Osebna vremenska postaja Photon IoT iz delcev: 4 koraki (s slikami)

2024 Avtor: John Day | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2024-01-30 12:03

Zaloge

• Foton delcev
• [NEOBVEZNO] 2,4 GHz u. FL antena
• SparkFun OpenLog
• SparkFun Photon Weather Shield
• Vremenski merilniki SparkFun
• Dallas DS18B20 Vodotesni temperaturni senzor
• Senzor vlažnosti tal SparkFun
• Senzor UV svetlobe SparkFun Qwiic VEML6075
• 3,5W sončna plošča
• SparkFun Sunny Buddy
• Stevensonov zaslon po meri 3D modeliran
• Komplet za spajkanje
• Kup enožilne mostične žice
• 2-polni vijačni priključek
• Nekaj moških in ženskih glav
• 22 3 mm vijaki iz nerjavečega jekla
• 44 3 mm matice iz nerjavečega jekla
• 3 6 mm palice iz nerjavečega navoja
• 9 matic iz nerjavečega jekla 6 mm

1. korak: Strojna oprema

Priprava

Weather Shield Kot je opisano v priročniku za priključitev Sparkfun, odrežite mostiček RAW Power Select na hrbtu od VREG in ga spajkajte na Photon_VIN, da preusmerite dohodni daljnovod na notranji regulator napetosti Photon za manjšo porabo energije med spanjem, kar predstavlja natanko polovico razporeditve To bo omejilo vhodno napetost med 3,6 in 5,5 V, vendar daljnovod pade tik na sladko točko s svojimi 3,7 V iz baterije LiPo skozi Sunny Buddy.

Prepričajte se tudi, da je spodnji mostiček za onemogočanje 3,3 V priključen: v nasprotnem primeru senzorji na vozilu ne bodo prejemali energije iz napetosti 3,3 V, zaradi česar bodo učinkovito odklopljeni od Photona. zunanje in USB napajanje, da se izognete konfliktom, in to je edina situacija, ki omogoča, da vgrajeni senzorji prejemajo napajanje in delujejo pravilno. Ne skrbite, če morate za nekaj serijskega spremljanja priključiti kabel USB na svoj Photon: sam sem ga že večkrat preizkusil in Photon je vedno ostal varen in brezhiben. Morda le ne puščajte ur in ur na koncu. Preverite shemo ščita, če vas zanima več podrobnosti.

Če obrnete okrog ščita, se prepričajte, da je priključena mostičasta plošča I2C PU na desni. Vodilo I2C, ki vključuje vgrajene senzorje, zahteva dobro opredeljeno odpornost na vlečenje po protokolarnem standardu in vse druge vleke vrednost prepreči prepoznavanje zunanjih naprav: na splošno je treba na vodilo priključiti le en par vlečnih uporov. Paket senzorjev bo vključeval še en senzor na vodilu-senzor ultravijolične svetlobe-toda kot periferna enota I2C, tudi ta prihaja s svojimi vlečnimi upori, zato priporočam, da jih odklopite: vsaj v tem projektu ščit se lahko potencialno uporablja sam, medtem ko se UV -senzor brez ščita skoraj ne bo uporabljal.

Spajkanje vijačnih sponk na napajalnih priključkih in nekaj ženskih mostičkov na obrobnih priključkih je prav tako dobra ideja, ki jo priporočam za modularnost: funkcija hitrega povezovanja in odklopa se lahko izkaže za zelo koristno pri odpravljanju težav, popravilih ali nadgradnjah. Za boljše prileganje in bolj urejeno upravljanje kablov obvezno priključite stranske na hrbtni strani, kot je prikazano na slikah. Za dodatno modularnost sem spajkal tudi skakalce na razširitvenih luknjah Photon, vendar to ni potrebno, saj se ti zatiči trenutno ne uporabljajo.

OpenLogCut in obrežite 4 kratke pramene žice in jih spajkajte na OpenLog, kot je prikazano na slikah. To niso skakalne glave, vendar se mi je zdelo to najboljša rešitev za tako kratko povezavo. Če razmišljate o tem, da bi na ploščo spajkali nekaj moških zatičev glave in jih priključili na ženske glave ščita, na žalost različne razporeditve nožic na obeh vmesnikih preprečujejo uresničitev te odlične ideje.

Senzor UV svetlobe Izrežite in obrežite še 4 pramene žice, tokrat precej dlje, in jih spajajte na priključke plošče, kot je prikazano na slikah. Spet ne gre za skakalne glave, ampak sem se odločil, da cenim robustnost nad modularnostjo v povezavah, ki npr. ta so izpostavljeni elementom in niso zaščiteni z ohišjem. Priporočam tudi zvijanje žic, kot sem to storil za čistejšo in bolj praktično povezavo. Namesto tega je drugi konec kraj za skakalne glave: spajkajte 4 moške zatiče, da zagotovite, da je povezava zavarovana in po dolgih žicah naročena. Upoštevajte vrstni red: ko gredo na ščit, GND VCC SDA SCL.

