laperco_capteurs
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- | ====== Capteurs | + | ====== |
- | Pour le projet [[Laperco]], nous allons concevoir des capteurs environnementaux. Ces capteurs produiront des données publiques accessibles sur Internet. Ce genre de materiel est ce que l'on appel l' | + | Pour le projet [[ LaPerco |
+ | |||
+ | ===== Présentation du projet ===== | ||
+ | Le projet [[ LaPerco ]] nous donne l' | ||
+ | |||
+ | ==== Découpage du chantier en modules techniques ==== | ||
+ | {{media_06: | ||
+ | |||
+ | ==== Des capteurs sur les quai de Loire ==== | ||
+ | Le projet [[ LaPerco ]] installe des bacs de plantations sur les quai de Loire. L'un de ces bacs accueillera donc divers capteurs électronique cf [[ laperco_capteurs# | ||
+ | Il y a plusieurs défis à résoudre : | ||
+ | * Construire un dispositif de captation des gradeurs physiques | ||
+ | * Utiliser divers capteurs électronique et les comparer | ||
+ | * Quelle alimentation électrique ? | ||
+ | * Limiter la consomation électrique du dispositif | ||
+ | * Protéger le dispositif des températures extrêmes et de l' | ||
+ | * Réaliser des mesures fiables | ||
+ | \\ | ||
+ | C'est également l' | ||
+ | * Tester différents dispositifs et capteurs en conditions réelles dans l' | ||
+ | * Créer nos propres capteurs comme par exemple un " | ||
+ | * Sensibiliser le public sur les capteurs, calibrage, erreur de mesure, incertitudes, | ||
+ | |||
+ | ==== L' | ||
+ | Pour collecter les grandeurs physiques mesurées, nous faisons le choix de les transmettre par radio. Nous utilisons pour cela la technologie [[ LoRa ]]. Pour faire simple, c'est une sorte de WiFi qui nécessite peu d' | ||
+ | \\ | ||
+ | Nous avons déployé une passerelle [[ LoRaWAN ]]. Cette passerelle permet aux objets connectés qui sont compatible de publier leur données directement sur internet. Notre passerelle est accessible librement et gratuitement à tous le voisinage et participe à l' | ||
+ | \\ | ||
+ | Notre ambition est donc de pouvoir construire des objets connectés autonomes qui peuvent communiquer avec internet, à bas débit, gratuitement, | ||
+ | |||
+ | Il y a plusieurs défis à résoudre : | ||
+ | * Installer une ou plusieurs passerelle LoRaWAN dans l' | ||
+ | * Déployer éventuellement une infrastructure LoRaWAN | ||
+ | \\ | ||
+ | C'est également l' | ||
+ | * Participer à la couverture radio du territoire | ||
+ | * Sensibiliser le public à la présence des objets connectés dans leur environnement, | ||
+ | |||
+ | ==== Le stockage et la visualisation des données ==== | ||
+ | Nous souhaitons que les données collectées soient accessibles à tous librement. Que chacun puissent les visualiser et les exploiter. Pour cela il nous faut les stocker durablement et disposer d' | ||
+ | \\ | ||
+ | Il y a plusieurs défis à résoudre : | ||
+ | * Choisir et exploiter une base de données | ||
+ | * Choisir et installer des outils de visualisations | ||
+ | \\ | ||
+ | C'est également l' | ||
+ | * Proposer au public un espace de stockage de visualisation de leur données en dehors des habituels silo propriétaire | ||
+ | * Sensibiliser le public sur la collecte et l' | ||
+ | |||
+ | ===== Mesurer quelles métriques ? ===== | ||
+ | ==== Métriques pertinantes pour les bacs de Laperco ==== | ||
+ | * Température de l' | ||
+ | * Température de l'eau (bac aquaponique) | ||
+ | * Température du sol (à différentes profondeurs) | ||
