Particle Photon IoT Personal Weather Station: 4 vaihetta (kuvilla)

2024 Kirjoittaja: John Day | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2024-01-30 09:00

Tarvikkeet

• Hiukkasfotoni
• [LISÄVARUSTE] 2,4 GHz: n u. FL -antenni
• SparkFun OpenLog
• SparkFun Photon Weather Shield
• SparkFun -säämittarit
• Dallas DS18B20 vedenpitävä lämpötila -anturi
• SparkFun -maaperän kosteusanturi
• SparkFun Qwiic VEML6075 UV -valoanturi
• 3,5 W aurinkopaneeli
• SparkFun Sunny Buddy
• Mukautettu 3D -mallinnettu Stevenson -näyttö
• Juotosarja
• Joukko yhden ytimen hyppyjohtoa
• 2-napainen ruuviliitin
• Jotkut miesten ja naisten otsikot
• 22 3 mm ruostumatonta ruuvia
• 44 3 mm ruostumatonta mutteria
• 3 6 mm ruostumatonta kierretankoa
• 9 6 mm ruostumattomat mutterit

Vaihe 1: Laitteisto

Valmistautuminen

Sääsuoja Kuten Sparkfunin kytkentäoppaassa on kuvattu, leikkaa RAW Power Select -hyppypehmuste VREG: stä ja juota se Photon_VIN -muotoon, jotta voit ohjata tulevan sähköjohdon Photonin sisäiseen jännitteensäätimeen, joka vähentää virrankulutusta unen aikana, mikä vastaa tasan puolet käyttöönotosta Tämä rajoittaa syöttöjännitteen välillä 3,6 - 5,5 V, mutta voimajohto putoaa suoraan makeaan paikkaan 3,7 V: lla LiPo -akusta Sunny Buddy: n kautta.

Varmista myös, että alla oleva 3.3 V: n poiskytkentähyppy on kytketty: muuten sisäiset anturit eivät saa mitään virtaa 3,3 V: n johdosta, joten ne irrotetaan tehokkaasti fotonista. sekä ulkoista että USB-virtalähdettä konfliktien välttämiseksi, ja tämä on todellakin ainoa tilanne, jonka ansiosta sisäiset anturit voivat vastaanottaa virtaa ja toimia oikein. Älä huolestu, jos joudut liittämään USB -kaapelin fotoniin sarjavalvontaa varten: olen kokeillut sitä itse monta kertaa, ja fotoni on aina selvinnyt ehjänä ja vahingoittumattomana. Älkää ehkä jättäkö sitä tuntikausia niin, katsokaa kilven kaaviokuvaa, jos olette kiinnostuneita yksityiskohdista.

Käännä suojaa ympäri ja varmista, että oikeanpuoleinen I2C PU -hyppytyyny on kytketty. I2C-väylä, joka sisältää sisäiset anturit, vaatii protokollastandardin mukaisen hyvin määritellyn vetovoiman ja muita vetämisiä arvo estää oheislaitteiden tunnistamisen: peukalosääntönä on, että väylään kytketään vain yksi pari vetovastusvastusta. Anturisarjaan kuuluu toinen väylässä oleva anturi-UV-valotunnistin-mutta I2C-oheislaitteena myös siinä on pari vetovoimaa, ja suosittelen irrottamaan ne sen sijaan: ainakin tässä projektissa suojaa voidaan mahdollisesti käyttää yksinään, kun taas UV -anturia tuskin käytetään ilman suojaa.

Ruuviliittimen juottaminen virtaliittimiin ja jotkut naarashyppyjä oheisliittimiin on myös hyvä idea, ja suosittelen modulaarisuutta: pikakytkentä- ja irrotustoiminto voi olla todella hyödyllinen vianetsinnässä, korjauksissa tai päivityksissä. Kaapelin paremman istuvuuden ja siistimmän hallinnan varmistamiseksi liitä sivupaneelit taakse kuvan osoittamalla tavalla. Juotin myös fotonien jatkoreikien hyppyjä modulaarisuuden lisäämiseksi, mutta se ei ole pakollista, koska niitä ei tällä hetkellä käytetä.

Leikkaa ja leikkaa 4 lyhyttä lankaa ja juota ne OpenLogiin kuvien osoittamalla tavalla. Jos ajattelet juottaa joitain urospuolisia otsikkotappeja taululle ja liittää ne kilven naaraspuolisiin otsikoihin, valitettavasti näiden kahden käyttöliittymän erilaiset pin -asettelut estävät tämän suurenmoisen idean toteuttamasta.

UV -valotunnistin Leikkaa ja leikkaa vielä neljä lankaa, tällä kertaa paljon pidempään, ja juota ne levyn liittimiin, kuten kuvissa näkyy. tämä on alttiina elementeille eikä kotelo suojaa niitä. Suosittelen myös lankojen kiertämistä, kuten tein, jotta yhteys olisi puhtaampi ja käytännöllisempi. Toinen pää on sen sijaan hyppyjohtimien otsikko: juota 4 urospistettä varmistaaksesi, että liitäntä pidetään turvassa ja järjestetään suunnitellusti pitkien johtojen yli. Muista noudattaa järjestystä: kun ne kulkevat kilven päällä, GND VCC SDA SCL.