Priporočam tudi, da spajkane kontakte in Power LED premažete s tekočim izolatorjem: konformna prevleka je posebej zasnovana za to, vendar bo prozoren lak za nohte dovolj, in to sem uporabil. Kljub "strehi" PMMA, ki bo pokrivala ploščo, bo še vedno izpostavljena elementom in raje bodite varni kot žal. Pazite, da ne prekrivate samega senzorja UV svetlobe-črnega čipa na sredini plošče-še posebej, če uporabljate konformni premaz: večina spojin je UV-fluorescenčnih, kar pomeni, da absorbirajo del svetlobe senzor poskuša zajeti, zato moti njegove odčitke. PMMA pa je eden najbolj UV-prozornih materialov, ki so na voljo, in bo dovolj zaščitil senzor pred elementi, hkrati pa bo še vedno zmanjšal njegov vpliv na njegove meritve.

Senzor vlage v tleh Obrežite konce 3-žilnega kabla in jih spajkajte na priključke plošče, kot je prikazano na slikah. In na drugem koncu spajkajte 3 moške zatiče za boljšo povezavo. Še enkrat upoštevajte vrstni red: GND A1 D5. Tudi pri tem senzorju kontakte in vezje na vozilu premažite s tekočim izolatorjem: za razliko od senzorja UV-svetlobe ga ne bo nič pokrilo in bo popolnoma izpostavljen elementom, zato je potrebna dobra raven zaščite.

Senzor temperature tal Odrežite konce kabla in jih spet spajkajte na 3 moške zatiče po vrstnem redu: GND D4 VCC. Zaprte žice so običajno barvno označene: ČRNA = GND BELA = SIG RDEČA = VCC.

Sunny Buddy Sem spajal nekaj ženskih mostičkov na sekundarne priključke za obremenitev na plošči, vendar jih na koncu ni uporabil, zato to ni potrebno.

Zunanja antena Preprosto prilepite anteno na spodnjo stran osnovnega dela ali kamor koli drugam, ki ustreza njenemu faktorju oblike.

Praznovanje

Senzor vlage v tleh To je senzor, ki ga je treba najbolj umeriti, zato ga je pomembno umeriti v tla, ki jih bo spremljal, ko jih postavite.

V pomoč pri tem sem sestavil preprost program, imenovan calibrator.ino: samo sestavite in prenesite na svoj Photon ter pripravite serijski monitor, na primer z ukazom Particle CLI serijski monitor delcev ali z zaslonom /dev / ttyACM0. Senzor postavite približno tri četrtine poti v zemljo, za katero ga želite umeriti, v popolnoma suhem stanju, kot je prikazano na prvi sliki, in to surovo odčitavanje zapišite v polje smCal0 datoteke calibration.h. Nato namočite zemljo, kolikor je mogoče, dokler ni nasičena z vodo, kot je prikazano na drugi sliki, in to surovo odčitavanje zapišite v polje smCal100 iste datoteke.

Sunny Buddy Drugi element, ki zahteva kalibracijo, je Sunny Buddy: čeprav ni senzor, je treba njegovo zasnovo MPPT (Maximum Power Point Transfer) kalibrirati na točko največjega prenosa moči. Če želite to narediti, ga priključite na sončno ploščo na sončni svetlobi. dan, izmerite napetost na ploščicah SET in GND ter z izvijačem potegnite bližnji potenciometer, dokler ta napetost ne bo približno 3V.

2. korak: programska oprema

Vso kodo, posodobljeno in dokumentirano, najdete v njenem repoju GitHub.

3. korak: Sestavljanje

Začnimo vse skupaj s Stevensonovim zaslonom, začnite sestavljati od zgoraj navzdol, kot je prikazano na slikah. Najprej in predvsem je zgornji pokrov z ločenimi stojali za senzor UV svetlobe in sončno ploščo, ki ju lahko sestavite in pritrdite Naslednjič, da ga zapolnite, sončno ploščo namestite na njeno stojalo in senzor UV svetlobe pokrijte s streho PMMA. Nato lahko preostale pokrove sestavite na zgornji del z navojnimi palicami: luknje bodo morda potrebovale nekaj prepričljivosti, vendar lahko malo trenja pomaga, da so vse skupaj.

Ko je zaslon Stevenson sestavljen, spojite osnovni del z merilnikom dežja in ga napolnite s svojim vezjem, tako da sestavne dele pritrdite na njihove plošče in jih povežete, kot je prikazano na slikah. Nato lahko priključite zunanje naprave, kot so zunanja antena, senzorji temperature tal in vlage ter OpenLog. Nato lahko na njihov drog sestavite merilnike vetra, kot je prikazano v vodniku za montažo SparkFuna, in namestite merilnik dežja in osnovni del približno tri četrtine poti navzgor.

Nato lahko nadaljujete z napeljavo kablov, ki prihajajo od sončne celice, senzorja UV svetlobe ter merilnikov dežja in vetra skozi odprtino med pokrovoma in pritrdite Stevensonov zaslon na osnovni del. Ko so palice pritrjene z nekaj maticami na vsaki, je vaša osebna vremenska postaja dokončana in pripravljena za uporabo na terenu!

4. korak: Uvedba + sklepi

Ko to dokončate, se lahko usedete, sprostite in uživate v gledanju svojih hiper-lokalnih vremenskih podatkov v živo na vseh naslednjih platformah!

• ThingSpeak
• WeatherUnderground
• WeatherCloud

Zgoraj navedene povezave so do mojih vremenskih podatkov, če pa tudi vi sodelujete pri tem projektu, vključite tudi povezave do vaših naprav-res bi rad videl, kako se to omrežje, ki ga ustvarjajo ljudje, širi!