaja seljalt VREG -st ja jootke see Photon_VIN -le, et suunata sissetulev elektriliin Photoni sisemisse pingeregulaatorisse, et vähendada energiatarbimist une ajal, mis moodustab täpselt poole kasutuselevõtust aeg. See piirab sisendpinget vahemikus 3,6 kuni 5,5 V, kuid elektriliin langeb otse magusasse kohta, oma 3,7 V LiPo aku kaudu Sunny Buddy kaudu.

Veenduge ka, et otse allpool olev 3.3V väljalülitushüppaja on ühendatud: vastasel juhul ei saa rongisisesed andurid 3.3V liinilt mingit voolu, mistõttu need on footonist tõhusalt lahti ühendatud. See hüppaja on mõeldud kasutamiseks lahti ühendamiseks nii välist kui ka USB-toiteallikat, et vältida konflikte, ja see on tõepoolest ainus olukord, mis võimaldab pardasensoritel toite saada ja korralikult töötada. Ärge muretsege, kui peate seriaalse jälgimise jaoks oma fotoniga USB -kaabli ühendama: olen seda ise mitu korda proovinud ja footon on alati terve ja terve, kahjustamata. Lihtsalt võib -olla ärge jätke seda tundide viisi niimoodi. Kui soovite rohkem üksikasju, vaadake kilbi skeemi.

Kilbi ümber pöörates veenduge, et paremal asuv I2C PU hüppaja on ühendatud. I2C siin, mis sisaldab rongisiseseid andureid, nõuab protokollistandardi järgi täpselt määratletud tõmbetakistust ja muid tõmbeid väärtus takistab välisseadmete äratundmist: üldreeglina tuleb siinile ühendada ainult üks paar tõmmatavat takistit. Andurikomplekt hõlmab teist siinil olevat andurit-UV-valguse andurit-, kuid I2C välisseadmena on seegi kaasas paar tõmbetakistit ja ma soovitan need hoopis lahti ühendada: vähemalt selles projektis kilpi saab potentsiaalselt kasutada üksi, samas kui UV -andurit ilma kilbita peaaegu ei kasutata.

Kruviklemmi jootmine toitepistikutel ja mõned naissoost džemprid perifeersetel pistikutel on samuti hea mõte ja seda soovitan modulaarsuse osas: kiirühenduse ja lahtiühendamise funktsioon võib osutuda tõeliselt tõrkeotsinguks, remondiks või uuendamiseks. Kaabli paremaks sobivaks ja korrastatumaks haldamiseks ühendage tagaküljel olevad küljed, nagu on näidatud piltidel. Ma joodin ka fotoni pikendusavade džemprid veelgi modulaarsuse tagamiseks, kuid see pole nõutav, kuna neid tihvte ei kasutata praegu.

Lõigake ja lõigake 4 lühikest traadijuhet ja jootke need OpenLogi külge, nagu on näidatud piltidel. See ei ole hüppaja päised, kuid ma leidsin, et see on nii lühikese ühenduse jaoks parim lahendus. Kui mõtlete mõne isase päise tihvti jootmisele tahvlil ja nende ühendamiseks kilbi naissoost päistega, siis kahjuks takistavad kahe liidese erinevad tihvtide paigutused selle suurepärase idee elujõulisust.

Lõika ja lõigake veel 4 traadijuhet, seekord palju kauem, ja jootke need plaadi pistikute külge, nagu on näidatud piltidel. Jällegi, see ei ole hüppaja päised, kuid otsustasin väärtustada ühenduste modulaarsuse asemel vastupidavust, näiteks see puutub kokku elementidega ja ei ole korpusega kaitstud. Soovitan ka juhtmeid keerutada, nagu tegin puhtama ja praktilisema ühenduse jaoks. Teine ots on hoopis hüppajate päiste koht: jootke 4 isast tihvti, et ühendus oleks kindlalt kinnitatud ja pikkade juhtmete järgi ettenähtud korras. Järgige kindlasti järjekorda: kilbil käies GND VCC SDA SCL.

Samuti soovitan katta joodetud kontaktid ja Power LED vedelikuisolaatoriga: konformne kate on spetsiaalselt selleks ette nähtud, kuid selge küünelakk teeb näpuotsaga ja seda ma kasutasin. Vaatamata tahvlit katvale PMMA "katusele" puutub see siiski kokku elementidega ja pigem oleksite ohutu kui kahetsenud. Veenduge, et te ei kataks UV-valguse andurit ise-musta kiipi tahvli keskel-eriti kui kasutate konformset katet: enamik ühendeid on UV-fluorestseerivad, mis tähendab, et nad neelavad teatud osa valgust andur üritab jäädvustada, segades seetõttu selle näitu. Seevastu PMMA on üks UV-läbipaistvamaid materjale, mis on tavaliselt saadaval, ja kaitseb andurit piisavalt elementide eest, hoides samal ajal oma mõju mõõtmistele minimaalsena.

