Stesen Cuaca Peribadi Photon IoT Partikel: 4 Langkah (dengan Gambar)

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2024-01-30 11:08

Bekalan

• Foton Zarah
• [PILIHAN] Antena 2.4GHz u. FL
• SparkFun OpenLog
• Perisai Cuaca SparkFun Photon
• Meter Cuaca SparkFun
• Sensor Suhu Kalis Air Dallas DS18B20
• Sensor Kelembapan Tanah SparkFun
• Sensor Cahaya UV SparkFun Qwiic VEML6075
• Panel solar 3.5W
• SparkFun Sunny Buddy
• Skrin Stevenson Model 3D Tersuai
• Kit pematerian
• Sekumpulan wayar pelompat teras tunggal
• Terminal skru 2-pin
• Beberapa tajuk lelaki dan wanita
• 22 selak tahan karat 3mm
• 44 kacang tahan karat 3mm
• 3 batang berulir tahan karat 6mm
• 9 kacang tahan karat 6mm

Langkah 1: Perkakasan

Persiapan

Weather Shield Seperti yang digariskan dalam panduan penyambungan Sparkfun, potong jumper RAW Power Select di punggungnya dari VREG dan pasangkannya ke Photon_VIN untuk mengalihkan saluran kuasa masuk ke pengatur voltan dalaman Photon untuk penggunaan kuasa yang lebih rendah semasa tidur, yang mewakili tepat separuh daripada penggunaan masa. Ini akan mengehadkan voltan input antara 3.6 dan 5.5V, tetapi talian kuasa jatuh tepat di tempat manis dengan 3.7V dari bateri LiPo melalui Sunny Buddy.

Juga, pastikan pelompat 3.3V Disable tepat di bawah disambungkan: jika tidak, sensor on-board tidak akan menerima sebarang kuasa dari saluran 3.3V, menjadikannya terputus dengan berkesan dari Photon. Pelompat ini dimaksudkan untuk diputuskan untuk beroperasi pada kuasa luaran dan USB untuk mengelakkan konflik, dan itulah satu-satunya keadaan yang membolehkan sensor on-board menerima kuasa dan berfungsi dengan baik. Jangan bimbang jika anda perlu menyambungkan kabel USB ke Photon anda untuk beberapa pemantauan Serial: Saya telah mencuba sendiri berkali-kali, dan Photon sentiasa selamat dan selamat tanpa kerosakan. Mungkin tidak membiarkannya berjam-jam seperti itu. Lihat skema perisai jika anda berminat dengan lebih banyak maklumat.

Memusingkan perisai, pastikan pad pelompat I2C PU di sebelah kanan disambungkan. Bas I2C, yang merangkumi sensor on-board, memerlukan rintangan penarikan yang ditentukan dengan jelas mengikut standard protokol, dan mempunyai penarikan lain nilai akan menghalang periferal daripada dikenali: sebagai peraturan umum, hanya satu pasang perintang tarik yang akan disambungkan di dalam bas. Suite sensor akan melibatkan sensor lain di dalam bas - sensor cahaya UV - tetapi sebagai periferal I2C, ia juga dilengkapi dengan beberapa perintang penarik, dan saya mengesyorkan memutuskannya: sekurang-kurangnya dalam projek ini, pelindung berpotensi digunakan sendirian, sementara sensor UV tidak akan dapat digunakan tanpa pelindung.

Memateri terminal skru pada penyambung kuasa dan beberapa jumper wanita pada penyambung periferal juga merupakan idea yang baik, dan yang saya cadangkan untuk modulariti: ciri sambung cepat dan putuskan boleh menjadi sangat berguna untuk menyelesaikan masalah, memperbaiki, atau menaik taraf. Untuk pengurusan kabel yang lebih kemas dan rapi, pastikan untuk menyambungkan sisi sisi di bahagian belakang seperti yang ditunjukkan dalam gambar. Saya juga menyolokkan jumper pada lubang sambungan Photon untuk modulariti yang lebih banyak, tetapi itu tidak diperlukan kerana pin tersebut pada masa ini tidak digunakan.

