Szemcsés foton IoT személyes időjárás állomás: 4 lépés (képekkel)

2024 Szerző: John Day | [email protected]. Utoljára módosítva: 2024-01-30 09:40

Kellékek

• Foton részecske
• [OPCIONÁLIS] 2,4 GHz -es u. FL antenna
• SparkFun OpenLog
• SparkFun Photon Weather Shield
• SparkFun időjárásmérők
• Dallas DS18B20 vízálló hőmérséklet -érzékelő
• SparkFun talajnedvesség -érzékelő
• SparkFun Qwiic VEML6075 UV fényérzékelő
• 3,5 W -os napelem
• SparkFun Sunny Buddy
• Egyedi 3D modellezett Stevenson képernyő
• Forrasztó készlet
• Egy csomó egymagos áthidaló vezeték
• 2 tűs csavaros kapocs
• Néhány férfi és női fejléc
• 22 db 3 mm -es rozsdamentes csavar
• 44 3 mm -es rozsdamentes anya
• 3 db 6 mm -es rozsdamentes menetes rúd
• 9 6 mm -es rozsdamentes anya

1. lépés: A hardver

Készítmény

Időjárás -pajzs A Sparkfun csatlakozási útmutatójában leírtak szerint vágja le a hátán lévő RAW Power Select jumperpárnát a VREG -ről, és forrasztja a Photon_VIN -hez, hogy átirányítsa a bejövő tápvezetéket a Photon belső feszültségszabályozójához az alacsonyabb energiafogyasztás érdekében alvás közben, ami pontosan a telepítés felét jelenti Ez korlátozza a bemeneti feszültséget 3,6 és 5,5 V között, de a tápvezeték az édes pontra esik, a LiPo akkumulátorról származó 3,7 V -mal a Sunny Buddy -n keresztül.

Ezenkívül győződjön meg arról, hogy a közvetlenül a 3.3V letiltó jumper csatlakoztatva van: ellenkező esetben a fedélzeti érzékelők nem kapnak áramot a 3.3V-os vezetékről, így hatékonyan leválasztják őket a fotonról. Ezt a jumpert le kell választani a mind a külső, mind az USB-tápellátást a konfliktusok elkerülése érdekében, és ez az egyetlen helyzet, amely lehetővé teszi, hogy a fedélzeti érzékelők áramot kapjanak és megfelelően működjenek. Ne aggódjon, ha USB -kábelt kell csatlakoztatnia a fotonjához egy soros megfigyeléshez: én magam is sokszor kipróbáltam, és a Photon mindig épségben és sérülésmentesen túlélte. Csak talán ne hagyja órákon át így. Nézze meg a pajzs vázlatát, ha további részletekre kíváncsi.

A pajzsot megfordítva győződjön meg arról, hogy a jobb oldali I2C PU áthidaló párna csatlakoztatva van. Az I2C busz, amely tartalmazza a fedélzeti érzékelőket, a protokoll szabvány szerint jól meghatározott felhúzási ellenállást igényel, és bármilyen más felhúzással rendelkezik érték megakadályozza a perifériák felismerését: általános szabályként csak egy pár felhúzó ellenállást kell a buszon csatlakoztatni. Az érzékelőcsomag egy másik érzékelőt is tartalmaz a buszon-az UV-fényérzékelőt-, de I2C-perifériaként ez is pár felhúzható ellenállással jár, és azt javaslom, hogy válassza le ezeket: legalábbis ebben a projektben a A pajzs potenciálisan egyedül is használható, míg az UV -érzékelőt aligha lehet használni a pajzs nélkül.

