Dalelių fotonų daiktų interneto asmeninė oro stotis: 4 žingsniai (su nuotraukomis)

2024 Autorius: John Day | [email protected]. Paskutinį kartą keistas: 2024-01-30 10:45

Prekės

• Fotonų dalelės
• [PASIRENKAMA] 2,4 GHz u. FL antena
• „SparkFun OpenLog“
• „SparkFun Photon Weather Shield“
• „SparkFun“oro matuokliai
• „Dallas DS18B20“vandeniui atsparus temperatūros jutiklis
• „SparkFun“dirvožemio drėgmės jutiklis
• „SparkFun Qwiic VEML6075“UV šviesos jutiklis
• 3,5 W saulės kolektorius
• „SparkFun Sunny Buddy“
• Individualizuotas 3D modeliuotas Stevensono ekranas
• Litavimo komplektas
• Vieno branduolio jungiamojo laido krūva
• 2 kontaktų varžtas
• Kai kurios vyrų ir moterų antraštės
• 22 3 mm nerūdijantys varžtai
• 44 3 mm nerūdijančios veržlės
• 3 6 mm nerūdijančio plieno strypai
• 9 6 mm nerūdijančios veržlės

1 žingsnis: Aparatūra

Paruošimas

Kaip aprašyta „Sparkfun“prijungimo vadove, nupjaukite „RAW Power Select“trumpiklį ant nugaros nuo VREG ir prijunkite jį prie „Photon_VIN“, kad nukreiptumėte įeinančią elektros liniją į vidinį fotono įtampos reguliatorių, kad sumažintumėte energijos suvartojimą miego metu, o tai sudaro lygiai pusę diegimo. laikas. Tai apribos įvesties įtampą nuo 3,6 iki 5,5 V, tačiau elektros linija patenka tiesiai į saldžiąją vietą su 3,7 V nuo „LiPo“akumuliatoriaus per „Sunny Buddy“.

Taip pat įsitikinkite, kad apačioje esantis 3.3V išjungimo jungiklis yra prijungtas: kitaip borto jutikliai negaus jokios energijos iš 3.3V linijos, todėl jie bus efektyviai atjungti nuo fotono. Šis trumpiklis turi būti atjungtas, kad veiktų tiek išorinis, tiek USB maitinimas, kad būtų išvengta konfliktų, ir tai yra vienintelė situacija, leidžianti borto jutikliams gauti maitinimą ir tinkamai veikti. Nesijaudinkite, jei prie savo fotono turite prijungti USB kabelį, kad galėtumėte stebėti serijinį režimą: aš pats tai išbandžiau daug kartų, o fotonas visada išliko saugus ir nepažeistas. Tik galbūt nepalikite valandų valandų taip. Patikrinkite skydo schemą, jei jus domina daugiau informacijos.

Pasukdami skydą, įsitikinkite, kad dešinėje pusėje yra prijungtas I2C PU trumpiklis. I2C magistralė, kurioje yra borto jutikliai, reikalauja gerai apibrėžto atsparumo prisitraukimui pagal protokolo standartą ir bet kokio kito prisitraukimo Ši vertė neleis atpažinti išorinių įrenginių: kaip bendra taisyklė, prie magistralės turi būti prijungta tik viena pora ištraukiamųjų rezistorių. Jutiklių rinkinyje bus kitas magistralės jutiklis-UV šviesos jutiklis, tačiau kaip I2C periferinis įrenginys taip pat yra su keliais ištraukiamaisiais rezistoriais, ir aš rekomenduoju juos atjungti: bent jau šiame projekte skydas gali būti naudojamas vienas, o UV jutiklis vargu ar bus naudojamas be skydo.

Sraigtinio gnybto litavimas ant maitinimo jungčių ir kai kurios moteriškos jungtys periferinėse jungtyse taip pat yra gera idėja, ir aš rekomenduoju dėl moduliarumo: greito prijungimo ir atjungimo funkcija gali būti tikrai naudinga trikčių šalinimui, remontui ar atnaujinimui. Kad kabelis būtų geriau pritaikytas ir tvarkingesnis, būtinai prijunkite šoninius gale, kaip parodyta paveikslėliuose. Taip pat lituosiu džemperius ant fotono prailginimo angų, kad būtų dar daugiau moduliarumo, tačiau to nereikia, nes tie kaiščiai šiuo metu nenaudojami.