OpenLogCut dan potong 4 helai kawat pendek, dan pateri ke OpenLog seperti yang ditunjukkan dalam gambar. Ini bukan tajuk jumper, tetapi saya dapati ini menjadi penyelesaian terbaik untuk sambungan pendek seperti itu. Sekiranya anda memikirkan untuk menyisipkan beberapa pin header lelaki di papan dan menyambungkannya ke header wanita perisai, sayangnya susun atur pin yang berbeza pada kedua-dua antara muka menghalang idea hebat ini tidak dapat dilaksanakan.

Sensor Cahaya UV Potong dan potong 4 helai wayar lagi, lebih lama lagi, dan pasangkannya ke penyambung papan seperti yang ditunjukkan dalam gambar. Sekali lagi, ia bukan tajuk pelompat, tetapi saya memilih untuk menilai kekasaran berbanding modulariti dalam sambungan yang, seperti yang satu ini, terdedah kepada unsur-unsur dan tidak dilindungi oleh kandang. Saya juga mengesyorkan untuk memutar kabel seperti yang saya lakukan untuk sambungan yang lebih bersih dan praktikal. Sebaliknya, tempat lain adalah tempat untuk header jumper: solder 4 pin lelaki untuk memastikan bahawa sambungan dijaga dengan selamat dan teratur seperti yang dimaksudkan pada wayar panjang. Pastikan untuk mematuhi pesanan: semasa mereka berada di perisai, GND VCC SDA SCL.

Saya juga mengesyorkan untuk melapisi kenalan yang dipateri dan LED Daya dengan penebat cecair: lapisan konformal direka khas untuk ini, tetapi cat kuku yang jelas akan dilakukan dalam keadaan mencubit, dan itulah yang saya gunakan. Walaupun "atap" PMMA yang akan menutupi papan, ia masih akan terkena unsur-unsurnya, dan anda lebih suka selamat daripada meminta maaf. Pastikan tidak menutup sensor cahaya UV itu sendiri - cip hitam di tengah papan - terutamanya jika anda menggunakan lapisan konformal: sebilangan besar sebatian adalah pendarfluor UV, yang bermaksud bahawa mereka menyerap sebahagian cahaya sensor cuba menangkap, oleh itu mengganggu pembacaannya. PMMA, di sisi lain, adalah salah satu bahan paling telus UV yang biasanya ada, dan akan melindungi sensor dari elemen dengan secukupnya sambil tetap mempengaruhi pengukurannya ke tahap minimum.

Soil Moisture Sensor Potong ujung kabel 3 helai, dan pasangkannya ke penyambung papan seperti yang ditunjukkan dalam gambar. Dan, di hujung yang lain, pateri 3 pin lelaki untuk sambungan yang lebih baik. Sekali lagi, pastikan untuk menghormati pesanan: GND A1 D5. Untuk sensor ini juga, pastikan untuk melapisi kenalan dan litar on-board dengan penebat cecair: tidak seperti sensor cahaya UV, ia tidak akan dilindungi oleh apa-apa dan akan terdedah sepenuhnya kepada unsur-unsur, sehingga diperlukan tahap perlindungan yang baik.

Sensor Suhu Tanah Potong ujung kabel dan, sekali lagi, pasangkannya ke 3 pin lelaki mengikut urutan: GND D4 VCC. Kabel penutup ditutup secara konvensional berkod warna: HITAM = GND PUTIH = SIG MERAH = VCC.

Sunny BuddySaya memasangkan beberapa header pelompat wanita ke penyambung Load sekunder di papan, tetapi akhirnya tidak menggunakannya, jadi itu tidak perlu.

Antena Luaran Cukup pasangkan antena di bahagian bawah bahagian bawah, atau di tempat lain yang sesuai dengan faktor bentuknya.

