Бөлшек Photon IoT жеке ауа райы станциясы: 4 қадам (суреттермен)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Соңғы өзгертілген: 2024-01-30 10:23

Жабдықтар

• Фотон бөлшектері
• [ҚОСЫМША] 2.4 ГГц u. FL антеннасы
• SparkFun OpenLog
• SparkFun Photon ауа райы қалқаны
• SparkFun ауа райы өлшегіштері
• Dallas DS18B20 су өткізбейтін температура сенсоры
• Топырақтың ылғалдылық сенсоры SparkFun
• SparkFun Qwiic VEML6075 ультракүлгін сәуле сенсоры
• 3,5 Вт күн батареясы
• SparkFun Sunny Buddy
• Стандартты 3D модельделген экраны
• Пісіру жиынтығы
• Бір ядролы секіргіш сым
• 2 істікшелі бұрандалы терминал
• Кейбір ерлер мен әйелдердің тақырыптары
• 22 3 мм тот баспайтын болттар
• 44 3 мм тот баспайтын гайкалар
• 3 мм тот баспайтын бұрандалы өзектер
• 9 6 мм тот баспайтын гайкалар

1 -қадам: аппараттық құрал

Дайындық

Ауа райы қалқаны Sparkfun қосылу нұсқаулығында көрсетілгендей, VREG -ден арқасындағы RAW Power Select қосқышын кесіңіз және Photon_VIN -ге дәнекерлеп, кіріс желісін Photon ішкі кернеу реттегішіне ұйқы кезінде энергияны аз тұтыну үшін бағыттаңыз, бұл қондырудың дәл жартысын құрайды. Бұл кіріс кернеуін 3,6 -дан 5,5 В -қа дейін шектейді, бірақ электр желісі Sunny Buddy арқылы LiPo батареясынан 3,7 В -пен тәтті жерге түседі.

Сондай-ақ, төмендегі 3.3В ажырату секіргішінің жалғанғанына көз жеткізіңіз: әйтпесе борттық датчиктер 3.3В желісінен ешқандай қуат алмайды, бұл оларды Photon-дан тиімді ажыратуға мүмкіндік береді. қақтығыстарды болдырмау үшін сыртқы және USB қуаты, және бұл борттық датчиктерге қуат алуға және дұрыс жұмыс істеуге мүмкіндік беретін жалғыз жағдай. Егер USB кабелін Photon -ге сериялық бақылау үшін жалғау қажет болса, уайымдамаңыз: мен оны бірнеше рет сынап көрдім, ал Photon әрқашан қауіпсіз және ешбір зақымсыз аман қалды. Мүмкін, оны бірнеше сағатқа қалдыруға болмайды, егер сіз толығырақ білгіңіз келсе, қалқанның схемасын тексеріңіз.

Қалқанды айналдыра отырып, оң жақтағы I2C PU секіргішінің жалғанғанына көз жеткізіңіз, борттық датчиктерді қамтитын I2C шинасы протокол стандарты бойынша жақсы анықталған тартылуға төзімділікті қажет етеді және кез келген басқа тартқыш болуы керек. мән перифериялық құрылғыларды тануға жол бермейді: жалпы ереже бойынша шинада тек бір жұп тартқыш резисторды қосу керек. Датчиктер жиынтығында автобустағы басқа сенсор болады-ультракүлгін сәуле сенсоры, бірақ I2C перифериялық құрылғысы ретінде ол бірнеше тартылатын резисторлармен бірге келеді, мен олардың орнына оларды ажыратуды ұсынамын: кем дегенде осы жобада қалқанды жалғыз қолдануға болады, ал ультракүлгін ультрафиолет сенсоры қалқансыз қолданылмайды.

Қуат қосқыштарына бұрандалы терминалды және перифериялық қосқыштардағы кейбір әйелдер секіргіштерін дәнекерлеу - бұл жақсы идея, мен модульдікке ұсынамын: жылдам қосылу және ажырату мүмкіндігі ақаулықтарды жоюға, жөндеуге немесе жаңартуға өте пайдалы болуы мүмкін. Кабельді жақсырақ және ұқыпты басқару үшін, суретте көрсетілгендей артқы жағын жалғауды ұмытпаңыз, мен одан да модульді болу үшін Photon кеңейту саңылауларында секіргіштерді дәнекерледім, бірақ бұл қажет емес, себебі бұл түйреуіштер қазіргі уақытта пайдаланылмайды..