Iškirpkite ir nukirpkite 4 trumpas vielos sruogas ir prijunkite jas prie „OpenLog“, kaip parodyta paveikslėliuose. Tai nėra trumpikliai, bet man pasirodė, kad tai yra geriausias sprendimas tokiam trumpam ryšiui. Jei galvojate apie lituoti kai kuriuos vyriškus antraštės kaiščius ant plokštės ir prijungti juos prie skydo moterų antgalių, deja, skirtingi dviejų sąsajų kaiščių išdėstymai neleidžia įgyvendinti šios puikios idėjos.

UV šviesos jutiklis Iškirpkite ir nukirpkite dar 4 vielos siūlus, šį kartą daug ilgiau, ir lituokite juos prie plokštės jungčių, kaip parodyta paveikslėliuose. Vėlgi, tai nėra trumpikliai, bet aš nusprendžiau vertinti tvirtumą, o ne moduliškumą jungtyse, pvz. šis yra veikiamas elementų ir nėra apsaugotas gaubtu. Aš taip pat rekomenduoju susukti laidus, kaip tai dariau, kad ryšys būtų švaresnis ir praktiškesnis. Kitas galas yra jungčių antgalių vieta: lituokite 4 kaiščius, kad užtikrintumėte, jog jungtis būtų saugiai pritvirtinta ir užsakyta per ilgus laidus. Būtinai laikykitės tvarkos: kai jie eina ant skydo, GND VCC SDA SCL.

Aš taip pat rekomenduoju uždengti lituotus kontaktus ir „Power LED“skysčio izoliatoriumi: konforminė danga yra specialiai tam sukurta, tačiau skaidrus nagų lakas tikrai tiks, ir aš tai naudojau. Nepaisant to, kad plokštė bus padengta PMMA „stogu“, ji vis tiek bus veikiama elementų, ir jūs verčiau būkite saugūs nei gailitės. Įsitikinkite, kad neuždenkite paties UV šviesos jutiklio-juodos mikroschemos plokštės viduryje-ypač jei naudojate konforminę dangą: dauguma junginių yra UV fluorescenciniai, o tai reiškia, kad jie sugeria dalį šviesos jutiklis bando fiksuoti, todėl trukdo jo rodmenims. Kita vertus, PMMA yra viena iš labiausiai prieinamų UV spindulių medžiagų, kuri paprastai yra prieinama, ir ji pakankamai apsaugos jutiklį nuo elementų, tuo pačiu išlaikydama minimalią įtaką matavimams.

Dirvos drėgmės jutiklis Apipjaukite 3 gijų kabelio galus ir lituokite juos prie plokštės jungčių, kaip parodyta paveikslėliuose. Ir, kitame gale, lituokite 3 kaiščius, kad ryšys būtų geresnis. Vėlgi, būtinai laikykitės tvarkos: GND A1 D5. Taip pat naudokite šį jutiklį, kad kontaktus ir borto grandinę padengtumėte skysčio izoliatoriumi: skirtingai nei UV šviesos jutiklis, jis nebus padengtas niekuo ir bus visiškai veikiami elementų, todėl reikia gero lygio apsaugos.

Dirvos temperatūros jutiklis Apipjaukite kabelio galus ir vėl prilituokite prie 3 kaiščių tokia tvarka: GND D4 VCC. Uždaryti laidai tradiciškai pažymėti spalvomis: JUODA = GND BALTA = SIG RED = VCC.

„Sunny Buddy“Aš lituodavau porą moteriškų trumpiklių antgalių prie antrinių „Load“jungčių lentoje, tačiau galiausiai jų nenaudojau, todėl to nereikia.

Išorinė antena Tiesiog priklijuokite anteną prie pagrindo apačios arba bet kur kitur, kuris atitinka jo formą.

