कण फोटॉन IoT व्यक्तिगत मौसम स्टेशन: 4 कदम (चित्रों के साथ)

2024 लेखक: John Day | [email protected]. अंतिम बार संशोधित: 2024-01-30 09:20

आपूर्ति

• कण फोटॉन
• [वैकल्पिक] २.४GHz u. FL एंटेना
• स्पार्कफन ओपनलॉग
• स्पार्कफन फोटॉन वेदर शील्ड
• स्पार्कफन मौसम मीटर
• डलास DS18B20 पनरोक तापमान सेंसर
• स्पार्कफन मृदा नमी सेंसर
• SparkFun Qwiic VEML6075 UV लाइट सेंसर
• 3.5W सौर पैनल
• स्पार्कफन सनी बडी
• कस्टम 3D मॉडल वाली स्टीवेन्सन स्क्रीन
• एक सोल्डरिंग किट
• सिंगल-कोर जम्पर वायर का एक गुच्छा
• एक 2-पिन स्क्रू टर्मिनल
• कुछ पुरुष और महिला हेडर
• 22 3 मिमी स्टेनलेस बोल्ट
• ४४ ३ मिमी स्टेनलेस नट
• ३ ६ मिमी स्टेनलेस पिरोया छड़
• 9 6 मिमी स्टेनलेस नट

चरण 1: हार्डवेयर

तैयारी

वेदर शील्ड जैसा कि स्पार्कफुन के हुकअप गाइड में बताया गया है, नींद के दौरान कम बिजली की खपत के लिए फोटॉन के आंतरिक वोल्टेज नियामक को आने वाली बिजली लाइन को फिर से रूट करने के लिए वीआरईजी से रॉ पावर सेलेक्ट जम्पर पैड को काटें और इसे फोटॉन_वीआईएन में मिला दें, जो कि तैनाती के ठीक आधे हिस्से का प्रतिनिधित्व करता है। time.यह 3.6 और 5.5V के बीच इनपुट वोल्टेज को प्रतिबंधित करेगा, लेकिन सनी बडी के माध्यम से LiPo बैटरी से 3.7V के साथ बिजली लाइन मीठे स्थान पर गिरती है।

इसके अलावा, सुनिश्चित करें कि नीचे 3.3V डिसेबल जम्पर जुड़ा हुआ है: अन्यथा, ऑन-बोर्ड सेंसर को 3.3V लाइन से कोई शक्ति प्राप्त नहीं होगी, जिससे वे फोटॉन से प्रभावी रूप से डिस्कनेक्ट हो जाएंगे। यह जम्पर ऑपरेशन के लिए डिस्कनेक्ट होने के लिए है संघर्षों से बचने के लिए बाहरी और USB दोनों शक्ति, और वास्तव में यही एकमात्र स्थिति है जो ऑन-बोर्ड सेंसर को शक्ति प्राप्त करने और ठीक से कार्य करने की अनुमति देती है। चिंता न करें यदि आपको कुछ सीरियल मॉनिटरिंग के लिए USB केबल को अपने फोटॉन से कनेक्ट करना है: मैंने इसे स्वयं कई बार आज़माया है, और फोटॉन बिना किसी नुकसान के हमेशा सुरक्षित और स्वस्थ रहा है। बस शायद इसे घंटों और घंटों को इस तरह न छोड़ें। यदि आप अधिक विवरण में रुचि रखते हैं तो शील्ड की योजनाबद्ध जाँच करें।

ढाल के चारों ओर मुड़ते हुए, सुनिश्चित करें कि दाईं ओर I2C PU जम्पर पैड जुड़ा हुआ है। I2C बस, जिसमें ऑन-बोर्ड सेंसर शामिल हैं, को प्रोटोकॉल मानक द्वारा एक अच्छी तरह से परिभाषित पुल-अप प्रतिरोध की आवश्यकता होती है, और कोई अन्य पुल-अप होता है मान बाह्य उपकरणों को पहचानने से रोकेगा: अंगूठे के एक सामान्य नियम के रूप में, पुल-अप प्रतिरोधों की केवल एक जोड़ी को बस में जोड़ा जाना है। सेंसर सूट में बस में एक और सेंसर शामिल होगा - यूवी लाइट सेंसर - लेकिन एक I2C परिधीय के रूप में, वह भी अपने कुछ पुल-अप प्रतिरोधों के साथ आता है, और मैं इसके बजाय उन्हें डिस्कनेक्ट करने की सलाह देता हूं: कम से कम इस परियोजना में, शील्ड का इस्तेमाल पूरी तरह से अकेले किया जा सकता है, जबकि यूवी सेंसर को शील्ड के बिना शायद ही इस्तेमाल किया जा सकता है।

