ნაწილაკების Photon IoT პირადი ამინდის სადგური: 4 ნაბიჯი (სურათებით)

2024 ავტორი: John Day | [email protected]. ბოლოს შეცვლილი: 2024-01-30 10:16

მარაგები

• ნაწილაკების ფოტონი
• [სურვილისამებრ] 2.4GHz u. FL ანტენა
• SparkFun OpenLog
• SparkFun Photon ამინდის ფარი
• ამინდის მრიცხველები SparkFun
• დალასის DS18B20 წყალგაუმტარი ტემპერატურის სენსორი
• SparkFun ნიადაგის ტენიანობის სენსორი
• SparkFun Qwiic VEML6075 UV სინათლის სენსორი
• 3.5W მზის პანელი
• SparkFun მზიანი ბადი
• მორგებული 3D მოდელირებული სტივენსონის ეკრანი
• შედუღების ნაკრები
• რამოდენიმე ბირთვიანი ჯუმბერის მავთული
• 2 პინიანი ხრახნიანი ტერმინალი
• ზოგიერთი მამაკაცი და ქალი სათაური
• 22 3 მმ უჟანგავი ჭანჭიკი
• 44 3 მმ უჟანგავი თხილი
• 3 6 მმ უჟანგავი ხრახნიანი წნელები
• 9 6 მმ უჟანგავი თხილი

ნაბიჯი 1: აპარატურა

მომზადება

როგორც ნათქვამია Sparkfun– ის სახელმძღვანელოში, ამოჭერით RAW Power Select jumper pad მის ზურგზე VREG– დან და შეაერთეთ Photon_VIN– ით, რათა შეიცვალოს შემომავალი ელექტროგადამცემი ხაზი Photon– ის შიდა ძაბვის მარეგულირებელზე ძილის დროს ენერგიის დაბალი მოხმარებისთვის, რაც წარმოადგენს განლაგების ზუსტად ნახევარს. დრო. ეს ზღუდავს შეყვანის ძაბვას 3.6 -დან 5.5 ვ -მდე, მაგრამ ელექტროგადამცემი ხაზი მოდის პირდაპირ ტკბილ ადგილას თავისი 3.7 ვ LiPo ბატარეიდან მზიანი ბადის საშუალებით.

ასევე, დარწმუნდით, რომ 3.3V გამორთვა jumper ქვემოთ არის დაკავშირებული: წინააღმდეგ შემთხვევაში, ბორტ სენსორები არ მიიღებენ ძალას 3.3V ხაზიდან, რაც მათ ეფექტურად გათიშავს Photon– დან. ეს მხტუნავი იგულისხმება, რომ გათიშული იყოს ოპერაციისთვის როგორც გარე, ასევე USB ძალა კონფლიქტების თავიდან ასაცილებლად და ეს მართლაც ერთადერთი სიტუაციაა, რომელიც ბორტ სენსორებს საშუალებას აძლევს მიიღონ ენერგია და იმუშაონ სწორად. არ ინერვიულოთ, თუ თქვენ უნდა დაუკავშიროთ USB კაბელი თქვენს Photon– ს სერიული მონიტორინგისთვის: მე თვითონ ბევრჯერ ვცადე ეს და Photon ყოველთვის გადარჩა უსაფრთხოდ და ხმის გარეშე, დაზიანების გარეშე. უბრალოდ არ დატოვოთ ის საათები და საათები ასე. შეამოწმეთ ფარის სქემა, თუ დაინტერესებული ხართ უფრო დეტალურად.

ფარის შემობრუნება, დარწმუნდით, რომ I2C PU ჯუმბერის ბალიში მარჯვნივ არის დაკავშირებული. I2C ავტობუსი, რომელიც მოიცავს ბორტ სენსორებს, მოითხოვს პროტოკოლის სტანდარტით კარგად განსაზღვრულ გამწევ წინააღმდეგობას და ნებისმიერი სხვა გაყვანისას მნიშვნელობა ხელს შეუშლის პერიფერიული მოწყობილობების აღიარებას: როგორც ზოგადი წესი, ავტობუსში უნდა იყოს დაკავშირებული მხოლოდ ერთი წყვილი გამწევი რეზისტორი. სენსორების ნაკრები ავტობუსში მოიცავს სხვა სენსორს-ულტრაიისფერი შუქის სენსორს-მაგრამ როგორც I2C პერიფერიულ მოწყობილობას, მას ასევე გააჩნია რამდენიმე გამწევ რეზისტორი და გირჩევთ გათიშოთ ისინი: ყოველ შემთხვევაში, ამ პროექტში, ფარი პოტენციურად შეიძლება გამოყენებულ იქნას მარტო, ხოლო ულტრაიისფერი სენსორი ძნელად გამოიყენება ფარის გარეშე.