OpenLogCut және сымның 4 қысқа жіптерін кесіңіз де, оларды суреттерде көрсетілгендей OpenLog -қа дәнекерлеңіз. Егер сіз тақтаға еркек бастық түйреуіштерді дәнекерлеуді және оларды қалқанның аналық бастарына қосу туралы ойласаңыз, өкінішке орай, екі интерфейстегі түйреуіштердің әр түрлі орналасуы бұл тамаша идеяның өміршең болуына кедергі келтіреді.

Ультракүлгін сәуле сенсоры Бұл жолы тағы 4 сымды кесіңіз және кесіңіз және оларды суретте көрсетілгендей тақтаның коннекторларына дәнекерлеңіз. Тағы да, бұл секіргіштер емес, бірақ мен қосылыстарда модульділіктен гөрі беріктікті бағалауды таңдадым. бұл элементтерге ұшырайды және қоршаумен қорғалмайды. Мен сонымен қатар сымдарды тазартуға және практикалық қосылымға қосуды ұсынамын. Оның екінші жағы - бұл секіргіштердің бастары: қосылымның сақталуын және ұзын сымдар бойынша реттелуін қамтамасыз ету үшін 4 еркек түйреуішті дәнекерлеу. Тапсырысты құрметтеуді ұмытпаңыз: олар қалқанға шыққанда, GND VCC SDA SCL.

Мен сондай -ақ дәнекерленген контактілер мен қуат диодын сұйық оқшаулағышпен жабуды ұсынамын: конформальды жабын бұл үшін арнайы жасалған, бірақ таза тырнақ лак біршама қысқарады, мен дәл осылай қолдандым. Тақтаны жабатын PMMA «төбесіне» қарамастан, ол әлі де әсер етеді, және сіз өкініштен гөрі қауіпсіз болғыңыз келеді. Ультракүлгін сәуле датчигінің өзін-тақтаның ортасындағы қара чипті жаппауды ұмытпаңыз-әсіресе егер сіз конформальды жабынды қолдансаңыз: қосылыстардың көпшілігі ультракүлгін флуоресцентті, яғни олар жарықтың бір бөлігін сіңіреді. сенсор түсіруге тырысады, сондықтан оның көрсеткіштеріне кедергі келтіреді. PMMA, керісінше, ультрафиолет мөлдір материалдардың бірі болып табылады және ол сенсорды элементтерден жеткілікті түрде қорғайды, сонымен бірге оның өлшемдеріне әсерін минимумға дейін төмендетеді.

Топырақ ылғалдылығы сенсоры 3 жолақты кабельдің ұштарын қысыңыз және суретте көрсетілгендей тақтаның қосқыштарына дәнекерлеңіз. Екінші жағынан, жақсы қосылу үшін 3 еркек түйреуішті дәнекерлеңіз. Тағы да, тәртіпті сақтаңыз: GND A1 D5. Бұл сенсор үшін контактілер мен борттық схеманы сұйық оқшаулағышпен жабыңыз: УК сәулесінің сенсорынан айырмашылығы, ол ештеңемен жабылмайды. және элементтерге толығымен ұшырайды, сондықтан жақсы қорғаныс деңгейі қажет.

Топырақ температурасы сенсоры Кабельдің ұштарын қысыңыз және қайтадан 3 еркек түйреуішке дәнекерлеңіз: GND D4 VCC. Жабық сымдар шартты түрде түспен кодталған: BLACK = GND WHITE = SIG RED = VCC.

Sunny BuddyI тақтадағы қосалқы жүктеме қосқыштарына бірнеше әйел секіргіштерді қосады, бірақ ақыр соңында оларды пайдаланбайды, сондықтан бұл қажет емес.

Сыртқы антенна Антеннаны негізгі бөліктің астыңғы жағына немесе оның формалық факторына сәйкес келетін басқа жерге жабыстырыңыз.

