Lična vremenska stanica Photon IoT od čestica: 4 koraka (sa slikama)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja izmjena: 2024-01-30 08:05

Supplies

• Foton čestica
• [NEOBVEZNO] u. FL antena od 2,4 GHz
• SparkFun OpenLog
• SparkFun Photon Weather Shield
• SparkFun metar vremena
• Dallas DS18B20 Vodonepropusni senzor temperature
• SparkFun senzor vlažnosti tla
• SparkFun Qwiic VEML6075 senzor UV svjetla
• Solarni panel od 3,5W
• SparkFun Sunny Buddy
• Prilagođeni 3D modelirani Stevensonov ekran
• Komplet za lemljenje
• Gomila jednožilne kratkospojne žice
• 2-pinski vijčani terminal
• Nekoliko muških i ženskih zaglavlja
• 22 vijka od inoxa 3 mm
• 44 3 mm matice od nehrđajućeg čelika
• 3 šipke od navoja od inoxa 6 mm
• 9 matica od inoxa 6 mm

Korak 1: Hardver

Priprema

Weather ShieldKao što je navedeno u Sparkfun -ovom vodiču za spajanje, izrežite RAW Power Select džampersku ploču na leđima od VREG -a i lemite je na Photon_VIN kako biste preusmjerili dolaznu liniju napajanja prema unutarnjem regulatoru napona Photona za manju potrošnju energije tokom spavanja, što predstavlja točno polovinu raspoređivanja Time će se ograničiti ulazni napon između 3,6 i 5,5 V, ali električni vod pada sa slabih mjesta sa svojih 3,7 V iz LiPo baterije kroz Sunny Buddy.

Također provjerite je li spojen kratkospojnik za onemogućavanje 3,3 V koji se nalazi ispod: u suprotnom, senzori na ploči neće primati nikakvo napajanje iz linije 3,3 V, što ih čini učinkovito isključenim iz fotona. Ovaj kratkospojnik treba biti isključen za rad na i vanjsko i USB napajanje kako bi se izbjegli sukobi, i to je zaista jedina situacija koja omogućuje ugrađenim senzorima da primaju napajanje i da pravilno funkcioniraju. Ne brinite ako morate spojiti USB kabel na svoj Photon radi serijskog praćenja: sam sam to pokušao mnogo puta, a Photon je uvijek preživio siguran i zvučan bez ikakvih oštećenja. Samo nemojte ostaviti sate i sate na kraju tako. Provjerite shemu štita ako vas zanima više detalja.

Okrećući oklop, provjerite je li spojena I2C PU kratkospojna ploča s desne strane. I2C sabirnica, koja uključuje ugrađene senzore, zahtijeva dobro definiranu otpornost na povlačenje prema protokolarnim standardima i ima bilo koje drugo povlačenje vrijednost će spriječiti prepoznavanje perifernih uređaja: općenito, samo jedan par pull-up otpornika treba biti spojen na sabirnicu. Paket senzora uključivat će još jedan senzor na sabirnici-senzor UV svjetla-ali kao I2C periferija, i on dolazi sa svojih nekoliko otpornika za povlačenje, pa preporučujem da ih isključite: barem u ovom projektu, štit se potencijalno može koristiti sam, dok se UV senzor teško može koristiti bez štita.

Lemljenje vijčanog terminala na konektorima za napajanje i nekih ženskih kratkospojnika na perifernim konektorima također je dobra ideja, a preporučujem je za modularnost: funkcija brzog povezivanja i isključivanja može se pokazati korisnom za rješavanje problema, popravke ili nadogradnje. Za bolje prianjanje i urednije upravljanje kablovima, spojite bočne strane na stražnjoj strani kao što je prikazano na slikama. Također sam lemio kratkospojnike na produžnim otvorima Photona za još veću modularnost, ali to nije potrebno jer se ti pinovi trenutno ne koriste.

OpenLogCut i obrežite 4 kratka niti žice i lemite ih na OpenLog kao što je prikazano na slikama. To nisu kratkospojnici, ali smatrao sam da je ovo najbolje rješenje za tako kratku vezu. Ako razmišljate o lemljenju igala zaglavlja muških spojeva na ploči i povezivanju istih sa ženskim zaglavljima štita, nažalost različiti rasporedi pinova na dva sučelja sprječavaju ovu sjajnu ideju u održivosti.

Senzor UV svjetla Izrežite i obrežite još 4 niti žice, ovaj put mnogo duže, i lemite ih na konektore ploče kao što je prikazano na slikama. Opet to nisu zaglavlja, već sam odabrao da cijenim robusnost preko modularnosti u vezama koje, poput ovaj, izloženi su elementima i nisu zaštićeni kućištem. Također preporučujem upletanje žica kao što sam to učinio za čistiju i praktičniju vezu. Drugi kraj, umjesto toga, mjesto je za kratkospojne zaglavlje: lemite 4 muška igla kako biste osigurali da je veza osigurana i naručena kako je predviđeno preko dugih žica. Poštujte redoslijed: dok idu na štit, GND VCC SDA SCL.

