Particle Photon IoT Personal Weather Station: 4 stappe (met foto's)

2024 Outeur: John Day | [email protected]. Laas verander: 2024-01-30 07:24

Voorrade

• Deeltjie foton
• [OPSIONEEL] 2,4 GHz u. FL -antenna
• SparkFun OpenLog
• SparkFun Photon Weerskild
• SparkFun Weermeters
• Dallas DS18B20 waterdigte temperatuursensor
• SparkFun Grondvogsensor
• SparkFun Qwiic VEML6075 UV -ligsensor
• 3.5W sonpaneel
• SparkFun Sunny Buddy
• Aangepaste 3D -gemodelleerde Stevenson -skerm
• 'N Soldeerstel
• 'N Klomp enkelkern-jumperdraad
• 'N 2-pins skroefaansluiting
• Sommige manlike en vroulike opskrifte
• 22 3mm vlekvrye boute
• 44 3mm vlekvrye moere
• 3 stawe van vlekvrye draad van 6 mm
• 9 6mm vlekvrye moere

Stap 1: Die hardeware

Voorbereiding

Weerskild Soos uiteengesit in die aansluitingsgids van Sparkfun, sny die RAW Power Select -trui op sy rug van VREG en soldeer dit aan Photon_VIN om die inkomende kraglyn na die Photon se interne spanningsreguleerder te herlei vir laer kragverbruik tydens slaap, wat presies die helfte van die ontplooiing verteenwoordig. Dit sal die ingangsspanning tussen 3.6 en 5.5V beperk, maar die kraglyn val op die regte plek met sy 3.7V van die LiPo -battery deur die Sunny Buddy.

Maak ook seker dat die 3.3V Disable jumper hier onder gekoppel is: anders sal die boordsensors geen krag van die 3.3V line kry nie, wat hulle effektief van die Photon ontkoppel. beide eksterne en USB-krag om konflik te vermy, en dit is inderdaad die enigste situasie waarmee die ingeboude sensors krag kan ontvang en behoorlik kan funksioneer. Moenie bekommerd wees as u 'n USB -kabel aan u Photon moet koppel vir seriële monitering nie: ek het dit al baie keer probeer, en die Photon het altyd veilig en gesond oorleef sonder om skade aan te doen. Moet dit miskien nie ure en ure so laat staan nie. Kyk na die skematiese voorstelling van die skild as u meer inligting wil hê.

As u om die skerm draai, moet u seker maak dat die I2C PU-jumper pad aan die regterkant gekoppel is. waarde sal voorkom dat die randapparatuur herken word: as 'n algemene reël moet slegs een paar optrekweerstands op die bus gekoppel word. Die sensorsuite behels nog 'n sensor in die bus-die UV-ligsensor-maar as 'n I2C-randapparaat kom dit ook met 'n paar optrekweerstands, en ek beveel aan dat u die in plaas daarvan ontkoppel: ten minste in hierdie projek, die Die skild kan moontlik alleen gebruik word, terwyl die UV -sensor skaars sonder die skild gebruik kan word.

Dit is ook 'n goeie idee om 'n skroefaansluiting op die kragverbindings en 'n paar vroulike springers aan die randverbindings te soldeer, en ek beveel dit aan vir modulêre funksies: die vinnige aan- en ontkoppelingsfunksie kan baie nuttig wees vir probleemoplossing, herstelwerk of opgraderings. Vir 'n beter pas en netjieser kabelbeheer, moet u die sye aan die agterkant verbind, soos op die foto's..

OpenLog Sny en sny 4 kort draadjies af en soldeer dit aan die OpenLog soos op die foto's getoon. Dit is nie jumper headers nie, maar ek vind dit die beste oplossing vir so 'n kort verbinding. As u dit oorweeg om 'n paar manlike kopstukke op die bord te soldeer en aan die vroulike koppe van die skild te koppel, kan die verskillende penuitlegte op die twee koppelvlakke ongelukkig verhoed dat hierdie goeie idee lewensvatbaar is.

UV -ligsensor Sny en sny nog 4 draadjies hierdie keer, baie langer, en soldeer dit aan die bord se verbindings soos op die foto's getoon. hierdie een word blootgestel aan die elemente en word nie deur die omhulsel beskerm nie. Ek beveel ook aan om die drade te maak, net soos ek vir 'n skoner en meer praktiese verbinding gemaak het. Die ander kant is in plaas daarvan die plek vir springkoppe: soldeer 4 mannetjiespenne om te verseker dat die verbinding veilig en bestel word volgens die bedoeling oor die lang drade. Maak seker dat u die bevel respekteer: terwyl dit op die skild gaan, GND VCC SDA SCL.

Ek beveel ook aan om die gesoldeerde kontakte en die Power LED met 'n vloeibare isolator te bedek: 'n konforme laag is spesifiek hiervoor ontwerp, maar 'n duidelike naellak is in 'n knippie, en dit is wat ek gebruik het. Ten spyte van die PMMA "dak" wat die bord bedek, sal dit steeds blootgestel word aan die elemente, en u wil eerder veilig wees as jammer. Maak seker dat u nie die UV-ligsensor self bedek nie-die swart chip in die middel van die bord-veral as u 'n konforme laag gebruik: die meeste verbindings is UV-fluoresserend, wat beteken dat hulle 'n deel van die lig absorbeer sensor probeer vasvang, en belemmer dus die lesings daarvan. PMMA, aan die ander kant, is een van die mees UV-deursigtige materiale wat algemeen beskikbaar is, en beskerm die sensor voldoende teen die elemente, terwyl dit sy invloed op die metings tot die minimum beperk.