A csavaros kapocs forrasztása a tápcsatlakozókon és néhány női áthidaló a perifériás csatlakozókon szintén jó ötlet, és ezt javaslom a modularitás szempontjából: a gyorscsatlakozás és leválasztás valóban hasznos lehet a hibaelhárítás, javítás vagy frissítés során. A jobb illeszkedés és rendezettebb kábelkezelés érdekében győződjön meg arról, hogy a hátoldalon lévő oldalsó kábeleket a képeken látható módon csatlakoztatja. A még nagyobb modularitás érdekében forrasztó jumpereket is a Photon hosszabbító lyukain, de ez nem szükséges, mivel ezeket a csapokat jelenleg nem használják.

Vágja le és vágja le 4 rövid huzalszálat, és forrasztja őket az OpenLog -ba, ahogyan a képeken látható. Ez nem jumper fejléc, de úgy találtam, hogy ez a legjobb megoldás egy ilyen rövid kapcsolathoz. Ha azon gondolkozik, hogy forraszthat néhány hím fejlécet a táblára, és összekapcsolja azokat a pajzs női fejléceivel, akkor sajnos a két érintkező különböző elrendezése megakadályozza, hogy ez a remek ötlet életképes legyen.

UV fényérzékelő Vágjon le és vágjon le további 4 huzalszálat, ezúttal sokkal hosszabb ideig, és forrasztja őket a tábla csatlakozóira, ahogy a képeken is látható. Ismétlem, ez nem áthidaló fejléc, de úgy döntöttem, hogy a csatlakozások modularitása helyett a robosztusságot értékelem. ez ki van téve az elemeknek, és nem védi a burkolat. Azt is javaslom, hogy a vezetékeket tekerje össze, mint a tisztább és praktikusabb kapcsolat érdekében. A másik vége ehelyett az áthidaló fejek helye: forrasztjon ki 4 hüvelyes csapot, hogy biztosítsa a csatlakozás rögzítését és rendeltetését a hosszú vezetékeken keresztül. Ügyeljen arra, hogy tartsa tiszteletben a sorrendet: a pajzson haladva a GND VCC SDA SCL.

Azt is javaslom, hogy a forrasztott érintkezőket és a Power LED -et folyékony szigetelővel vonják be: a konform bevonatot kifejezetten erre tervezték, de az átlátszó körömlakk egy csipetnyire megteszi, és ezt használtam. A táblát borító PMMA "tető" ellenére továbbra is ki lesz téve az elemeknek, és inkább biztonságban van, mint sajnálkozik. Ügyeljen arra, hogy ne takarja el magát az UV-fényérzékelőt-a fekete lapot a tábla közepén-különösen, ha konform bevonatot használ: a legtöbb vegyület UV-fluoreszkáló, ami azt jelenti, hogy elnyelik a fény bizonyos részét érzékelő megpróbálja rögzíteni, ezért zavarja a leolvasását. A PMMA ezzel szemben az egyik leginkább UV-átlátszó anyag, amely általában elérhető, és kellően megvédi az érzékelőt az elemektől, miközben minimálisra csökkenti hatását a mérésekre.

Talajnedvesség-érzékelő Vágja le a 3-szálú kábel végeit, és forrasztja őket a tábla csatlakozóira, ahogy a képeken látható. A másik végén pedig forraszoljon 3 dugót a jobb csatlakozás érdekében. Ismét ügyeljen a sorrend betartására: GND A1 D5. Ehhez az érzékelőhöz is győződjön meg arról, hogy az érintkezőket és a fedélzeti áramkört bevonja a folyadékszigetelővel: az UV-fényérzékelővel ellentétben semmi sem fogja lefedni és teljesen ki lesz téve az elemeknek, ezért jó szintű védelemre van szükség.

Talajhőmérséklet -érzékelő Vágja le a kábel végeit, és forrassza őket ismét 3 hüvelyű tűre a következő sorrendben: GND D4 VCC. A zárt végű vezetékek hagyományosan színkóddal vannak ellátva: FEKETE = GND FEHÉR = SIG RED = VCC.

Sunny BuddyI forrasztottam pár női jumper fejlécet a táblán lévő másodlagos Load csatlakozókhoz, de végül nem használtam őket, tehát ez nem szükséges.