+ | * Humidité de l' | ||
+ | * Humidité du sol (à différentes profondeurs) | ||
+ | * Pression atmosphérique | ||
+ | * Luminosité | ||
+ | * Niveau de bruit | ||
+ | * Biofeedback | ||
+ | * Vitesse du vent | ||
+ | * Précipitations | ||
+ | * Tension des batteries / tensions d' | ||
+ | * Autres capteurs agricoles des sols ? Salinité, Oxygenation, | ||
+ | |||
+ | ==== Métriques de pollution ==== | ||
+ | Inspiration du projet [[ https:// | ||
+ | * Particules fines | ||
+ | * Monoxyde de carbonne (CO) | ||
+ | * Ozone (O3) | ||
+ | * Dioxyde d' | ||
+ | * Monoxyde d' | ||
+ | * Dyoxyde de soufre (SO2) | ||
+ | * Benzène (C6H6) | ||
+ | * Composés organiques volatils (Volatile Organic Compound) [[https:// | ||
+ | * ??? | ||
===== Conception ===== | ===== Conception ===== | ||
Ligne 6: | Ligne 81: | ||
* Autonomie | * Autonomie | ||
- | * Mobilier urbain (vol / dégradation) | + | |
+ | | ||
* Quels capteurs ? (théoriquement le CNRS nous fournis des Capteurs, néanmoins nous avons une demande d'un projet qui est intéréssé par des capteurs d' | * Quels capteurs ? (théoriquement le CNRS nous fournis des Capteurs, néanmoins nous avons une demande d'un projet qui est intéréssé par des capteurs d' | ||
* Acquisition des données | * Acquisition des données | ||
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* Stockage des données | * Stockage des données | ||
* Visualisation des données | * Visualisation des données | ||
+ | |||
+ | ==== Travaux réalisés ==== | ||
+ | * Nous écartons Prometheus comme DB pour stoquer les données. Produit très bien pour stocker des métriques temporelles, | ||
+ | * Test du protocol MQTT pour transmettre et recevoir des données ainsi que de l' | ||
+ | * [[ max_lora_signal_test_kit | Réalisation d'un kit de mesure du signal LoRa ]] (avec les 2 transceivers Lora achetés : [[ e45-ttl-100 ]]). | ||
+ | * Test de la Base de données Influx DB | ||
==== Travaux en cours ==== | ==== Travaux en cours ==== | ||
- | * Test du protocol MQTT pour transmettre | + | |
- | * Test de la base de données Prométheus | + | |
- | * Test de grafana | + | * Etude des capacités des ESP32 à notre disposition : [[ esp32_devkit ]] |
+ | * Etude détaillé du protocole [[ LoRa ]] | ||
+ | * Etude détaillé du protocole et de l' | ||
+ | * [[ max_lorawan_tracker | Fabrication d'un " | ||
+ | * Conception | ||
+ | |||
+ | ==== MQTT ==== | ||
+ | Travaux réalisés du coté de [[ amipo | l' | ||
+ | * Installation du serveur VerneMQ | ||
+ | * Ecriture de 2 scripts de test rapide en python | ||
+ | * Ecriture d'un daemon en python pour poller les files MQTT avec un exporter prometheus python intégré. | ||
+ | |||
+ | === Ressources === | ||
+ | * PAHO une librairire python pour dialoguer avec un serveur MQTT : [[ https:// | ||
+ | * Des explications sur le protocole MQTT : [[ https:// | ||
+ | * De la doc sur l' | ||
+ | * Des tutos pour la librairie python PAHO : [[ http:// | ||
+ | |||
+ | ==== Acquisition ==== | ||
+ | Nous commencons à réaliser que pour acquerir les données de plusieurs capteurs | ||
+ | |||
+ | Je propose d' | ||
+ | Il faudrait prévoir de pouvoir commander l' | ||
+ | |||
+ | Le multiplexage analogique pourra etre fait facilement avec un multiplexeur. Néanmoins, il existe des Convertisseurs Analogiques Numériques multi-voies déjà équipés d'un multiplexeur. | ||
+ | |||
+ | Pour la mesure de chaque voie, on pourra régler : | ||