დენის კონექტორებზე ხრახნიანი ტერმინალის და პერიფერიულ კონექტორებზე ქალი მხტუნავების შედუღება ასევე კარგი იდეაა და ერთს ვურჩევ მოდულარულობას: სწრაფი კავშირისა და გათიშვის ფუნქცია შეიძლება მართლაც გამოსადეგი აღმოჩნდეს პრობლემების აღმოსაფხვრელად, რემონტსა თუ განახლებაში. უკეთესად მორგებული და დახვეწილი საკაბელო მენეჯმენტისთვის, დარწმუნდით, რომ დააკავშიროთ გვერდითი მხარეები უკანა მხარეს, როგორც სურათებშია ნაჩვენები. მე ასევე გავამაგრე მხტუნავები ფოტონის გაფართოების ხვრელებზე კიდევ უფრო მოდულარულად, მაგრამ ეს არ არის საჭირო, რადგან ის ქინძისთავები ამჟამად არ გამოიყენება რა

OpenLogCut და მორთვა 4 მოკლე strands მავთულის, და solder მათ OpenLog როგორც ნაჩვენებია სურათები. ეს არ არის jumper headers, მაგრამ მე აღმოვაჩინე, რომ ეს არის საუკეთესო გამოსავალი ასეთი მოკლე კავშირისთვის. თუ თქვენ ფიქრობთ დაფაზე რამდენიმე მამაკაცის სათაურის ქინძისთავების შეკვრასა და ფარის ქალთა სათაურებთან დაკავშირებაზე, სამწუხაროდ ორ ინტერფეისზე განსხვავებული ქინძისთავების განლაგება ხელს უშლის ამ შესანიშნავი იდეის სიცოცხლისუნარიანობას.

ულტრაიისფერი სენსორი მოჭერით და მორთეთ კიდევ 4 ღერი მავთული, ამჯერად უფრო გრძელი და შეაერთეთ ისინი დაფის კონექტორებზე, როგორც სურათებშია ნაჩვენები. ისევ და ისევ, ეს არ არის ჯუმბერის სათაურები, მაგრამ მე ავირჩიე სიმტკიცის დაფასება მოდულარულობაზე კავშირებში, რომლებიც ეს ერთი, ექვემდებარება ელემენტებს და არ არის დაცული დანართით. მე ასევე გირჩევთ მავთულის დაძაბვას, როგორც გავაკეთე უფრო სუფთა და პრაქტიკული კავშირისთვის. მეორე ბოლო, სამაგიეროდ, არის ადგილი ჯუმბერის სათაურებისთვის: შეაერთეთ 4 მამრობითი ქინძისთავი, რათა უზრუნველყოთ კავშირი დაცული და მოწესრიგებული ისე, როგორც განკუთვნილია გრძელი მავთულის საშუალებით. დარწმუნდით, რომ პატივი სცეს წესრიგს: როდესაც ისინი მიდიან ფარზე, GND VCC SDA SCL.

