Particle Photon IoT Personal na Panahon ng Panahon: 4 na Hakbang (na may Mga Larawan)

2024 May -akda: John Day | [email protected]. Huling binago: 2024-01-30 13:11

Mga gamit

• Particle Photon
• [OPSYONAL] 2.4GHz u. FL antena
• SparkFun OpenLog
• SparkFun Photon Weather Shield
• SparkFun Weather Meters
• Dallas DS18B20 Waterproof Temperature Sensor
• SparkFun Soil Moisture Sensor
• SparkFun Qwiic VEML6075 UV Light Sensor
• 3.5W solar panel
• SparkFun Sunny Buddy
• Pasadyang 3D na Modelo na Stevenson Screen
• Isang soldering kit
• Isang bungkos ng single-core jumper wire
• Isang 2-pin na terminal ng tornilyo
• Ilang header ng lalaki at babae
• 22 3mm hindi kinakalawang na bolt
• 44 3mm hindi kinakalawang na mani
• 3 6mm hindi kinakalawang na sinulid na mga tungkod
• 9 6mm hindi kinakalawang na mani

Hakbang 1: Ang Hardware

Paghahanda

Weather Shield Tulad ng nakabalangkas sa gabay sa hookup ng Sparkfun, gupitin ang RAW Power Select jumper pad sa likuran nito mula sa VREG at i-solder ito sa Photon_VIN upang i-reroute ang papasok na linya ng kuryente sa panloob na regulator ng boltahe ng Photon para sa mas mababang paggamit ng kuryente sa pagtulog, na kumakatawan sa eksaktong kalahati ng paglawak pipigilan nito ang input boltahe sa pagitan ng 3.6 at 5.5V, ngunit ang linya ng kuryente ay nahuhulog mismo sa matamis na lugar kasama ang 3.7V mula sa baterya ng LiPo sa pamamagitan ng Sunny Buddy.

Gayundin, siguraduhin na ang 3.3V Huwag paganahin ang jumper na nasa ibaba mismo ay konektado: kung hindi man, ang mga on-board sensor ay hindi makakatanggap ng anumang lakas mula sa linya ng 3.3V, na ginagawang mabisa ang pagkakakonekta sa kanila mula sa Photon. Ang jumper na ito ay sinadya na idiskonekta para sa pagpapatakbo sa kapwa panlabas at lakas ng USB upang maiwasan ang mga salungatan, at iyon nga ang tanging sitwasyon na nagbibigay-daan sa mga on-board sensor na makatanggap ng lakas at gumana nang maayos. Huwag magalala kung kailangan mong ikonekta ang isang USB cable sa iyong Photon para sa ilang Serial na pagsubaybay: Sinubukan ko ito ng aking sarili nang maraming beses, at ang Photon ay palaging nakaligtas na ligtas at tunog nang walang pinsala. Marahil ay huwag iwanan ito nang maraming oras at oras tulad nito. Suriin ang eskematiko ng kalasag kung interesado ka sa higit pang mga detalye.

Pag-ikot ng kalasag, siguraduhin na ang I2C PU jumper pad sa kanan ay konektado. Ang I2C bus, na kasama ang mga on-board sensor, ay nangangailangan ng isang mahusay na natukoy na resistensya ng pull-up ng pamantayan ng protocol, at pagkakaroon ng anumang iba pang pull-up pipigilan ng halaga ang mga peripheral na makilala: bilang isang pangkalahatang tuntunin ng hinlalaki, isang pares lamang ng mga pull-up resistor ang makakonekta sa bus. Ang sensor suite ay magsasangkot ng isa pang sensor sa bus - ang UV light sensor - ngunit bilang isang peripheral ng I2C, kasama din nito ang pares ng mga pull-up resistor, at inirerekumenda kong tanggalin ang mga iyon sa halip: hindi bababa sa proyektong ito, ang ang kalasag ay maaaring potensyal na magamit mag-isa, habang ang sensor ng UV ay halos hindi magagamit nang walang kalasag.