पावर कनेक्टर पर एक स्क्रू टर्मिनल और परिधीय कनेक्टर्स पर कुछ महिला जंपर्स को टांका लगाना भी एक अच्छा विचार है, और एक मैं प्रतिरूपकता के लिए अनुशंसा करता हूं: त्वरित कनेक्ट और डिस्कनेक्ट सुविधा समस्या निवारण, मरम्मत या उन्नयन के लिए वास्तव में सहायक हो सकती है। एक बेहतर फिट और टिडियर केबल प्रबंधन के लिए, तस्वीरों में दिखाए गए अनुसार साइड वाले को कनेक्ट करना सुनिश्चित करें। मैंने फोटॉन के एक्सटेंशन होल पर जंपर्स को और भी अधिक मॉड्युलैरिटी के लिए सोल्डर किया, लेकिन इसकी आवश्यकता नहीं है क्योंकि वर्तमान में उन पिनों का उपयोग नहीं किया जाता है।.

OpenLogCut और तार के 4 छोटे स्ट्रेंड ट्रिम करें, और उन्हें OpenLog में मिलाप करें जैसा कि चित्रों में दिखाया गया है। यह जम्पर हेडर नहीं है, लेकिन मुझे यह इतने छोटे कनेक्शन के लिए सबसे अच्छा समाधान लगा। यदि आप बोर्ड पर कुछ पुरुष हेडर पिन को सोल्डर करने और उन्हें शील्ड के महिला हेडर से जोड़ने के बारे में सोच रहे हैं, तो दुर्भाग्य से दो इंटरफेस पर अलग-अलग पिन लेआउट इस महान विचार को व्यवहार्य होने से रोकते हैं।

यूवी लाइट सेंसर इस बार तार के 4 और स्ट्रैंड्स को काटें और ट्रिम करें, और उन्हें बोर्ड के कनेक्टर्स में मिलाप करें जैसा कि चित्रों में दिखाया गया है। फिर से, यह जम्पर हेडर नहीं है, लेकिन मैंने कनेक्शन में प्रतिरूपकता पर कठोरता को महत्व देना चुना है, जैसे यह एक, तत्वों के संपर्क में है और बाड़े द्वारा संरक्षित नहीं है। मैं तारों को जोड़ने की भी सलाह देता हूं जैसा कि मैंने क्लीनर और अधिक व्यावहारिक कनेक्शन के लिए किया था। दूसरा छोर, इसके बजाय, जम्पर हेडर के लिए जगह है: सोल्डर 4 पुरुष पिन यह सुनिश्चित करने के लिए कि कनेक्शन को सुरक्षित रखा गया है और लंबे तारों पर इरादा के अनुसार ऑर्डर किया गया है। आदेश का सम्मान करना सुनिश्चित करें: जैसे ही वे ढाल पर जाते हैं, जीएनडी वीसीसी एसडीए एससीएल।