მე ასევე გირჩევთ შეფუთული კონტაქტებისა და Power LED– ის დაფარვას თხევადი იზოლატორით: კონფორმული საფარი სპეციალურად შექმნილია ამისათვის, მაგრამ მკაფიო ფრჩხილის პოლონელი გააკეთებს ოდნავ და ეს არის ის, რაც მე გამოვიყენე. PMMA- ს "სახურავის" მიუხედავად, რომელიც დაფარავს დაფას, ის მაინც დაუცველდება ელემენტებს და თქვენ გირჩევნიათ იყოთ უსაფრთხოდ, ვიდრე ბოდიში. დარწმუნდით, რომ არ დაფაროთ ულტრაიისფერი შუქის სენსორი თავად-შავი ჩიპი დაფის შუაში-განსაკუთრებით იმ შემთხვევაში, თუ თქვენ იყენებთ კონფორმულ საფარს: ნაერთების უმეტესობა ულტრაიისფერი ფლუორესცენტურია, რაც იმას ნიშნავს, რომ ისინი შთანთქავენ შუქის გარკვეულ ნაწილს სენსორი ცდილობს გადაღებას, ამიტომ ერევა მის კითხვაში. PMMA, მეორეს მხრივ, არის ერთ-ერთი ყველაზე გამჭვირვალე ულტრაიისფერი გამჭვირვალე მასალა, რომელიც საყოველთაოდ ხელმისაწვდომია და საკმარისად დაიცავს სენსორს ელემენტებისგან, ხოლო მინიმუმამდე შეინარჩუნებს თავის გავლენას გაზომვებზე.

ნიადაგის ტენიანობის სენსორი მოჭერით 3 ჯაჭვის კაბელის ბოლოები და შეაერთეთ ისინი დაფის კონექტორებზე, როგორც ეს ნაჩვენებია სურათებში. და მეორე ბოლოს, შეაერთეთ 3 მამრობითი ქინძისთავი უკეთესი კავშირისთვის. კიდევ ერთხელ, დარწმუნდით, რომ პატივი ეცით წესრიგს: GND A1 D5. ამ სენსორისთვისაც დარწმუნდით, რომ დაფარეთ კონტაქტები და ბორტ სქემა თხევადი იზოლატორით: ულტრაიისფერი სხივებისგან განსხვავებით, ის არაფრით იქნება დაფარული და მთლიანად დაუცველი იქნება ელემენტები, ამიტომ საჭიროა დაცვის კარგი დონე.

ნიადაგის ტემპერატურის სენსორი მოაწყვეთ კაბელის ბოლოები და კვლავ მიამაგრეთ ისინი 3 მამაკაცის ქინძისთავზე წესრიგის მიხედვით: GND D4 VCC. დახურული მავთულები პირობითად ფერადია კოდირებული: შავი = GND WHITE = SIG RED = VCC.

მზიანი ბადი მე დავამყარე რამოდენიმე ქალი ჯემპერის თავები დაფაზე მეორადი ჩატვირთვის კონექტორებზე, მაგრამ საბოლოოდ მათი გამოყენება არ დამთავრდა, ამიტომ ეს აუცილებელი არ არის.

გარე ანტენა უბრალოდ ჩადეთ ანტენა ქვედა ნაწილის ქვედა ნაწილში, ან სადმე სხვაგან, რომელიც შეესაბამება მის ფორმას.

კალიბრაცია

ნიადაგის ტენიანობის სენსორი ეს არის სენსორი, რომელიც ყველაზე მეტად უნდა დაკალიბრდეს და მნიშვნელოვანია მისი დაკალიბრება ნიადაგში, რომლის მონიტორინგიც მოხდება მას შემდეგ რაც განლაგდება.

ამის დასახმარებლად, მე შევადგინე მარტივი პროგრამა სახელად calibrator.ino: უბრალოდ შეადგინეთ და ჩაუშვით თქვენს Photon– ში და მოამზადეთ სერიული მონიტორი, მაგალითად Particle CLI ბრძანებით ნაწილაკების სერიული მონიტორით ან ეკრანით /dev / ttyACM0. განათავსეთ სენსორი მისი გზის დაახლოებით მეოთხედზე, ნიადაგში, რომლის დაკალიბრებაც გსურთ, სრულიად მშრალ მდგომარეობაში, როგორც ეს ნაჩვენებია პირველ სურათზე და ჩაწერეთ ეს ნედლეული კითხვა calibration.h ფაილის smCal0 ველში. შემდეგ დაასველეთ ნიადაგი, რამდენადაც შეგიძლიათ, სანამ არ გაჯერდება წყლით, როგორც ეს ნაჩვენებია მეორე სურათზე და ჩაწერეთ ეს ნედლი კითხვა იმავე ფაილის smCal100 ველში.