Suosittelen myös päällystää juotetut koskettimet ja Power LED nesteeristeellä: konformaalipinnoite on erityisesti suunniteltu tätä varten, mutta kirkas kynsilakka riittää nipistyksessä, ja sitä käytin. Huolimatta PMMA: n "katosta", joka peittää levyn, se altistuu edelleen elementteille, ja olet mieluummin turvassa kuin pahoillani. Varmista, ettet peitä itse UV-valosensoria-levyn keskellä olevaa mustaa sirua-varsinkin jos käytät konformaalipinnoitetta: useimmat yhdisteet ovat UV-fluoresoivia, mikä tarkoittaa, että ne absorboivat osan valosta anturi yrittää kaapata ja häiritsee sen lukemia. Toisaalta PMMA on yksi yleisimmin saatavilla olevista UV-läpinäkyvistä materiaaleista, ja se suojaa anturia riittävästi elementeiltä pitäen samalla vaikutuksensa mittauksiin mahdollisimman pieninä.

Maaperän kosteusanturi Leikkaa 3-säikeisen kaapelin päät ja juota ne levyn liittimiin kuvan mukaisesti. Ja toisessa päässä juottamalla 3 urospistettä paremman yhteyden luomiseksi. Muista myös noudattaa järjestystä: GND A1 D5. Varmista myös tämän anturin koskettimet ja sisäiset piirit nesteeristimellä: toisin kuin UV-valoanturi, se ei peitä mitään ja se altistuu täysin elementteille, joten tarvitaan hyvä suojaustaso.

Maaperän lämpötila -anturi Leikkaa kaapelin päät ja juota ne 3 urosnastaan seuraavassa järjestyksessä: GND D4 VCC. Suljetut johdot on perinteisesti värikoodattu: MUSTA = GND VALKOINEN = SIG RED = VCC.

Sunny BuddyI Juotin pari naaraspuolista hyppyjohtoa levyn toissijaisiin Load -liittimiin, mutta lopulta en käyttänyt niitä, joten se ei ole välttämätöntä.

Ulkoinen antenni Kiinnitä antenni yksinkertaisesti pohjaosan alapuolelle tai mihin tahansa muuhun sen muotoon sopivaan kohtaan.

Kalibrointi

Maaperän kosteusanturi Tämä on anturi, joka on kalibroitava eniten, ja on tärkeää kalibroida se maaperään, jota se seuraa käytön jälkeen.

Tämän helpottamiseksi olen koonnut yksinkertaisen ohjelman nimeltä calibrator.ino: vain koota ja väläytä se fotonillesi ja valmista sarjamonitori, esimerkiksi Particle CLI -komennolla particle serial monitor tai screen /dev / ttyACM0. Aseta anturi noin kolme neljäsosaa tiensä maaperään, johon haluat kalibroida sen, täysin kuivaan tilaan, kuten ensimmäisessä kuvassa, ja tallenna tämä raaka lukema calibration.h-tiedoston smCal0-kenttään. Kostuta sitten maaperä niin paljon kuin voit, kunnes se on kyllästynyt vedellä, kuten toisessa kuvassa näkyy, ja tallenna tämä raaka lukema saman tiedoston smCal100 -kenttään.

Sunny Buddy Toinen elementti, joka vaatii kalibrointia, on Sunny Buddy: vaikka se ei ole anturi, sen MPPT (Maximum Power Point Transfer) -suunnittelu on kalibroitava siihen maksimitehonsiirtopisteeseen. päivä, mittaa jännite SET- ja GND -tyynyissä ja säädä lähellä olevaa potentiometriä ruuvimeisselillä, kunnes jännite on noin 3 V.

Vaihe 2: Ohjelmisto

Löydät kaikki päivitetyt ja dokumentoidut koodit sen GitHub -reposta.

Vaihe 3: Kokoonpano

Aloitetaan kaiken yhdistäminen Stevenson-näytön kanssa ja aloitetaan kokoaminen ylhäältä alas, kuten kuvissa näkyy. Asenna aurinkopaneeli sen telineeseen ja peitä UV -valotunnistin sen PMMA -katolla. Sitten loput kannet voidaan koota yläkappaleeseen kierretangoilla: reiät saattavat vaatia vakuuttavaa, mutta hieman kitkaa voi auttaa pitämään ne kaikki yhdessä.

Kun Stevenson -näyttö on koottu, liitä pohjaosa sademittariin ja aseta se piiriinsä asentamalla komponentit levyilleen ja yhdistämällä ne kuvien mukaisesti. Seuraavaksi voit liittää oheislaitteet, kuten ulkoisen antennin, maaperän lämpötila- ja kosteusanturit ja OpenLogin, minkä jälkeen voit koota tuulimittarit niiden navalle SparkFunin asennusoppaan mukaisesti ja asentaa sademittari ja peruskappale noin kolme neljäsosaa ylöspäin.

Tämän jälkeen voit jatkaa aurinkopaneelista, UV -valoanturista ja sade- ja tuulimittarista tulevien kaapeleiden reitittämistä kansien välisen aukon kautta ja asentaa Stevenson -näytön pohjaosaan. Kun tangot on kiinnitetty muutamalla mutterilla, oma henkilökohtainen sääasemasi on valmis ja valmis käytettäväksi kentällä!

Vaihe 4: Käyttöönotto + johtopäätökset

Kun olet suorittanut tämän, voit rentoutua ja nauttia live-paikallisten säätietojesi näkemisestä kaikilla seuraavilla alustoilla!

• ThingSpeak
• Sää Maanalainen
• SääPilvi

Yllä olevat erityiset linkit liittyvät säätietoihini, mutta jos teet myös tämän projektin, liitä mukaan myös linkit laitteisiisi-haluaisin todella nähdä tämän ihmisten tekemän verkon laajenevan!