Particle IoT
Guide d’utilisation des cartes Particle Boron et Argon comme enregistreurs de données 3D-PAWS pour le stockage local et les déploiements connectés au cloud.
Le Data Logger Particle est une plateforme de microcontrôleur connectée au réseau, utilisée dans les déploiements 3D-PAWS pour la collecte de données environnementales, le stockage local et la transmission vers le cloud.
3D-PAWS prend en charge deux cartes Particle :
Particle Boron – connectivité cellulaire LTE
Particle Argon – connectivité Wi‑Fi
Les deux s’intègrent au matériel et au micrologiciel 3D-PAWS pour créer une station météorologique fiable, déployable sur le terrain.
Rôle du système dans 3D-PAWS
Dans une station 3D-PAWS, la carte Particle :
Collecte les mesures des capteurs environnementaux connectés
Stocke les données horodatées sur une carte microSD
Transmet les données aux plateformes cloud
Permet la surveillance et le diagnostic à distance
Le Boron est généralement utilisé pour les déploiements cellulaires à distance. L’Argon est utilisé lorsque l’infrastructure Wi‑Fi stable est disponible.
Diapositives d’instructions pour l’assemblage du Data Logger
Vidéos de tutoriel pour l’assemblage du Data Logger
Cette playlist vidéo montre l’assemblage complet de l’instrument. Vous pouvez basculer entre les vidéos à l’aide de l’icône de liste en haut à droite ou du bouton « avance rapide » en bas à gauche.
Capteurs pris en charge
Capteur de lumière (capteur hérité)
Pluviomètre
Anémomètre
Girouette
Bouclier anti-rayonnement (température, pression et humidité relative)
Température du globe noir
Qualité de l’air (PM 2,5)
Jauge de distance (cours d’eau, onde de tempête et hauteur de neige)
Humidité et température du sol
Humectation foliaire
Téléchargez le micrologiciel 3D-PAWS
Cliquez sur le bouton vert Code près du haut de la page du dépôt.
Sélectionnez Download ZIP dans le menu déroulant pour télécharger l’intégralité du dépôt sous forme de fichier ZIP.
Découvrez les bases de Particle avec ces ressources essentielles :
Configurez votre appareil Particle : https://setup.particle.io/
Dépannage avec les motifs de la LED d’état et les modes de l’appareil
Découvrir la Console Particle : Introduction à la Console
Gérez votre parc 3D-PAWS avec Particle Products : Introduction aux Products
Architecture du Data Logger Particle
Dans les stations basées sur Particle, les données des capteurs sont transmises via l’infrastructure cloud Particle avant d’atteindre les services de données 3D-PAWS.
Les appareils Particle gèrent :
le flux d’événements (messages FS, INFO)
la communication cloud (commandes DoAction)
les mises à jour du micrologiciel à distance
la gestion des appareils via la Console Particle
Intégrer les données du Cloud Particle avec le portail de données CHORDS
Intégrations Particle / CHORDSUtiliser une carte SIM tierce avec le Boron
Certains pays ne sont pas compatibles avec la carte SIM interne de Particle IoT. Suivez ce document pour utiliser une carte SIM externe avec votre data logger Particle : Configuration Particle avec une SIM tierce
Variantes du micrologiciel pour différentes applications
Le data logger Particle 3D-PAWS prend en charge plusieurs configurations de micrologiciel conçues pour des applications spécifiques de surveillance environnementale. Ces variantes de micrologiciel optimisent les intervalles de mesure, la consommation d’énergie et l’intégration des capteurs selon les scénarios de déploiement.
Les versions les plus récentes du micrologiciel sont disponibles dans le dépôt GitHub 3D-PAWS :
Le micrologiciel des stations basées sur Particle suit la convention de nommage :
Chaque variante de micrologiciel est conçue pour prendre en charge une application de surveillance particulière.
Surveillance des ondes de tempête et du vent
Cette configuration du micrologiciel est conçue pour les déploiements de surveillance côtière et suit des procédures de mesure conformes aux normes du National Ocean Service Center for Operational Oceanographic Products and Services (CO-OPS) de la NOAA .
Les caractéristiques clés incluent :
des mesures du niveau d’eau enregistrées toutes les six minutes
des mesures calculées à partir d’une moyenne d’échantillons discrets centrés sur l’intervalle de six minutes
la compatibilité avec les réseaux nationaux de surveillance côtière
Cette configuration prend en charge une collecte de données standardisée de haute qualité pour les applications de surveillance des ondes de tempête et du littoral.
Surveillance ultra-basse consommation des cours d’eau et de la neige
Cette configuration du micrologiciel est conçue pour les déploiements à distance où la disponibilité électrique est limitée.