Ang paghihinang ng isang terminal ng tornilyo sa mga konektor ng kuryente at ilang mga babaeng jumper sa mga paligid na konektor ay magandang ideya din, at isa na inirerekumenda ko para sa modularity: ang mabilis na pagkonekta at idiskonekta ang tampok ay maaaring maging kapaki-pakinabang para sa pag-troubleshoot, pag-aayos, o pag-upgrade. Para sa isang mas mahusay na fit at mas maayos na pamamahala ng cable, siguraduhing ikonekta ang mga gilid sa likuran tulad ng ipinakita sa mga larawan. Nag-solder din ako ng mga jumper sa mga butas ng extension ng Photon para sa mas modularity, ngunit hindi ito kinakailangan dahil ang mga pin na ito ay kasalukuyang hindi ginagamit..

OpenLogCut at putulin ang 4 na maikling hibla ng kawad, at solder ang mga ito sa OpenLog tulad ng ipinakita sa mga larawan. Hindi ito mga header ng jumper, ngunit nakita kong ito ang pinakamahusay na solusyon para sa isang maikling koneksyon. Kung iniisip mo ang tungkol sa paghihinang ng ilang mga pin na header ng lalaki sa pisara at pagkonekta sa mga sa mga header na babae ng kalasag, sa kasamaang palad ang magkakaibang mga layout ng pin sa dalawang mga interface ay pinipigilan ang mahusay na ideyang ito mula sa pagiging mabubuhay.

UV Light Sensor Gupitin at putulin ang 4 pang mga hibla ng kawad, mas matagal sa oras na ito, at ihihinang ito sa mga konektor ng board tulad ng ipinakita sa mga larawan. Muli, hindi ito mga header ng jumper, ngunit pinili kong pahalagahan ang pagiging masungit sa modularity sa mga koneksyon na, tulad ng ang isang ito, ay nakalantad sa mga elemento at hindi protektado ng enclosure. Inirerekumenda ko rin ang pag-twining ng mga wire tulad ng ginawa ko para sa isang mas malinis at mas praktikal na koneksyon. Ang kabilang dulo, sa halip, ay ang lugar para sa mga header ng jumper: maghinang ng 4 na mga lalaking pin upang matiyak na ang koneksyon ay pinananatiling ligtas at iniutos na inilaan sa mahabang mga wire. Siguraduhing igalang ang pagkakasunud-sunod: sa kanilang kalasag, GND VCC SDA SCL.

Inirerekumenda ko rin ang patong ng mga soldered na contact at ang Power LED na may likidong insulator: ang conformal coating ay partikular na idinisenyo para dito, ngunit ang malinaw na polish ng kuko ay gagawin sa isang kurot, at iyon ang ginamit ko. Sa kabila ng "bubong" ng PMMA na tatakip sa board, malantad pa rin ito sa mga elemento, at mas gugustuhin mong maging ligtas kaysa humihingi ka ng paumanhin. Tiyaking hindi takpan ang sensor ng ilaw ng UV mismo - ang itim na maliit na tilad sa gitna ng pisara - lalo na kung gumagamit ka ng patong na tumutugma: ang karamihan sa mga compound ay UV-fluorescent, na nangangahulugang sumisipsip sila ng ilang bahagi ng ilaw na Sinusubukan ng sensor na makuha, samakatuwid ay nakagambala sa mga pagbasa nito. Ang PMMA naman

Soil Moisture Sensor Itago ang mga dulo ng 3-strand cable, at i-solder ang mga ito sa mga konektor ng board tulad ng ipinakita sa mga larawan. At, sa kabilang dulo, maghinang ng 3 mga lalaking pin para sa isang mas mahusay na koneksyon. Muli, siguraduhing igalang ang pagkakasunud-sunod: GND A1 D5. Para sa sensor na ito din, siguraduhing coat ang mga contact at ang on-board circuitry na may likidong insulator: hindi tulad ng UV light sensor, hindi ito sakop ng anuman at ganap na mailalantad sa mga elemento, kaya kailangan ng mahusay na antas ng proteksyon.

Sensor ng Temperatura ng Lupa Itaas ang mga dulo ng cable at, muli, solder ang mga ito sa 3 mga lalaking pin sa pagkakasunud-sunod: GND D4 VCC. Ang mga malapit na natapos na wires ay ayon sa kaugalian na naka-code sa kulay: BLACK = GND WHITE = SIG RED = VCC.

Nag-solder ako ng isang pares ng mga babaeng header ng jumper sa pangalawang mga konektor ng Load sa board, ngunit sa huli ay hindi ko ginagamit ang mga ito, kaya't hindi kinakailangan.

Panlabas na AntennaLamang idikit ang antena sa ibabang bahagi ng base, o saanman na nababagay sa form factor nito.