+ | * Une fréquence | ||
+ | * Un temp de chauffe du capteur | ||
+ | * Une courbe de transfert | ||
+ | * Un étalonnage | ||
+ | |||
+ | === Boucle de courant 4 à 20 mA === | ||
+ | Une convention | ||
+ | Quesako ? [[https:// | ||
+ | |||
+ | Une page dédiée : [[ boucle_courant_4_20mA | La boucle de courant 4 à 20 mA ]] | ||
+ | |||
+ | ==== Electronique ==== | ||
+ | Je propose de commencer par réaliser quelques prototypes de modules que l'on pourra tester indépendament du reste : | ||
+ | * Un module d' | ||
+ | * Quelques capteurs équipé d'une interface " | ||
+ | * Un module de transmission LORA. | ||
+ | * Un module de réception LORA qui puisse servir de Gateway vers l' | ||
+ | * Un module cerveau chargé de lancer les mésures, interpréter les données et les pousser sur l' | ||
+ | * Tous les modules numériques adressables via I2C. | ||
+ | |||
+ | La construction modulaire permet d' | ||
+ | |||
+ | |||
+ | |||
+ | ===== LoRa / TTN ===== | ||
+ | Nous avons choisi d' | ||
+ | |||
+ | ==== Materiel à notre disposition ==== | ||
+ | * 1 [[ttn_lorawan_gateway| Une gateway LoRa TTN ]] | ||
+ | * 1 Module LoRa " | ||
+ | * 2 Modules [[ e45-ttl-100 ]] | ||
+ | |||
+ | ==== Materiel interessant ==== | ||
+ | * Microchip RN2483 with serial interface and firmware-based LoRaWAN protocol | ||
+ | * RAK811 ou RAK811-N module | ||
+ | * RFM95W | ||
+ | |||
+ | ==== Ressources ==== | ||
+ | * [[ https:// | ||
+ | * [[ https:// | ||
+ | * [[ https:// | ||
+ | * [[ https:// | ||
+ | * [[ https:// | ||
+ | * [[ http:// | ||
+ | * Thread interessant causant LoRa + LoRaWAN + Materiel & compatibilités : [[ https:// | ||
+ | |||
+ | ===== Liste de courses ===== | ||
+ | * Quelques ESP32 de dev. Je recommande un devkit de type lolin32 qui fit mieux sur une breadbord pour des ateliers et bricoler, et qui disposent de plus de pin. Moins de 8€ chez [[ https:// | ||
+ | * Voir sinon quelques ESP32 avec écran OLED et module lora intégrés : [[ https:// | ||
+ | * cf une super spreadsheet google de comparaison des ESP32 pour tous vos projets : [[ https:// | ||
+ | * Des antennes à la bonne taille pour LoRa. | ||
+ | * Un amperemetre à branché sur port USB pour monitorer la consommation électrique. Un outil très utile pour mesurer l' | ||
+ | * Des capteurs de temperature + humidité: DHT22 ou BME280 qui mesure également la pression atmospherique. | ||
+ | * Des capteurs de particule fine: SDS011 | ||
+ | * Des modules LoRa de type " | ||
===== Ateliers Capteurs ===== | ===== Ateliers Capteurs ===== | ||
- | Nous souhaitons réaliser des " | + | Nous souhaitons réaliser des " |
+ | Dans un second temps, nous proposerons des ateliers pour concevoir et réaliser les capteurs du projet [[Laperco]]. | ||
+ | |||
+ | ==== Ateliers découverte des capteurs ==== | ||
+ | Je propose de réaliser un ou plusieurs ateliers dans la veine des SITA que fait la Labomedia habituellement. C'est à dire un atelier pratique dans lequel est distiller du savoir théorique. | ||
+ | |||
+ | Je propose donc que par petits groupes, les " | ||
+ | |||
+ | On peut donc imaginer qu'un groupe réalise un dispositif de captation de la température de l'air avec un arduino. C'est un dispositif plutot avancé avec de la programmation Arduino. Pendant ce temps là, un autre groupe pourrait réaliser un dispositif de captation de la luminosité avec un CAN intégré. | ||
+ | |||
+ | === Idées de capteurs === | ||
