Particle Photon IoT Personal Weather Station: 4 مرحله (همراه با تصاویر)

2024 نویسنده: John Day | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2024-01-30 08:53

تدارکات

• ذرات فوتون
• [اختیاری] آنتن 2.4GHz u. FL
• SparkFun OpenLog
• سپر آب و هوا SparkFun Photon
• متر آب و هوا SparkFun
• سنسور دما ضد آب دالاس DS18B20
• سنسور رطوبت خاک SparkFun
• سنسور نور SparkFun Qwiic VEML6075 UV
• پنل خورشیدی 3.5 واتی
• SparkFun Sunny Buddy
• صفحه سفارشی مدل استیونسون مدل سه بعدی
• یک کیت لحیم کاری
• یک دسته سیم جامپر تک هسته ای
• ترمینال پیچ 2 پین
• چند سربرگ زن و مرد
• 22 پیچ 3 میلی متری ضد زنگ
• 44 مهره ضد زنگ 3 میلی متری
• 3 میله رزوه ای ضد زنگ 6 میلی متری
• 9 مهره ضد زنگ 6 میلی متری

مرحله 1: سخت افزار

آماده سازی

همانطور که در راهنمای اتصال Sparkfun مشخص شده است ، پد جامپر RAW Power Select را که در پشت آن قرار دارد از VREG برش داده و آن را Photon_VIN لحیم کنید تا خط مصرفی ورودی را به تنظیم کننده ولتاژ داخلی فوتون تغییر دهید تا مصرف برق کمتری در طول خواب داشته باشد ، که دقیقاً نیمی از استقرار را نشان می دهد. زمان این ولتاژ ورودی را بین 3.6 تا 5.5 ولت محدود می کند ، اما خط برق با 3.7 ولت از باتری LiPo از طریق Sunny Buddy درست در نقطه شیرین قرار می گیرد.

همچنین ، مطمئن شوید که بلوز 3.3V Disable درست در زیر متصل است: در غیر این صورت ، سنسورهای روی برد هیچگونه نیرویی از خط 3.3V دریافت نمی کنند و به این ترتیب آنها به طور م fromثر از فوتون قطع می شوند. این بلوز برای عملکرد در دستگاه قطع شده است هر دو منبع خارجی و USB برای جلوگیری از درگیری ، و در واقع این تنها موقعیتی است که به سنسورهای داخلی اجازه می دهد تا قدرت را دریافت کرده و به درستی کار کنند. اگر مجبورید کابل USB را برای نظارت سری به Photon خود وصل کنید ، نگران نباشید: من خودم بارها آن را امتحان کرده ام و Photon همیشه سالم و بدون هیچ آسیبی زنده مانده است. فقط شاید آن را ساعت ها و ساعت ها به این ترتیب رها نکنید. اگر به جزئیات بیشتر علاقه دارید ، شماتیک سپر را بررسی کنید.

با چرخاندن سپر ، مطمئن شوید که پد بلوز I2C PU در سمت راست متصل شده است. گذرگاه I2C ، که شامل سنسورهای داخلی است ، نیاز به یک مقاومت کشش مشخص با استاندارد پروتکل و داشتن هرگونه کشش دیگر دارد ارزش از تشخیص لوازم جانبی جلوگیری می کند: به عنوان یک قاعده کلی ، فقط یک جفت مقاومت کششی باید در گذرگاه متصل شود. مجموعه سنسور شامل یک سنسور دیگر در گذرگاه-سنسور نور UV-اما به عنوان یک وسیله جانبی I2C ، آن نیز دارای دو مقاومت کششی است و به جای آن توصیه می کنم آنها را قطع کنید: حداقل در این پروژه ، از سپر به طور بالقوه می توان به تنهایی استفاده کرد ، در حالی که سنسور UV به سختی بدون سپر استفاده می شود.