Također preporučujem premazivanje lemljenih kontakata i LED diode napajanjem tekućim izolatorom: konformni premaz posebno je dizajniran za to, ali prozirni lak za nokte će vam pomoći u prstohvatu, i to sam i ja upotrijebio. Unatoč "krovu" PMMA -e koji će pokriti ploču, ona će i dalje biti izložena elementima i radije biste bili sigurni nego žali. Pazite da ne prekrivate sam senzor UV svjetla-crni čip na sredini ploče-posebno ako koristite konformni premaz: većina spojeva je UV-fluorescentna, što znači da apsorbiraju dio svjetlosti senzor pokušava snimiti, stoga ometa njegova očitanja. PMMA je, s druge strane, jedan od najprozirnijih UV materijala koji je općenito dostupan, i dovoljno će zaštititi senzor od elemenata, dok će njegov utjecaj na njegova mjerenja svesti na minimum.

Senzor vlage u tlu Obrežite krajeve trožilnog kabela i lemite ih na konektore ploče kao što je prikazano na slikama. Na drugom kraju lemite 3 muška pina za bolju vezu. Ponovo poštujte redoslijed: GND A1 D5. I za ovaj senzor obavezno premažite kontakte i sklop na ploči tekućim izolatorom: za razliku od senzora UV svjetla, on neće biti pokriven ničim i bit će potpuno izloženi elementima, pa je potrebna dobra razina zaštite.

Senzor temperature tla Obrežite krajeve kabela i ponovo ih lemite na 3 muška pina po redoslijedu: GND D4 VCC. Zatvorene žice su konvencionalno kodirane bojom: CRNO = GND BIJELO = SIG RED = VCC.

Sunny Buddy sam lemio nekoliko ženskih kratkospojnika za sekundarne konektore opterećenja na ploči, ali ih na kraju nije koristio, pa to nije potrebno.

Vanjska antena Jednostavno zalijepite antenu na donju stranu osnove ili bilo gdje drugdje koja odgovara njenom faktoru oblika.

Kalibracija

Senzor vlažnosti tla Ovo je senzor koji treba najviše kalibrirati i važno ga je kalibrirati u tlo koje će nadzirati nakon postavljanja.

Da bih vam pomogao u tome, sastavio sam jednostavan program pod nazivom calibrator.ino: samo ga kompajlirajte i prenesite na svoj Photon i pripremite serijski monitor, na primjer s naredbom Particle CLI serijski monitor čestica ili sa zaslonom /dev / ttyACM0. Stavite senzor otprilike tri četvrtine svog puta u tlo za koje ga želite kalibrirati, u potpuno suhom stanju kao što je prikazano na prvoj slici, i zabilježite ovo neobrađeno očitanje u smCal0 polju datoteke calibration.h. Zatim navlažite tlo koliko god možete, dok ne bude zasićeno vodom kao što je prikazano na drugoj slici, i zabilježite ovo neobrađeno očitanje u polje smCal100 te iste datoteke.

Sunny BuddyJoš jedan element koji zahtijeva kalibraciju je Sunny Buddy: iako nije senzor, njegov MPPT (Maximum Power Point Transfer) dizajn mora biti kalibriran do te točke maksimalnog prijenosa snage. Da biste to učinili, spojite ga na solarni panel na sunčanom suncu. dan, izmjerite napon na jastučićima SET i GND i odvijačem podesite obližnji potenciometar sve dok taj napon ne bude oko 3V.

Korak 2: Softver

Sav kod, ažuriran i dokumentovan, možete pronaći na njegovom GitHub repo -u.

Korak 3: Skupština

Počnimo sastavljati sve zajedno sa Stevensonovim ekranom, započinjući sastavljanje odozgo prema dolje, kao što je prikazano na slikama. Prvo i najvažnije je gornji poklopac, sa podijeljenim postoljima za senzor UV svjetla i solarnu ploču za sastavljanje i pričvršćivanje. in. Zatim, da ga popunite, postavite solarni panel na njegov stalak i pokrijte senzor UV svjetla svojim PMMA krovom. Zatim se preostali poklopci mogu montirati na gornji dio pomoću navojnih šipki: rupe će možda trebati uvjerljivo, ali malo trenja može pomoći u održavanju svih zajedno.

Nakon što se Stevensonov ekran sastavi, spojite osnovni dio s mjeračem kiše i napunite ga svojim strujnim krugovima, tako što ćete komponente montirati na njihove ploče i spojiti ih kao što je prikazano na slikama. Zatim se mogu spojiti periferne jedinice, poput vanjske antene, senzora temperature tla i vlage, te OpenLog -a. Zatim možete sastaviti mjerače vjetra na njihove stubove kao što je prikazano u SparkFunovom vodiču za montažu, te montirati mjerač kiše i osnovni dio oko tri četvrtine puta prema gore.

Zatim možete nastaviti s usmjeravanjem kabela koji dolaze od solarne ploče, senzora UV svjetla i mjerača kiše i vjetra kroz otvor između poklopaca i montirajte Stevensonov ekran na osnovni dio. Nakon što su šipke pričvršćene s nekoliko matica na svakoj, vaša vlastita vremenska stanica je potpuna i spremna za postavljanje na teren!

Korak 4: Implementacija + zaključci

Kada to dovršite, možete se opustiti i opustiti i uživati gledajući svoje hiper-lokalne vremenske podatke uživo na svim sljedećim platformama!

• ThingSpeak
• WeatherUnderground
• WeatherCloud

Gore navedene specifične veze odnose se na moje vremenske podatke, ali ako i vi napravite ovaj projekt, molimo vas da uključite i veze do svojih uređaja-zaista bih volio vidjeti kako se ova mreža koju su napravili ljudi proširuje!