Grondvogsensor Sny die ente van die 3-draads kabel vas en soldeer dit aan die verbindings van die bord, soos op die foto's getoon. En aan die ander kant, soldeer 3 manlike penne vir 'n beter verbinding. Maak weer seker dat u die volgorde respekteer: GND A1 D5. Sorg ook vir hierdie sensor die kontakte en die ingeboude stroombane met die vloeibare isolator: anders as die UV-ligsensor, word dit deur niks gedek nie en word heeltemal blootgestel aan die elemente, dus is 'n goeie beskermingsvlak nodig.

Grondtemperatuursensor Sny die ente van die kabel af en soldeer dit weer aan 3 penne in die volgorde: GND D4 VCC. Die drade met 'n nabye aansluiting is gewoonlik gekleurd: SWART = GND WIT = SIG ROOI = VCC.

Sunny Buddy Ek het 'n paar vroulike springkoppe aan die sekondêre lasverbindings op die bord gesoldeer, maar uiteindelik het ek dit nie gebruik nie, so dit is nie nodig nie.

Eksterne antenna Plak die antenna eenvoudig aan die onderkant van die basisstuk, of op enige ander plek wat by die vormfaktor pas.

Kalibrasie

Grondvogsensor Dit is die sensor wat die meeste gekalibreer moet word, en dit is belangrik om dit te kalibreer na die grond wat dit sal monitor sodra dit ontplooi is.

Om dit te help, het ek 'n eenvoudige program met die naam calibrator.ino saamgestel: stel dit net saam en flits dit na u Photon, en maak 'n seriële monitor gereed, byvoorbeeld met die Particle CLI -opdrag deeltjie seriële monitor of met screen /dev / ttyACM0. Plaas die sensor ongeveer driekwart van sy pad in die grond waarvoor u dit wil kalibreer, in 'n heeltemal droë toestand, soos op die eerste foto getoon, en teken hierdie rou lesing op in die smCal0-veld van die kalibrasie.h-lêer. Maak die grond soveel as moontlik nat totdat dit versadig is met water soos in die tweede prentjie, en teken hierdie rou lesing in die smCal100 -veld van dieselfde lêer op.

Sunny Buddy 'n Ander element wat kalibrasie vereis, is die Sunny Buddy: alhoewel dit nie 'n sensor is nie, moet die MPPT (Maximum Power Point Transfer) -ontwerp daarvan gekalibreer word tot die punt van maksimum kragoordrag. Om dit te kan doen, moet u dit op 'n sonnige sonpaneel koppel meet die spanning oor die SET- en GND -pads, en pas die potensiometer naby met 'n skroewedraaier totdat die spanning ongeveer 3V is.

Stap 2: Die sagteware

U kan al die kode, bygewerk en gedokumenteer, vind op die GitHub -repo.

Stap 3: Die vergadering

Kom ons begin alles bymekaarbring met die Stevenson-skerm, van bo-af begin monteer soos op die foto's. Eerstens is die boonste omslag met sy gesplete staanders vir die UV-ligsensor en die sonpaneel om aanmekaar te sit en vas te maak in. Om dit te vul, monteer die sonpaneel op sy rak en bedek die UV -ligsensor met sy PMMA -dak. Dan kan die oorblywende omhulsels met die draadstawe aan die boonste stuk vasgemaak word: die gate kan oortuigend wees, maar 'n bietjie wrywing kan help om hulle almal bymekaar te hou.

Sodra die Stevenson -skerm saamgestel is, verbind die basisstuk met die reënmeter en vul dit met die stroombane deur die komponente op hul borde te monteer en dit aan te sluit soos op die foto's. Vervolgens kan die randapparatuur soos die eksterne antenna, die grondtemperatuur- en vogsensors en die OpenLog verbind word. Dan kan u die windmeters op hul paal aanmekaar sit, soos in die samestellingsgids van SparkFun getoon, en die reënmeter en die basisstuk ongeveer driekwart van sy pad op.

U kan dan die kabels van die sonpaneel, die UV -ligsensor en die reën- en windmeters deur 'n opening tussen die deksels lei en die Stevenson -skerm op die basisstuk monteer. Sodra die stawe met 'n paar neute op elkeen vasgemaak is, is u eie persoonlike weerstasie voltooi en gereed om op die veld te ontplooi!

Stap 4: Ontplooiing + gevolgtrekkings

Sodra u dit voltooi het, kan u agteroor sit, ontspan en dit geniet om u lewendige hiper-plaaslike weerdata op al die volgende platforms te sien!

• DingPraat
• Weer Ondergronds
• WeatherCloud

Die spesifieke skakels hierbo is na my weerdata, maar as u ook hierdie projek maak, moet u ook die skakels na u toestelle insluit-ek sal baie graag hierdie netwerk wil sien uitbrei!