Kalibravimas

Dirvožemio drėgmės jutiklis Tai yra jutiklis, kurį reikia labiausiai sukalibruoti, ir svarbu jį sukalibruoti į dirvą, kurį jis stebės, kai bus įdiegtas.

Norėdami tai padaryti, aš sukūriau paprastą programą, pavadintą calibrator.ino: tiesiog sukompiliuokite ir įjunkite ją į savo fotoną ir paruoškite nuoseklųjį monitorių, pavyzdžiui, naudodami komandą „Particle CLI particle serial serial monitor“arba su ekranu /dev / ttyACM0. Įdėkite jutiklį maždaug tris ketvirtadalius kelio į dirvą, kuriai norite jį kalibruoti, visiškai sausoje būsenoje, kaip parodyta pirmame paveikslėlyje, ir užfiksuokite šį neapdorotą rodmenį failo „calibration.h“lauke „smCal0“. Tada kiek įmanoma sudrėkinkite dirvą, kol ji prisisotins vandens, kaip parodyta antrame paveikslėlyje, ir įrašykite šį neapdorotą rodmenį to paties failo lauke „smCal100“.

Kitas elementas, kurį reikia kalibruoti, yra „Sunny Buddy“: nors jis nėra jutiklis, jo MPPT (maksimalaus galios taško perkėlimo) dizainas turi būti sukalibruotas iki to maksimalaus galios perdavimo taško. Norėdami tai padaryti, prijunkite jį prie saulės kolektoriaus saulėtoje vietoje dieną, išmatuokite įtampą tarp SET ir GND pagalvėlių ir sukdami atsuktuvu pataisykite netoliese esantį potenciometrą, kol ši įtampa bus apie 3 V.

2 žingsnis: programinė įranga

Visą atnaujintą ir dokumentuotą kodą galite rasti jo „GitHub“atpirkimo sandėlyje.

3 žingsnis: surinkimas

Pradėkime viską dėti kartu su Stevensono ekranu, pradėsime surinkti iš viršaus į apačią, kaip parodyta paveikslėliuose. Visų pirma yra viršutinis dangtelis su padalintais stovais, skirtais UV šviesos jutikliui ir saulės skydeliui sujungti ir užsukti Toliau, norėdami ją užpildyti, pritvirtinkite saulės kolektorių ant stovo ir uždenkite UV šviesos jutiklį PMMA stogu. Tada likusius dangtelius galima pritvirtinti prie viršutinio gabalo su srieginiais strypais: skylės gali būti įtikinamos, tačiau šiek tiek trinties gali padėti jas visus laikyti kartu.

Surinkę Stevensono ekraną, sujunkite pagrindą su lietaus matuokliu ir užpildykite jį savo grandine, pritvirtindami komponentus ant plokščių ir prijunkite juos, kaip parodyta paveikslėliuose. Tada galima prijungti išorinius įrenginius, tokius kaip išorinė antena, dirvožemio temperatūros ir drėgmės jutikliai bei „OpenLog“. Tada ant jų poliaus galite sudėti vėjo matuoklius, kaip parodyta „SparkFun“surinkimo vadove, ir sumontuoti lietaus matuoklį bei pamatinis gabalas apie tris ketvirtadalius savo kelio.

Tada galite tęsti kabelių, sklindančių iš saulės kolektoriaus, UV šviesos jutiklio ir lietaus bei vėjo matuoklių, vedimą per angą tarp dangtelių ir pritvirtinti Stevensono ekraną prie pagrindo. Kai strypai yra pritvirtinti pora veržlių ant kiekvieno, jūsų asmeninė orų stotis yra paruošta ir paruošta naudoti lauke!

4 žingsnis: diegimas + išvados

Kai tai padarysite, galėsite atsisėsti, atsipalaiduoti ir mėgautis tiesioginiais vietiniais orų duomenimis visose toliau nurodytose platformose!

• „ThingSpeak“
• OrasPožemis
• „WeatherCloud“

Aukščiau pateiktos konkrečios nuorodos yra mano orų duomenys, bet jei ir jūs kuriate šį projektą, įtraukite ir nuorodas į savo įrenginius-man labai patiktų, kai šis žmonių sukurtas tinklas plečiasi!