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 Particle Data Logger est une plateforme 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 2G/3G ou LTE
Particle Argon – connectivité Wi‑Fi
Toutes 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 vers des plateformes cloud
Permet la surveillance et le diagnostic à distance
Le Boron est généralement utilisé pour des déploiements cellulaires à distance. L’Argon est utilisé lorsque une infrastructure Wi‑Fi stable est disponible.
Diapositives d’instructions pour l’assemblage du Data Logger
Vidéos tutoriels pour l’assemblage du Data Logger
Cette playlist vidéo montre l’assemblage complet de l’instrument. Vous pouvez passer d’une vidéo à l’autre 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 de rayonnement (température, pression et humidité relative)
Température du globe noir
Qualité de l’air (PM 2.5)
Capteur de distance (cours d’eau, onde de tempête et hauteur de neige)
Humidité et température du sol
Humidité foliaire
Télécharger 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/
Dépannez avec les motifs de la LED d’état et les modes de l’appareil
Familiarisez-vous avec la console Particle : Introduction à la console
Gérez votre flotte 3D-PAWS avec Particle Products : Introduction aux produits
Architecture du Data Logger Particle
Dans les stations basées sur Particle, les données des capteurs sont transmises via l’infrastructure cloud de Particle avant d’atteindre les services de données 3D-PAWS.
Les appareils Particle gèrent :
la diffusion d’événements (messages FS, INFO)
la communication cloud (commandes DoAction)
les mises à jour de micrologiciel à distance
la gestion des appareils via la console Particle
Intégrez les données du cloud Particle avec le portail de données CHORDS
Intégrations Particle / CHORDSUtiliser une carte SIM d’un tiers 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 carte 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 du micrologiciel optimisent les intervalles de mesure, la consommation d’énergie et l’intégration des capteurs pour différents 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 du 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 cohérentes avec les normes de NOAA’s National Ocean Service Center for Operational Oceanographic Products and Services (CO-OPS) .
Les caractéristiques principales comprennent :
des mesures du niveau d’eau enregistrées toutes les six minutes
des mesures calculées à l’aide 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 et 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 l’alimentation électrique est limitée.
Les principales caractéristiques comprennent :
une consommation d’énergie minimale
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 la distance avec 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 comprennent :
une fréquence de mesure accrue
la prise en charge de capteurs supplémentaires dans le bouclier de rayonnement
une surveillance continue du niveau des cours d’eau ou de la hauteur de neige
Cette configuration est généralement utilisée sur des sites disposant de systèmes solaires plus grands ou d’une alimentation électrique fiable.
Unités distantes de capteurs LoRa
3D-PAWS prend également en charge des unités de capteurs distantes 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 présente 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 allumé
Adafruit BMP390
Capteur de pression et d’altitude
3.3 V
0.8
0.8
Toujours allumé
Adafruit MCP9808
Capteur de température haute précision
3.3 V
0.2
0.2
Toujours allumé
AS5600
Capteur de position rotationnelle pour la girouette
3.3 V
4.5
4.5
Toujours allumé
2 × SS451A à effet Hall
Capteurs à commutation magnétique pour le pluviomètre et l’anémomètre
3.3 V
9.0
9.0
Toujours allumé
SI1145
Capteur de lumière UV/IR/visible
3.3 V
0.4
0.4
Toujours allumé
Adafruit PMSA003I
Capteur de qualité de l’air (PM2.5/PM10)
3.3-5 V
100
100
Toujours allumé
MB7363 MaxSonar
Capteur de distance à ultrasons
3.3 V
3.4
3.4
Toujours allumé
Tinovi SOIL-MULTI-5-I2C
Capteur d’humidité et de température du sol à 5 niveaux
3.3 V
10
10
Toujours allumé
Tinovi PM-WCS-3-I2C
Capteur d’humidité et de température du sol
3.3 V
10
10
Toujours allumé
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 sont alimentés en continu
Profil de puissance du système :
Consommation moyenne : ~0.87 W (174.3 mA @ 5 V)
Consommation de pointe : ~2.11 W (422.8 mA @ 5 V, pendant la transmission LTE + l’écriture SD)
Autonomie de la batterie (Voltaic V50, 13,400 mAh): ~2.3 jours (sans solaire)
Panneau solaire nécessaire : panneau de 5 W permet un fonctionnement illimité avec environ 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 le fonctionnement continu typique.
La radio LoRa est toujours en mode réception (aucun pic d’émission).
Tous les capteurs I2C sont compatibles avec une logique 3.3–5 V et peuvent être chaînés en série via les connecteurs STEMMA QT/Qwiic.
Schéma de câblage Particle 3D-PAWS
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