मैं एक तरल इन्सुलेटर के साथ सोल्डर किए गए संपर्कों और पावर एलईडी को कोटिंग करने की भी सलाह देता हूं: अनुरूप कोटिंग विशेष रूप से इसके लिए डिज़ाइन की गई है, लेकिन स्पष्ट नेल पॉलिश चुटकी में करेगी, और यही मैंने उपयोग किया है। पीएमएमए "छत" के बावजूद जो बोर्ड को कवर करेगा, यह अभी भी तत्वों के संपर्क में रहेगा, और आप खेद के बजाय सुरक्षित रहेंगे। सुनिश्चित करें कि यूवी प्रकाश संवेदक को स्वयं कवर न करें - बोर्ड के बीच में काली चिप - विशेष रूप से यदि आप अनुरूप कोटिंग का उपयोग कर रहे हैं: अधिकांश यौगिक यूवी-फ्लोरोसेंट हैं, जिसका अर्थ है कि वे प्रकाश के कुछ हिस्से को अवशोषित करते हैं सेंसर कैप्चर करने की कोशिश कर रहा है, इसलिए इसकी रीडिंग में हस्तक्षेप कर रहा है। दूसरी ओर, पीएमएमए आमतौर पर उपलब्ध सबसे यूवी-पारदर्शी सामग्रियों में से एक है, और इसके माप पर इसके प्रभाव को कम से कम रखते हुए सेंसर को तत्वों से पर्याप्त रूप से सुरक्षित रखेगा।

मृदा नमी सेंसर 3-स्ट्रैंड केबल के सिरों को ट्रिम करें, और उन्हें बोर्ड के कनेक्टर्स में मिलाप करें जैसा कि चित्रों में दिखाया गया है। और, दूसरे छोर पर, बेहतर कनेक्शन के लिए 3 पुरुष पिन मिलाप करें। फिर से, आदेश का सम्मान करना सुनिश्चित करें: GND A1 D5। इस सेंसर के लिए भी, तरल इन्सुलेटर के साथ संपर्कों और ऑन-बोर्ड सर्किटरी को कोट करना सुनिश्चित करें: यूवी लाइट सेंसर के विपरीत, यह किसी भी चीज़ से कवर नहीं होगा और पूरी तरह से तत्वों के संपर्क में आ जाएगा, इसलिए सुरक्षा के अच्छे स्तर की आवश्यकता है।

मिट्टी का तापमान सेंसर केबल के सिरों को ट्रिम करें और, फिर से, उन्हें क्रम में 3 पुरुष पिनों में मिलाप करें: GND D4 VCC। क्लोज-एंडेड तार पारंपरिक रूप से रंग-कोडित होते हैं: BLACK=GND WHITE=SIG RED=VCC।

सनी बडी ने बोर्ड पर सेकेंडरी लोड कनेक्टर में कुछ महिला जम्पर हेडर को मिलाया, लेकिन अंततः उनका उपयोग नहीं किया, इसलिए यह आवश्यक नहीं है।

बाहरी ऐन्टेना बस ऐन्टेना को बेस पीस के नीचे, या कहीं और जो इसके फॉर्म फैक्टर के अनुकूल हो, चिपका दें।

कैलिब्रेशन

मृदा नमी सेंसरयह वह सेंसर है जिसे सबसे अधिक कैलिब्रेट करने की आवश्यकता होती है, और इसे उस मिट्टी में कैलिब्रेट करना महत्वपूर्ण है जिसे एक बार तैनात करने के बाद इसकी निगरानी की जाएगी।

इसमें मदद करने के लिए, मैंने कैलिब्रेटर.इनो नामक एक साधारण प्रोग्राम को एक साथ रखा है: बस इसे संकलित करें और इसे अपने फोटॉन पर फ्लैश करें, और एक सीरियल मॉनिटर तैयार करें, उदाहरण के लिए पार्टिकल सीएलआई कमांड पार्टिकल सीरियल मॉनिटर या स्क्रीन/देव/ ttyACM0. पहली तस्वीर में दिखाए गए अनुसार पूरी तरह से सूखी स्थिति में, जिस मिट्टी के लिए आप इसे कैलिब्रेट करना चाहते हैं, उसके अंदर सेंसर को अपने रास्ते के लगभग तीन-चौथाई हिस्से में रखें, और इस कच्ची रीडिंग को कैलिब्रेशन.h फ़ाइल के smCal0 फ़ील्ड में रिकॉर्ड करें। फिर, मिट्टी को जितना हो सके गीला करें, जब तक कि यह पानी से संतृप्त न हो जाए, जैसा कि दूसरी तस्वीर में दिखाया गया है, और इस कच्ची रीडिंग को उसी फ़ाइल के smCal100 फ़ील्ड में रिकॉर्ड करें।

