Monitor meteorológico MKR FOX 1200

Componentes e suprimentos

Arduino MKR Fox 1200

SparkFun Atmospheric Sensor Breakout - BME280

Sensor digital de luz de luminosidade TSL2561

HTU 1D

Aplicativos e serviços online

Arduino Web Editor

API ThingSpeak

Sigfox

Sobre este projeto

Observação:este tutorial pode estar desatualizado, vá aqui para uma versão mais atual.

Este projeto mostra como girar um MKR FOX 1200 e um monte de sensores I2C em uma estação meteorológica simples, movida a bateria.

Nós vamos usar:

o sensor de temperatura integrado (baixa precisão, ± 1 ° C)

Sensor HTU21D I2C para obter o nível de umidade

Bosch BMP280 para obter a pressão barométrica e a temperatura precisa

Sensor de luz TSL2561 para obter luminosidade

Configuração de hardware

As conexões de hardware para este projeto são bastante simples:todos os sensores usam interfaces I2C e funcionam a 3,3V.

Eles precisam de quatro fios do MKR FOX 1200:GND, 3,3V, SDA no pino 11 e SCL no pino 12. As mesmas quatro conexões podem ser compartilhadas em paralelo com os três sensores porque cada um deles tem um endereço I2C específico e, portanto, o bibliotecas e funções relevantes cuidarão de discriminar cada um deles.

Todo o projeto pode ser alimentado por duas baterias alcalinas AA ou AAA conectadas em série para gerar 3V e conectadas ao bloco de terminais de conexão a parafuso na placa.

Mensagens Sigfox

Como a rede Sigfox pode enviar no máximo 140 mensagens por dia, otimizaremos as leituras e enviaremos os dados em formato binário compacto.

A compactação de dados é importante porque o tamanho máximo de uma mensagem que você pode enviar é de 12 bytes. Um float ocupa 4 bytes, portanto, precisaremos compactar nossas leituras em uma representação menor.

O formato flutuante é muito amplo (você pode representar números tão grandes quanto 3,402823e + 38 (!)) E não precisamos de todo o espaço de dados; podemos então decidir os limites de segurança (com base em onde vamos implantar a estação) e restaurar a representação original no backend.

Configuração dos serviços em nuvem

Usaremos dois serviços em nuvem:

back-end Sigfox

Thingspeak

Registre sua placa no backend Sigfox usando PAC e ID fornecidos pelo exemplo FirstConfiguration (pode ser ignorado se você já fez isso para um projeto anterior).

Ambos precisam ser configurados para se comunicarem e interpretarem os dados no formato correto. Registre-se em ambos e crie alguns canais em Thingspeak. A configuração é relatada na imagem abaixo.

O primeiro canal que configuraremos será aquele que receberá os dados brutos ( readChannelID ), enquanto o segundo coletará os dados redimensionados ( writeChannelID )

É hora de fazer o upload do esboço usando o Arduino Create Editor. O esboço padrão permite que você teste extensivamente toda a infraestrutura antes de implantar no campo.

Lembre-se de declarar:

  oneshot =false

quando você tiver certeza de que toda a configuração da infraestrutura de back-end está correta. O esboço aguarda a porta serial, portanto, não o lançaremos agora. Em vez disso, abra o back-end SigFox e configure um retorno de chamada:

Clique em TIPO DE DISPOSITIVO -> LISTA -> clique com o botão direito em seu quadro e clique em Editar.

Clique em CALLBACKS no menu do lado esquerdo:

Você verá uma janela como esta:

Clique em Novo botão no canto superior direito da janela:

Selecione Retorno de chamada personalizado:

As configurações relevantes são relatadas abaixo. Certifique-se de que o retorno de chamada esteja configurado como:

TIPO: DADOS / UPLINK

Canal: URL

Método Http: GET

Como carga útil personalizada, defina:

  status ::uint:8 temp1 ::int:16:little-endian temp2 ::int:16:little-endian press ::uint:16:little-endian hum ::uint:16:little -endian light ::uint:16:little-endian lastMsg ::uint:8

Isso representa a estrutura que empacotamos no esboço. Estamos atribuindo uma variável a cada campo, para que possamos referenciá-los no retorno de chamada HTTP.

Como padrão de URL, defina:

  https://api.thingspeak.com/update?api_key=XXXXXXXXXXXX&field1={customData#temp1}&field2={customData#press}&field3={customData#temp2}&field4={customData#hum}&field5={customData # light} &field6 ={customData # status} &field7 ={customData # lastMsg}

Depois de configuradas, suas janelas devem ser assim:

Lembre-se de alterar a chave API api_key com aquele fornecido por Thingspeak como Write API Key para Channel1 .

Salvar e sair. Agora podemos abrir a porta serial e observar a primeira mensagem sendo enviada. Viva!

Do cru para o gráfico

A configuração que configuramos irá rotear nossos dados para o backend Thingspeak, mas eles ainda estão no formato bruto; para reconvertê-los, vamos usar a ferramenta de análise Thingspeak com este trecho

 % TODO - Substitua o [] pelo ID do canal para ler os dados de:readChannelID =[]; % TODO - Insira a chave API de leitura entre '' abaixo:readAPIKey ='T6UK7XO6A4H2AGT7'; % TODO - Substitua o [] pelo ID do canal para gravar dados em:writeChannelID =[]; % TODO - Insira a Chave de API de gravação entre '' abaixo:writeAPIKey ='XU4TGY261P6B5USN'; %% Read Data %% data =thingSpeakRead (readChannelID, 'ReadKey', readAPIKey, 'OutputFormat', 'tabela'); AnalyisedData =data; %% Analyze Data %% INT16_t_MAX =32767; UINT16_t_MAX =65536; analisadoDados. ('Temperatura1') =dados. ('Temperatura1') / INT16_t_MAX * 120; analisadoDados. ('Temperatura2') =dados. ('Temperatura2') / INT16_t_MAX * 120; analisadoDados. ('Pressão') =dados. ('Pressão') / UINT16_t_MAX * 200000; AnalyisedData. ('Light') =data. ('Light') / UINT16_t_MAX * 100000; analisadoDados. ('Umidade') =dados. ('Umidade') / UINT16_t_MAX * 110; %% Write Data %% thingSpeakWrite (writeChannelID, AnalyseData, 'WriteKey', writeAPIKey); %% Agendar ação:React -> a cada 10 minutos

Substituindo os IDs de canal com o nosso, podemos finalmente converter de volta os dados brutos em valores reais. Lembre-se de agendar a ação de análise a cada 10 minutos usando React ou nunca será executado!

Finalmente temos nossos gráficos maravilhosos.

Código

WeatherMonitor

Luzes de velas artificiais controladas pelo Arduino Anemômetro DIY:Dispositivo Sensor de Velocidade do Vento

Processo de manufatura

impressao 3D

Sistema de controle de automação

Tecnologia industrial