Külső antenna Egyszerűen ragassza az antennát az alapdarab alsó oldalára, vagy bárhová, amely megfelel a formájának.

Kalibráció

Talajnedvesség -érzékelő Ezt az érzékelőt kell a legtöbbször kalibrálni, és fontos, hogy azt a talajhoz kalibrálja, amelyet telepítés után ellenőrizni fog.

Ennek elősegítése érdekében összeállítottam egy egyszerű, calibrator.ino nevű programot: csak fordítsd le és villand fel a fotonodra, és készíts elő egy soros monitort, például a Particle CLI paranccsal, particle serial monitor vagy a screen /dev / ttyACM0. Helyezze az érzékelőt útjának körülbelül háromnegyed részébe a kalibrálni kívánt talajba, teljesen száraz állapotba, amint az az első képen látható, és jegyezze fel ezt a nyers értéket a calibration.h fájl smCal0 mezőjébe. Ezután nedvesítse meg a talajt, amennyire csak tudja, amíg telítődik vízzel, amint az a második képen látható, és jegyezze fel ezt a nyers értéket ugyanazon fájl smCal100 mezőjébe.

Egy másik elem, amely kalibrálást igényel, a Sunny Buddy: bár nem érzékelő, az MPPT (Maximum Power Point Transfer) konstrukciót a maximális teljesítményátvitel azon pontjára kell kalibrálni. Ehhez csatlakoztassa a napelemhez napsütésben. napon mérje meg a feszültséget a SET és GND párnákon, és csavarja meg a közeli potenciométert csavarhúzóval, amíg ez a feszültség körülbelül 3 V lesz.

2. lépés: A szoftver

Az összes kódot megtalálhatja, frissítve és dokumentálva a GitHub repójában.

3. lépés: Az összeszerelés

Kezdjük mindezt a Stevenson-képernyővel összerakni, kezdve az összeszerelést felülről lefelé, ahogy a képeken látható. Először is a felső burkolat, osztott állványokkal az UV-fényérzékelő és a napelem számára, amelyek összerakhatók és csavarozhatók Ezután töltse fel a napelemet az állványára, és fedje le az UV -fényérzékelőt a PMMA -tetővel. Ezután a fennmaradó burkolatokat össze lehet szerelni a felső darabra a menetes rudakkal: a lyukak meggyőzőek lehetnek, de egy kis súrlódás segíthet abban, hogy mindegyiket egyben tartsa.

Miután összeállította a Stevenson -képernyőt, csatlakoztassa az alapdarabot az esőmérővel, és töltse fel az áramkörével úgy, hogy az alkatrészeket a táblájukra rögzíti, és a képek szerint csatlakoztatja. Ezután csatlakoztathatók a perifériák, például a külső antenna, a talajhőmérséklet- és nedvességérzékelők, valamint az OpenLog. Ezután összeállíthatja a szélmérőket a pólusukra, amint azt a SparkFun szerelési útmutatója mutatja, és felszerelheti az esőmérőt és a alapdarabja mintegy háromnegyedével felfelé.

Ezután folytathatja a napelemről, az UV -fényérzékelőből, valamint az eső- és szélmérőkből érkező kábelek átvezetését a fedelek közötti nyíláson keresztül, és rögzítheti a Stevenson -képernyőt az alaprészre. Miután a rudakat néhány anyával rögzítették, a saját időjárás -állomása elkészült és készen áll a pályán való használatra!

4. lépés: Telepítés + Következtetések

Miután ezt befejezte, dőljön hátra, pihenjen, és élvezze az élő hiper-helyi időjárási adatok megtekintését a következő platformokon!

• ThingSpeak
• Időjárás
• WeatherCloud

A fenti konkrét linkek az időjárási adataimra vonatkoznak, de ha Ön is ezt a projektet készíti, kérjük, adja meg az eszközére mutató linkeket is-nagyon örülnék, ha ez az emberek által létrehozott hálózat kibővülne!