सनी बडी एक अन्य तत्व जिसे कैलिब्रेशन की आवश्यकता होती है, वह है सनी बडी: सेंसर नहीं होने पर, इसके एमपीपीटी (अधिकतम पावर प्वाइंट ट्रांसफर) डिज़ाइन को अधिकतम पावर ट्रांसफर के उस बिंदु पर कैलिब्रेट करने की आवश्यकता होती है। ऐसा करने के लिए, इसे धूप में अपने सौर पैनल से कनेक्ट करें। दिन में, SET और GND पैड में वोल्टेज को मापें, और पास के पोटेंशियोमीटर को एक पेचकश के साथ तब तक घुमाएं जब तक कि वोल्टेज लगभग 3V न हो जाए।

चरण 2: सॉफ्टवेयर

आप इसके GitHub रेपो पर सभी कोड, अद्यतन और प्रलेखित पा सकते हैं।

चरण 3: विधानसभा

आइए स्टीवेन्सन स्क्रीन के साथ सब कुछ एक साथ रखना शुरू करें, ऊपर से नीचे से संयोजन शुरू करें जैसा कि चित्रों में दिखाया गया है। सबसे पहले और सबसे महत्वपूर्ण शीर्ष कवर है, इसके विभाजन के साथ यूवी लाइट सेंसर और सौर पैनल एक साथ और बोल्ट लगाने के लिए खड़ा है। इसके बाद, इसे पॉप्युलेट करने के लिए, इसके रैक पर सोलर पैनल को माउंट करें और यूवी लाइट सेंसर को इसकी पीएमएमए छत से ढक दें। फिर, शेष कवरों को थ्रेडेड रॉड्स के साथ शीर्ष टुकड़े पर इकट्ठा किया जा सकता है: छेदों को कुछ आश्वस्त करने की आवश्यकता हो सकती है, लेकिन थोड़ा सा घर्षण उन सभी को एक साथ रखने में मदद कर सकता है।

एक बार स्टीवेन्सन स्क्रीन असेंबल हो जाने के बाद, बेस पीस को रेन गेज के साथ जोड़ दें और इसे अपने सर्किटरी से भर दें, घटकों को उनके बोर्डों पर माउंट करके और उन्हें चित्रों में दिखाए अनुसार कनेक्ट करें। इसके बाद, बाह्य एंटेना, मिट्टी के तापमान और नमी सेंसर, और ओपनलॉग जैसे बाह्य उपकरणों को जोड़ा जा सकता है। फिर, आप स्पार्कफुन की असेंबली गाइड में दिखाए गए अनुसार पवन मीटर को उनके ध्रुव पर एक साथ रख सकते हैं, और बारिश गेज और माउंट कर सकते हैं आधार टुकड़ा इसके रास्ते का लगभग तीन-चौथाई।

फिर आप सौर पैनल, यूवी लाइट सेंसर, और बारिश और हवा के मीटर से आने वाले केबलों को कवर के बीच एक उद्घाटन के माध्यम से रूट करने के लिए आगे बढ़ सकते हैं और स्टीवेन्सन स्क्रीन को बेस पीस पर माउंट कर सकते हैं। एक बार जब छड़ों को हर एक पर कुछ नट्स के साथ सुरक्षित कर लिया जाता है, तो आपका अपना निजी मौसम स्टेशन पूरा हो जाता है और मैदान पर तैनात होने के लिए तैयार हो जाता है!

चरण 4: परिनियोजन + निष्कर्ष

एक बार जब आप इसे पूरा कर लेते हैं, तो आप वापस बैठ सकते हैं, आराम कर सकते हैं, और निम्नलिखित सभी प्लेटफॉर्म पर अपने लाइव हाइपर-लोकल वेदर डेटा को देखने का आनंद ले सकते हैं!

• बात बोलो
• वैदर अंडरग्राउंड
• वेदरक्लाउड

ऊपर दिए गए विशिष्ट लिंक मेरे मौसम डेटा के लिए हैं, लेकिन यदि आप यह प्रोजेक्ट भी बनाते हैं, तो कृपया अपने उपकरणों के लिंक भी शामिल करें -- मुझे लोगों द्वारा बनाए गए इस नेटवर्क का विस्तार होते देखना वाकई अच्छा लगेगा!