Les principales caractéristiques incluent :
une consommation d’énergie minimisée
des intervalles de mesure optimisés
un fonctionnement fiable dans des systèmes alimentés par batterie ou par énergie solaire
Cette configuration est bien adaptée aux stations de surveillance du niveau des cours d’eau ou de la hauteur de neige situées dans des zones éloignées ou difficiles d’accès.
Surveillance de distance à alimentation normale
Pour les sites où les contraintes d’alimentation sont moins strictes, ce micrologiciel prend en charge des mesures plus fréquentes et des capteurs supplémentaires.
Les caractéristiques typiques incluent :
une fréquence de mesure accrue
la prise en charge de capteurs supplémentaires sous bouclier anti-rayonnement
la surveillance continue du niveau des cours d’eau ou de la hauteur de neige
Cette configuration est généralement utilisée sur des sites disposant de de plus grandes installations solaires ou d’une alimentation électrique fiable.
Unités de capteurs distants LoRa
3D-PAWS prend également en charge des unités de capteurs distants construites avec des cartes Adafruit Feather équipées de radios LoRa.
Ces unités sont conçues pour la détection distribuée à faible consommation et peuvent être déployées avec des capteurs tels que :
des sondes d’humidité du sol
des pluviomètres
des capteurs de distance pour les mesures de cours d’eau ou de neige
Chaque unité Feather distante transmet ses mesures de capteurs à l’aide de la radio LoRa vers une station centrale.
La station centrale (généralement un data logger Particle Boron) agit comme une passerelle en :
recevant les données LoRa de plusieurs unités distantes
transmettant les données au Cloud Particle via la connectivité cellulaire
Cette architecture permet une surveillance fiable de capteurs largement répartis, même lorsque les emplacements individuels des capteurs ne disposent pas d’une connectivité Wi‑Fi ou cellulaire directe.
Budget énergétique du système Particle
Le budget suivant montre tous les capteurs disponibles pouvant être intégrés au data logger Particle.
Composant
Fonction
Tension d’alimentation
Courant moyen (mA)
Courant de pointe (mA)
Remarques
Particle Boron
Microcontrôleur cellulaire
3,3–4,2 V
19.7
184
Transmission LTE toutes les 15 min
FeatherWing SD + RTC
Journalisation des données et horloge temps réel
3,3 V
5.3
100
Écriture sur SD chaque minute
Adafruit SHT31-D
Capteur de température et d’humidité
3,3 V
0.5
0.5
Toujours activé
Adafruit BMP390
Capteur de pression et d’altitude
3,3 V
0.8
0.8
Toujours activé
Adafruit MCP9808
Capteur de température haute précision
3,3 V
0.2
0.2
Toujours activé
AS5600
Capteur de position rotative pour girouette
3,3 V
4.5
4.5
Toujours activé
2 × SS451A à effet Hall
Capteurs à commutation magnétique pour pluviomètre et anémomètre
3,3 V
9.0
9.0
Toujours activé
SI1145
Capteur de lumière UV/IR/visible
3,3 V
0.4
0.4
Toujours activé
Adafruit PMSA003I
Capteur de qualité de l’air (PM2,5/PM10)
3,3-5 V
100
100
Toujours activé
MB7363 MaxSonar
Capteur de distance ultrasonique
3,3 V
3.4
3.4
Toujours activé
Tinovi SOIL-MULTI-5-I2C
Capteur d’humidité du sol et de température à 5 niveaux
3,3 V
10
10
Toujours activé
Tinovi PM-WCS-3-I2C
Capteur d’humidité du sol et de température
3,3 V
10
10
Toujours activé
Adafruit RFM95W LoRa
Émetteur-récepteur radio LoRa (réception uniquement)
3,3 V
10
10
Mode réception uniquement
Système total
—
—
174.3
422.8
Tous les capteurs alimentés en continu
Profil de puissance du système :
Consommation électrique moyenne : ~0,87 W (174,3 mA à 5 V)
Consommation électrique de pointe : ~2,11 W (422,8 mA à 5 V, pendant la transmission LTE + écriture SD)
Autonomie de la batterie (Voltaic V50, 13 400 mAh): ~2,3 jours (sans solaire)
Panneau solaire requis : panneau de 5 W assure un fonctionnement illimité avec ~4 heures de plein soleil par jour
Remarques :
Les valeurs de pointe reflètent de brefs événements de transmission et d’écriture sur SD ; les valeurs moyennes représentent un fonctionnement continu typique.
La radio LoRa est toujours en mode réception (aucun pic d’émission).
Tous les capteurs I2C sont compatibles avec une logique de 3,3 à 5 V et peuvent être chaînés en série via des connecteurs STEMMA QT/Qwiic.
Schéma de câblage Particle 3D-PAWS
Mis à jour
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