لحیم کردن یک ترمینال پیچ بر روی اتصالات برق و برخی از جهنده های زن بر روی اتصالات جانبی نیز ایده خوبی است و من یکی را برای مدولار توصیه می کنم: ویژگی اتصال و قطع سریع می تواند برای عیب یابی ، تعمیرات یا ارتقاء بسیار مفید باشد. برای مدیریت بهتر و منظم تر کابل ، مطمئن شوید که قسمت های کناری را در پشت به هم وصل کرده اید. به

OpenLogCut و 4 رشته کوتاه سیم را کوتاه کنید و همانطور که در تصاویر نشان داده شده است آنها را به OpenLog بچسبانید. این هدرهای jumper نیستند ، اما به نظر من این بهترین راه حل برای چنین اتصال کوتاه است. اگر به این فکر می کنید که برخی از پین های هدر مردانه را روی صفحه بچسبانید و آنها را به هدرهای زن سپر متصل کنید ، متأسفانه طرح بندی های مختلف پین در دو رابط مانع از عملی شدن این ایده عالی می شود.

سنسور نور ماوراء بنفش را قطع کنید و 4 رشته دیگر را کوتاه کنید ، آنها را به اتصالات برد بچسبانید. همانطور که در تصاویر نشان داده شده است ، آنها را دوباره به هم وصل می کنیم. باز هم ، این هدرهای بلوز نیستند ، اما من تصمیم گرفتم که مقاومت در برابر اتصالات مانند این یکی ، در معرض عناصر قرار دارد و توسط محفظه محافظت نمی شود. من همچنین توصیه می کنم سیم ها را مانند یک اتصال تمیزتر و کاربردی تر ، دوقلو کنید. در انتهای دیگر ، جای هدرهای بلوز است: 4 پین نر را لحیم کنید تا اطمینان حاصل شود که اتصال ایمن نگه داشته شده و طبق سیم مورد نظر مرتب شده است. اطمینان حاصل کنید که به ترتیب احترام بگذارید: همانطور که روی سپر می روند ، GND VCC SDA SCL.

من همچنین توصیه می کنم که مخاطبین لحیم شده و Power Power را با یک عایق مایع بپوشانید. با وجود "سقف" PMMA که تخته را می پوشاند ، هنوز در معرض عناصر قرار می گیرد ، و شما ترجیح می دهید در امان باشید تا متاسف باشید. اطمینان حاصل کنید که خود سنسور نور ماوراء بنفش-تراشه سیاه وسط تخته-را نپوشانید-به خصوص اگر از روکش مناسب استفاده می کنید: بیشتر ترکیبات فلورسنت UV هستند ، به این معنی که بخشی از نور را جذب می کنند. سنسور سعی در ضبط دارد ، بنابراین با خواندن آن تداخل دارد. از طرف دیگر ، PMMA یکی از شفاف ترین مواد UV است که معمولاً در دسترس است و سنسور را به اندازه کافی در برابر عناصر محافظت می کند و در عین حال تأثیر خود را در اندازه گیری های آن به حداقل می رساند.

Soil Moisture SensorTrim انتهای کابل 3 رشته ای را بچسبانید و همانطور که در تصاویر نشان داده شده است آنها را به اتصالات برد بچسبانید. و در انتهای دیگر ، 3 پین مردانه را برای اتصال بهتر لحیم کنید. مجدداً ، به نظم احترام بگذارید: GND A1 D5. برای این سنسور نیز ، اطمینان حاصل کنید که مخاطبین و مدار روی صفحه را با عایق مایع بپوشانید: بر خلاف سنسور نور ماوراء بنفش ، با هیچ چیزی پوشانده نمی شود و کاملاً در معرض عناصر قرار خواهد گرفت ، بنابراین سطح خوبی از حفاظت مورد نیاز است.

سنسور دمای خاک انتهای کابل را برش دهید و دوباره آنها را به ترتیب به 3 پین نر لحیم کنید: GND D4 VCC. سیمهای بسته به طور معمول دارای رنگ بندی هستند: BLACK = GND WHITE = SIG RED = VCC.

من چند سرپرست جهنده زن را به اتصالات ثانویه Load روی برد چسباندم ، اما در نهایت از آنها استفاده نکردم ، بنابراین لازم نیست.

آنتن خارجی به سادگی آنتن را در قسمت زیرین قطعه پایه یا هرجای دیگری که مناسب شکل آن است بچسبانید.

تنظیم

سنسور رطوبت خاک این سنسوری است که بیشترین نیاز به کالیبره شدن دارد و مهم است که آن را در خاک کالیبره کنید تا زمانی که به کار گرفته شود.