სხვა ელემენტი, რომელიც მოითხოვს დაკალიბრებას არის მზიანი ბადი: მიუხედავად იმისა, რომ არ არის სენსორი, მისი MPPT (მაქსიმალური სიმძლავრის წერტილის გადაცემის) დიზაინი უნდა დაკალიბრდეს მაქსიმალური ენერგიის გადაცემის იმ წერტილამდე. ამისათვის დააკავშირეთ იგი მზის პანელზე მზიანზე დღის განმავლობაში, გაზომეთ ძაბვა SET და GND ბალიშებზე და შეცვალეთ მიმდებარე პოტენომეტრი მეორადი ხრახნით, სანამ ეს ძაბვა არ იქნება დაახლოებით 3 ვ.

ნაბიჯი 2: პროგრამული უზრუნველყოფა

თქვენ შეგიძლიათ იპოვოთ ყველა კოდი, განახლებული და დოკუმენტირებული მის GitHub რეპოზე.

ნაბიჯი 3: ასამბლეა

დავიწყოთ ეს ყველაფერი სტივენსონის ეკრანთან ერთად, დავიწყოთ შეკრება ზემოდან ქვემოთ, როგორც სურათებშია ნაჩვენები. უპირველეს ყოვლისა არის ზედა საფარი, თავისი გაყოფილი სხივებით ულტრაიისფერი შუქის სენსორზე და მზის პანელზე ერთად და ჩასაწერად შემდგომში, მისი დასახლების მიზნით, დააინსტალირეთ მზის პანელი მის თაროზე და დაფარეთ ულტრაიისფერი სხივების სენსორი PMMA სახურავით. შემდეგ, დარჩენილი გადასაფარებლები შეიძლება შეიკრიბოს ზედა ნაწილზე ხრახნიანი ჯოხებით: ხვრელებს შეიძლება დაგჭირდეთ დამაჯერებელი, მაგრამ ცოტა ხახუნმა შეიძლება ხელი შეუწყოს მათ ყველა ერთად შენარჩუნებას.

მას შემდეგ, რაც სტივენსონის ეკრანი შეიკრიბება, შეუერთეთ ძირი ნაჭერი წვიმის მრიცხველთან და დაასახლეთ იგი მისი სქემით, კომპონენტების დამონტაჟებით მათ დაფაზე და დააკავშირეთ ისინი, როგორც ეს მოცემულია სურათებში. შემდეგი, შეიძლება იყოს დაკავშირებული პერიფერიული მოწყობილობები, როგორიცაა გარე ანტენა, ნიადაგის ტემპერატურისა და ტენიანობის სენსორები და OpenLog. შემდეგ თქვენ შეგიძლიათ დააკავშიროთ ქარის მრიცხველები მათ ბოძზე, როგორც ეს ნაჩვენებია SparkFun– ის ასამბლეის სახელმძღვანელოში და დაამონტაჟოთ წვიმის ლიანდაგი და ბაზის ნაჭერი დაახლოებით სამი მეოთხედი გზაზე მაღლა.

შემდეგ შეგიძლიათ გააგრძელოთ მზის პანელიდან მომდინარე კაბელების, ულტრაიისფერი სხივების სენსორის და წვიმისა და ქარის მრიცხველების გადაფარვა გადასაფარებლებს შორის და დაამონტაჟოთ სტივენსონის ეკრანი ძირითად ნაწილზე. მას შემდეგ, რაც ჯოხები დაიმაგრება თითოეულ მათგანზე რამდენიმე თხილით, თქვენი საკუთარი მეტეოროლოგიური სადგური სრულყოფილია და მზად არის განლაგდეს მოედანზე!

ნაბიჯი 4: განლაგება + დასკვნები

მას შემდეგ რაც დაასრულებთ, შეგიძლიათ იჯდეთ, დაისვენოთ და ისიამოვნოთ თქვენი ცოცხალი ჰიპერ-ადგილობრივი ამინდის მონაცემებით ყველა ქვემოთ ჩამოთვლილ პლატფორმაზე!

• ThingSpeak
• ამინდი მიწისქვეშა
• WeatherCloud

ზემოთ მოცემული კონკრეტული ბმულები ჩემი ამინდის მონაცემებს ეხება, მაგრამ თუ თქვენც განახორციელებთ ამ პროექტს, გთხოვთ, ჩართოთ ბმულები თქვენს მოწყობილობებზეც-მე ნამდვილად მომეწონება ამ ადამიანების მიერ შექმნილი ქსელის გაფართოება!