+ | * Un capteur de température de l' | ||
+ | * Un capteur d' | ||
+ | * Un capteur de luminosité | ||
+ | * Un capteur de biofeedback | ||
+ | * Un compte tour / anémomètre | ||
+ | * Un voltmètre | ||
+ | |||
+ | === Variété technologique === | ||
+ | * actif | ||
+ | * passif | ||
+ | * mesure de tension | ||
+ | * mesure de courant | ||
+ | * mesure de capacité | ||
+ | * mesure de resistance | ||
+ | * acquisition de données numérique serie. | ||
- | Quelques idées à propos des ateliers et du développement se la partie capteurs du projet LaPerCo. | + | === Acquisition === |
+ | * micro-controller | ||
+ | * CAN intégré | ||
+ | * CAN bricolé | ||
- | ==== Un cours théorique sur les capteurs ==== | + | === Transmission ou affichage |
- | * Technologie | + | * 1 dispositif unique pour afficher une donnée numerique ? |
- | * Notion de signal: Analogique | + | * 1 dispositif unique pour transmetre les données en usb/serie ? |
- | * Consomnation / Autonomie | + | * 1 dispositif unique pour transmetre les donnée via LORA ? |
- | * Données produites / stockées | + | * le dispositif unique peut recueillir les données de plusieurs capteurs simultanément ? |
- | * LORA | + | |
- | ==== Un atelier découverte | + | ==== Ateliers conception des capteurs ==== |
- | * Arduino | + | Pad d' |
- | * Capteurs | + | |
- | * production de donnée | + | |
- | * stockage de donnée | + | |
- | * visualisation de données | + | |
- | ==== Un atelier choix technologique / conception ==== | + | Il nous faudrait des retours du CNRS concernant les capteurs, |
- | * quels capteurs | + | |
- | * quels board (arduino, pi, ...) ? | + | |
- | * autonomie / alimentation ? | + | |
- | * stockage de données ? | + | |
- | * visualisation ? | + | |
- | * robustesse / fonctionnement en extérieur (intempérie) / amplitude thermique de fonctionnement | + | |
- | ==== Ateliers | + | ===== Brainstorming |
- | * électroniques | + | * Une réunion de séléction / achat des capteurs. |
- | * boitiers | + | * Un atelier de construction / préfiguration des capteurs. |
- | * informatique (stockage + restitution | + | * Un atelier de manipulation des capteurs préfiguré durant lequel on liste les conditions d' |
- | * lora | + | * Atelier construction / intégration des capteurs dans les bacs. |
+ | * Un atelier de présentation LoRA + LoRaWAN | ||
+ | * Un Atelier Amipo automatisation et poussage en production de la chaine MQTT + InfluxDB + Grafana | ||
- | ==== Technologie | + | ===== Ressources ===== |
- | === Capteurs PH /EC === | + | ==== Capteurs PH /EC ==== |
* [[Capteurs humidité-température lumière et PH]] | * [[Capteurs humidité-température lumière et PH]] | ||
- | === Capteurs environnementaux === | + | ==== Capteurs environnementaux |
* [[Capteurs environnementaux Biofeedback]] | * [[Capteurs environnementaux Biofeedback]] | ||
* [[Capteurs environnementaux et Arduino]] | * [[Capteurs environnementaux et Arduino]] | ||
* [[Capteurs de pollution atmosphérique]] | * [[Capteurs de pollution atmosphérique]] | ||
- | === Tableau de bord pour visualiser les données des capteurs === | + | ==== Tableau de bord pour visualiser les données des capteurs |
* [[Tableau de bord et données de capteurs en temps réel]] | * [[Tableau de bord et données de capteurs en temps réel]] | ||
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laperco_capteurs.txt · Dernière modification : 2020/10/29 13:50 de serge