Mullaniiskuse andur Kärpige 3-ahelalise kaabli otsad ja jootke need plaadi pistikute külge, nagu on näidatud piltidel. Ja teises otsas jootke parema ühenduse tagamiseks 3 isast tihvti. Järgige kindlasti järjekorda: GND A1 D5. Ka selle anduri puhul katke kontaktid ja pardal olevad vooluringid vedelikuisolaatoriga: erinevalt UV-valgusandurist ei kata seda miski ja puutub elementidega täielikult kokku, seega on vaja head kaitset.

Pinnase temperatuuriandur Kärpige kaabli otsad ja jootke need uuesti kolme tihvti külge järgmises järjekorras: GND D4 VCC. Suletud juhtmed on tavapäraselt värvikoodiga: MUST = GND VALGE = SIG RED = VCC.

Sunny BuddyI jootsin paar naissoost hüppajapead tahvli sekundaarsetele koormusühendustele, kuid lõpuks ei kasutanud neid, seega pole see vajalik.

Väline antenn Lihtsalt kleepige antenn alusosa alumisele küljele või mujale, mis sobib selle kujuga.

Kalibreerimine

Mulla niiskuse andur See on andur, mida tuleb kõige rohkem kalibreerida, ja on oluline kalibreerida see pinnasele, mida see pärast kasutuselevõttu jälgib.

Selle abistamiseks olen koostanud lihtsa programmi nimega calibrator.ino: lihtsalt kompileerige ja välgutage see oma fotonile ning pange jadamonitor valmis, näiteks particle CLI käsuga particle serial monitor või ekraaniga /dev / ttyACM0. Asetage andur umbes kolmveerand oma teest pinnasesse, mille jaoks soovite seda kalibreerida, täiesti kuivas olekus, nagu on näidatud esimesel pildil, ja salvestage see töötlemata näitaja faili calibration.h väljale smCal0. Seejärel niisutage mulda nii palju kui võimalik, kuni see on veega küllastunud, nagu on näidatud teisel pildil, ja salvestage see töötlemata näit sama faili väljale smCal100.

Teine element, mis vajab kalibreerimist, on Sunny Buddy: kuigi see pole andur, tuleb selle MPPT (maksimaalse võimsuspunkti ülekande) disain kalibreerida maksimaalse jõuülekande punkti. Selleks ühendage see päikesepaneeliga päikesepaistelisel päeval mõõtke pinget SET- ja GND -padjades ning näpistage kruvikeerajaga läheduses asuvat potentsiomeetrit, kuni see pinge on umbes 3 V.

Samm 2: Tarkvara

Kogu koodi, värskendatud ja dokumenteeritud, leiate selle GitHubi repost.

3. samm: kokkupanek

Alustame seda kõike Stevensoni ekraaniga kokku panemisel, alustades kokkupanekut ülalt alla, nagu on näidatud piltidel. Ennekõike on ülemine kate koos poolitatud alustega UV-valgusanduri ja päikesepaneeli kokkupanekuks ja kinnitamiseks sisse. Järgmiseks paigaldage päikesepaneel selle asustamiseks oma restile ja katke UV -valguse andur oma PMMA katusega. Seejärel saab ülejäänud kaaned keermestatud varrastega ülemise osa külge kokku panna: augud võivad vajada veenmist, kuid väike hõõrdumine võib aidata neid kõiki koos hoida.

Kui Stevensoni ekraan on kokku pandud, ühendage alusosa vihmamõõturiga ja täitke see oma vooluringiga, paigaldades komponendid nende tahvlitele ja ühendades need, nagu on näidatud piltidel. Seejärel saab ühendada välisseadmed, nagu välise antenni, pinnase temperatuuri ja niiskuse andurid ning OpenLogi. Seejärel saate tuulemõõturid oma poolusele kokku panna, nagu on näidatud SparkFuni kokkupaneku juhendis, ning paigaldada vihmamõõtur ja põhitükk umbes kolmveerand ülespoole.

Seejärel saate jätkata päikesepaneelilt, UV -valgusandurilt ning vihma- ja tuulemõõturitelt tulevate kaablite juhtimist kaante vahelise ava kaudu ja paigaldada Stevensoni ekraan alusele. Kui vardad on kinnitatud paari mutriga, on teie isiklik ilmajaam valmis ja põllule kasutamiseks valmis!

4. samm: juurutamine + järeldused

Kui olete selle lõpetanud, võite istuda, lõõgastuda ja nautida oma kohalike ilmastikuandmete vaatamist kõigil järgmistel platvormidel!

• ThingSpeak
• Ilm Underground
• WeatherCloud

Ülaltoodud konkreetsed lingid on minu ilmateadetele, kuid kui teete ka selle projekti, lisage palun ka lingid oma seadmetele-mulle väga meeldiks näha, kui see inimeste loodud võrk laieneb!