برای کمک به این امر ، من یک برنامه ساده به نام calibrator.ino را تنظیم کرده ام: کافی است آن را کامپایل کرده و روی Photon خود فلش کنید و یک مانیتور سریال آماده کنید ، به عنوان مثال با مانیتور سریال Particle CLI یا با صفحه نمایش /dev / ttyACM0. سنسور را در حدود سه چهارم راه خود در داخل خاک مورد نظر برای کالیبره کردن قرار دهید ، در شرایطی کاملاً خشک که در تصویر اول نشان داده شده است و این قرائت خام را در قسمت smCal0 فایل calibration.h ثبت کنید. سپس ، خاک را تا آنجا که می توانید خیس کنید ، تا جایی که در تصویر دوم با آب اشباع شده است ، و این قرائت خام را در قسمت smCal100 همان فایل ثبت کنید.

یکی دیگر از عناصری که نیاز به کالیبراسیون دارد Sunny Buddy است: در حالی که سنسور نیست ، طراحی MPPT (حداکثر انتقال نقطه قدرت) آن باید در آن نقطه حداکثر انتقال نیرو کالیبره شود. برای انجام این کار ، آن را به پنل خورشیدی خود در نور آفتابی وصل کنید در روز ، ولتاژ روی پدهای SET و GND را اندازه بگیرید و پتانسیومتر نزدیک را با پیچ گوشتی تنظیم کنید تا این ولتاژ در حدود 3 ولت شود.

مرحله 2: نرم افزار

می توانید همه کد ها ، به روز شده و مستند را در مخزن GitHub آن پیدا کنید.

مرحله 3: مجمع

بیایید همه چیز را با صفحه استیونسون کنار هم قرار دهیم ، همانطور که در تصاویر نشان داده شده است از بالا به پایین شروع به مونتاژ کنید. اول و مهمتر از همه ، جلد بالایی است ، با تقسیم آن برای سنسور نور UV و پنل خورشیدی که کنار هم قرار می گیرند و پیچ می خورند. in. بعد ، برای پر کردن آن ، پنل خورشیدی را روی قفسه آن نصب کنید و سنسور نور UV را با سقف PMMA آن بپوشانید. سپس ، پوششهای باقی مانده را می توان با میله های رزوه شده به قطعه بالا مونتاژ کرد: ممکن است سوراخ ها قانع کننده باشند ، اما کمی اصطکاک می تواند به نگه داشتن همه آنها کمک کند.

هنگامی که صفحه استیونسون مونتاژ شد ، قطعه اصلی را با باران سنج وصل کنید و آن را با مدار آن پر کنید ، با نصب قطعات روی تخته آنها و اتصال آنها همانطور که در تصاویر نشان داده شده است. در مرحله بعد ، لوازم جانبی مانند آنتن خارجی ، سنسورهای دمای خاک و رطوبت و OpenLog را می توان متصل کرد. سپس ، می توانید بادسنج ها را بر روی قطب آنها کنار هم قرار دهید ، همانطور که در راهنمای مونتاژ SparkFun نشان داده شده است و باران سنج و قطعه پایه تقریباً سه چهارم راه خود را بالا می برد.

سپس می توانید کابل هایی را که از پنل خورشیدی ، سنسور نور ماوراء بنفش و بادسنج و باد از طریق دهانه ای بین کاورها وارد می شوند و صفحه استیونسون را روی قطعه اصلی نصب کنید. هنگامی که میله ها با چند مهره روی هر یک محکم شدند ، ایستگاه هواشناسی شخصی شما کامل است و آماده استقرار در زمین است!

مرحله 4: استقرار + نتیجه گیری

پس از اتمام این کار ، می توانید بنشینید ، استراحت کنید و از مشاهده داده های زنده آب و هوایی فوق محلی خود در همه سیستم عامل های زیر لذت ببرید!

• ThingSpeak
• آب و هوا زیر زمینی
• WeatherCloud

پیوندهای خاص بالا به داده های آب و هوایی من مربوط می شود ، اما اگر شما نیز این پروژه را ساختید ، لطفاً پیوندهای دستگاه های خود را نیز وارد کنید-من واقعاً دوست دارم گسترش این شبکه ساخته شده توسط مردم را ببینم!