Penentukuran

Soil Moisture SensorIni adalah sensor yang paling banyak dikalibrasi, dan penting untuk menentukurkannya ke tanah yang akan dipantau setelah digunakan.

Untuk menolongnya, saya telah menyusun program sederhana bernama calibrator.ino: hanya kompilasi dan pasangkannya ke Photon anda, dan siapkan monitor bersiri, misalnya dengan monitor bersiri arahan Particle CLI atau dengan layar / dev / ttyACM0. Letakkan sensor kira-kira tiga perempat dari dalam tanah yang ingin anda kalibrasi, dalam keadaan kering sepenuhnya seperti yang ditunjukkan pada gambar pertama, dan rakam bacaan mentah ini di medan smCal0 fail kalibrasi.h. Kemudian, basahi tanah sebanyak yang anda boleh, hingga jenuh dengan air seperti yang ditunjukkan pada gambar kedua, dan rakam bacaan mentah ini di medan smCal100 fail yang sama.

Sunny Buddy Satu lagi elemen yang memerlukan penentukuran adalah Sunny Buddy: walaupun bukan sensor, reka bentuk MPPT (Maksimum Power Point Transfer) perlu dikalibrasi ke titik pemindahan kuasa maksimum. Untuk melakukan itu, sambungkan ke panel solar anda dengan cerah hari, ukur voltan di pad SET dan GND, dan ubah potensiometer berdekatan dengan pemutar skru sehingga voltan kira-kira 3V.

Langkah 2: Perisian

Anda boleh mendapatkan semua kod, dikemas kini dan didokumentasikan di repo GitHubnya.

Langkah 3: Majlis

Mari mulakan semuanya bersama-sama dengan skrin Stevenson, mula berkumpul dari atas ke bawah seperti yang ditunjukkan dalam gambar. Pertama dan terpenting adalah penutup atas, dengan singkatannya untuk sensor cahaya UV dan panel solar untuk disatukan dan dipasang masuk. Seterusnya, untuk memasangnya, pasangkan panel suria di raknya dan tutup sensor cahaya UV dengan bumbung PMMAnya. Kemudian, penutup yang selebihnya dapat dipasang ke bahagian atas dengan batang berulir: lubang mungkin memerlukan beberapa meyakinkan, tetapi sedikit geseran dapat membantu menjaga semuanya tetap bersama.

Setelah skrin Stevenson dipasang, gabungkan bahagian dasar dengan alat pengukur hujan dan isi dengan litarnya, dengan memasang komponen pada papan mereka dan menghubungkannya seperti yang ditunjukkan dalam gambar. Seterusnya, periferal seperti antena luaran, sensor suhu dan kelembapan tanah, dan OpenLog dapat disambungkan. Kemudian, anda boleh mengumpulkan meter angin di tiang mereka seperti yang ditunjukkan dalam panduan pemasangan SparkFun, dan memasang alat pengukur hujan dan bahagian asas kira-kira tiga perempat dari perjalanannya ke atas.

Anda kemudian dapat meneruskan laluan kabel yang berasal dari panel suria, sensor cahaya UV, dan meter hujan dan angin melalui bukaan antara penutup dan memasang skrin Stevenson pada bahagian dasar. Setelah joran diikat dengan beberapa kacang, setiap stesen cuaca peribadi anda sendiri sudah lengkap dan siap untuk digunakan di padang!

Langkah 4: Penyebaran + Kesimpulan

Setelah menyelesaikannya, anda boleh duduk, berehat, dan menikmati melihat data cuaca hiper-tempatan anda di semua platform berikut!

• Perkara Bercakap
• Cuaca Di Bawah Tanah
• WeatherCloud

Pautan khusus di atas adalah untuk data cuaca saya, tetapi jika anda membuat projek ini juga, sila sertakan pautan ke peranti anda juga - Saya sangat suka melihat rangkaian buatan orang ini berkembang!