Калибрлеу

Топырақ ылғалдылығы датчигі - бұл ең көп калибрлеуге қажет сенсор, және оны орналастырылғаннан кейін бақылайтын топыраққа калибрлеу маңызды.

Бұған көмектесу үшін мен calibrator.ino деп аталатын қарапайым бағдарламаны жинадым: оны фотонға жинап, жыпылықтап, сериялық мониторды дайындаңыз, мысалы Particle CLI командалық бөлшектерінің сериялық мониторымен немесе экранмен /dev / ttyACM0. Сенсорды калибрлегіңіз келетін топырақтың төрттен үш бөлігіне бірінші суретте көрсетілгендей құрғақ күйде қойыңыз және бұл шикі көрсеткішті calibration.h файлының smCal0 өрісіне жазыңыз. Содан кейін, топырақты мүмкіндігінше ылғалдандырыңыз, ол екінші суретте көрсетілгендей сумен қаныққанға дейін және осы шикі оқуды сол файлдың smCal100 өрісіне жазыңыз.

Калибрлеуді қажет ететін тағы бір элемент - Sunny Buddy: сенсор болмаса да, оның MPPT (максималды Power Point Transfer) конструкциясын максималды қуат беру нүктесіне дейін калибрлеу қажет. күні SET және GND жастықшаларындағы кернеуді өлшеңіз және жақын жерде орналасқан потенциометрді бұрағышпен 3В кернеуге дейін бұраңыз.

2 -қадам: Бағдарламалық қамтамасыз ету

Сіз GitHub репозиторийінде жаңартылған және құжатталған барлық кодты таба аласыз.

3 -қадам: Ассамблея

Барлығын Стивенсон экранымен бірге жинай бастаймыз, суретте көрсетілгендей жоғарыдан төмен қарай жинауды бастаймыз. Біріншіден, жоғарғы қақпақ, оның ультракүлгін сәулелену датчигі мен күн панелін біріктіруге арналған болттары бар. Келесіде, оны толтыру үшін күн панелін тірекке орнатыңыз және УК сәулесінің датчигін PMMA төбесімен жабыңыз. Содан кейін, қалған қақпақтарды бұрандалы шыбықтармен жоғарғы бөлікке жинауға болады: тесіктерге сенімділік қажет болуы мүмкін, бірақ аздап үйкеліс олардың барлығын сақтауға көмектеседі.

Стивенсон экраны жиналғаннан кейін, компоненттерді тақталарға орнатып, суретте көрсетілгендей қосу арқылы жаңбыр өлшегішпен негізгі бөлікті қосыңыз және оны схемамен толтырыңыз. Содан кейін сыртқы антенна, топырақ температурасы мен ылғалдылық датчиктері мен OpenLog сияқты перифериялық құрылғыларды қосуға болады, содан кейін SparkFun құрастыру нұсқаулығында көрсетілгендей жел өлшегіштерді өз бағанасына жинап, жаңбыр өлшегіш пен оның негізгі бөлігінің төрттен үш бөлігі көтеріледі.

Содан кейін сіз күн панелінен, ультракүлгін сәулелену датчигінен және жаңбыр мен жел өлшегіштерінен келетін кабельдерді қақпақтар арасындағы саңылаудан өткізіп, негізгі бөлікке Стивенсон экранын орнатуға болады. Шыбықтар әрқайсысына бірнеше жаңғақпен бекітілгеннен кейін, сіздің жеке метеостанцияңыз аяқталды және далаға шығаруға дайын!

4 -қадам: Қолдану + Қорытынды

Мұны аяқтағаннан кейін, сіз келесі платформаларда отыруға, демалуға және ауа райының тікелей гипер-жергілікті деректерін көруге ләззат ала аласыз!

• ThingSpeak
• Ауа райы Жер асты
• Ауа райыCloud

Жоғарыдағы нақты сілтемелер менің ауа райы туралы мәліметтерге қатысты, бірақ егер сіз бұл жобаны жасасаңыз, онда сіздің құрылғыларыңызға сілтемелерді қосыңыз-мен бұл адамдар жасаған желінің кеңеюін көргім келеді!