Pagkakalibrate

Ang Soil Moisture Sensor

Upang matulungan iyon, pinagsama ko ang isang simpleng programa na pinangalanang calibrator.ino: i-compile lamang at i-flash ito sa iyong Photon, at maghanda ng isang serial monitor, halimbawa sa Particle CLI command na serial monitor ng serial o sa screen / dev / ttyACM0. Ilagay ang sensor tungkol sa tatlong-kapat ng paraan nito sa loob ng lupa na nais mong i-calibrate ito, sa isang ganap na tuyong kondisyon tulad ng ipinakita sa unang larawan, at itala ang hilaw na pagbabasa na ito sa smCal0 na patlang ng calibration.h file. Pagkatapos, basain ang lupa hangga't maaari, hanggang sa mababad ito ng tubig tulad ng ipinakita sa pangalawang larawan, at itala ang hilaw na pagbabasa sa patlang na smCal100 ng parehong file.

Ang isa pang elemento na nangangailangan ng pagkakalibrate ay ang Sunny Buddy: habang hindi isang sensor, ang disenyo ng MPPT (Maximum Power Point Transfer) na disenyo ay kailangang i-calibrate sa puntong iyon ng maximum na paglipat ng kuryente. Upang magawa ito, ikonekta ito sa iyong solar panel sa isang maaraw araw, sukatin ang boltahe sa SET at GND pads, at i-tweak ang kalapit na potensyomiter gamit ang isang distornilyador hanggang sa ang boltahe ay halos 3V.

Hakbang 2: Ang Software

Mahahanap mo ang lahat ng code, na-update at naitala sa GitHub repo nito.

Hakbang 3: Ang Assembly

Simulan nating ilagay ang lahat ng ito kasama ang screen ng Stevenson, magsimulang mag-ipon mula sa itaas na pababa tulad ng ipinakita sa mga larawan. Una at pinakamahalaga ang tuktok na takip, kasama ang split split nito para sa UV light sensor at solar panel na magkakasama at i-bolt sa Susunod, upang mapunan ito, i-mount ang panel ng solar sa kanyang rak at takpan ang sensor ng ilaw ng UV gamit ang bubong ng PMMA. Pagkatapos, ang natitirang mga takip ay maaaring tipunin sa tuktok na piraso ng may sinulid na mga tungkod: ang mga butas ay maaaring mangailangan ng ilang kapani-paniwala, ngunit ang kaunting alitan ay maaaring makatulong sa pagpapanatili nilang lahat.

Kapag ang screen ng Stevenson ay tipunin, sumali sa base piece na may sukat ng ulan at i-populate ito sa circuitry nito, sa pamamagitan ng pag-mount ng mga sangkap sa kanilang mga board at pagkonekta sa kanila tulad ng ipinakita sa mga larawan. Susunod, ang mga peripheral tulad ng panlabas na antena, temperatura ng lupa at mga sensor ng kahalumigmigan, at ang OpenLog ay maaaring konektado. Pagkatapos, maaari mong pagsamahin ang mga metro ng hangin sa kanilang poste tulad ng ipinakita sa gabay sa pagpupulong ng SparkFun, at i-mount ang sukat ng ulan at ang base piraso tungkol sa tatlong-kapat ng kanyang paraan up.

Pagkatapos ay maaari kang magpatuloy upang i-ruta ang mga kable na nagmumula sa solar panel, sensor ng ilaw ng UV, at ang mga metro ng ulan at hangin sa pamamagitan ng isang pagbubukas sa pagitan ng mga takip at i-mount ang screen ng Stevenson sa batayang piraso. Kapag ang mga tungkod ay na-secure na may isang pares ng mga mani sa bawat isa, ang iyong sariling personal na istasyon ng panahon ay kumpleto at handa nang i-deploy sa patlang!

Hakbang 4: Pag-deploy + Mga Konklusyon

Kapag nakumpleto mo na, maaari kang umupo, magpahinga, at masiyahan na makita ang iyong live na hyper-local na data ng panahon sa lahat ng mga sumusunod na platform!

• ThingSpeak
• WeatherUnderground
• WeatherCloud

Ang mga tukoy na link sa itaas ay sa aking data ng lagay ng panahon, ngunit kung gagawin mo rin ang proyektong ito, mangyaring isama din ang mga link sa iyong mga aparato - Gustong-gusto kong makita ang pinalawak na network na ginawa ng mga tao!