Différences

Ci-dessous, les différences entre deux révisions de la page.

--- laperco_capteurs [2019/01/08 00:33] – [Liste de courses] bigMax
+++ laperco_capteurs [2020/10/29 13:50] (Version actuelle) – ↷ Liens modifiés en raison d'un déplacement. serge
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-====== Capteurs Laperco ======
+====== Les Capteurs de LaPerco ======
-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'Internet des Objets : IoT. Le but est de faire découvrir et démistifier ce genre d'objets. Nous resterons critique quand à leur utilité.
+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'Internet des Objets : IoT. Le but est de faire découvrir et démistifier ce genre d'objets. Nous resterons critique quand à leur utilité.
+===== Présentation du projet =====
+Le projet [[ LaPerco ]] nous donne l'opportunité d'installer des capteurs dans l'environnement urbain. C'est une bonne opportunité de mettre le pied à l'étrier. Voici une présentation de ce que voulons nous mettre en place.
+==== Découpage du chantier en modules techniques ====
+{{media_06:laperco_capteurs_modules.png?direct&800|}}
+==== 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#mesurer_quelles_metriques ]].
+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'humidité
+  * Réaliser des mesures fiables
+\\
+C'est également l'opportunité de :
+  * Tester différents dispositifs et capteurs en conditions réelles dans l'environnement urbain
+  * Créer nos propres capteurs comme par exemple un "capteur de biofeedback"
+  * Sensibiliser le public sur les capteurs, calibrage, erreur de mesure, incertitudes, ...
+==== L'émission des données numériques en direct par radio ====
+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'énergie et qui peu émettre à très longue portée. En revanche, le débit de communication est très faible. C'est la technologie idéale pour les objets connectés autonome.
+\\
+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'adoption de ce genre de technologie. Le bas débit disponible ne permet pas de naviguer sur internet, mais permet aux objets d'envoyer et recevoir des données fréquement.
+\\
+Notre ambition est donc de pouvoir construire des objets connectés autonomes qui peuvent communiquer avec internet, à bas débit, gratuitement, sans forfait téléphonique.
+Il y a plusieurs défis à résoudre :
+  * Installer une ou plusieurs passerelle LoRaWAN dans l'environnement urbain
+  * Déployer éventuellement une infrastructure LoRaWAN
+\\
+C'est également l'opportunité de :
+  * Participer à la couverture radio du territoire
+  * Sensibiliser le public à la présence des objets connectés dans leur environnement, leur miniaturisation, leur multiplication
+==== 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'outils pour faciliter leur visualisation.
+\\
+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'opportunité de :
+  * 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'exploitation des données, l'accessibilité des données
+===== Mesurer quelles métriques ? =====
+==== Métriques pertinantes pour les bacs de Laperco ====
+  * Température de l'air
+  * Température de l'eau (bac aquaponique)
+  * Température du sol (à différentes profondeurs)
+  * Humidité de l'air
+  * Humidité du sol (à différentes profondeurs)
+  * Pression atmosphérique
+  * Luminosité
+  * Niveau de bruit
+  * Biofeedback
+  * Vitesse du vent
+  * Précipitations
+  * Tension des batteries / tensions d'alimentation
+  * Autres capteurs agricoles des sols ? Salinité, Oxygenation, Compaction, ...
+==== Métriques de pollution ====
+Inspiration du projet [[ https://gitlab.ethz.ch/tec/public/opensense/wikis/project | opensense ]].
+  * Particules fines
+  * Monoxyde de carbonne (CO)
+  * Ozone (O3)
+  * Dioxyde d'azote (NO2)
+  * Monoxyde d'azote (NO)
+  * Dyoxyde de soufre (SO2)
+  * Benzène (C6H6)
+  * Composés organiques volatils (Volatile Organic Compound) [[https://fr.wikipedia.org/wiki/Compos%C3%A9_organique_volatil]]
+  * ???
 ===== Conception =====
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   * Stockage des données
   * Visualisation des données
+==== Travaux réalisés ====
+  * Nous écartons Prometheus comme DB pour stoquer les données. Produit très bien pour stocker des métriques temporelles, mais impensable de stocker proprement des métriques géolocalisées.
+  * Test du protocol MQTT pour transmettre et recevoir des données ainsi que de l'implémentation du serveur VerneMQ.
+  * [[ 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 ====
-  * Test du protocol MQTT pour transmettre et recevoir des données ainsi que de l'implémentation du serveur VerneMQ
+  * Recherche d'une base de données pour héberger des métriques localisés dans l'espace et le temps
-  * Test de la base de données Prométheus pour stocker des Series temporelles (time series)
+  * Test de grafana pour visualiser ces métriques localisés dans l'espace et le temps
-  * Test de grafana pour visualiser les données temporelles
-  * Etude des 2 transceiver Lora achetés : E32-868T20D cf: http://www.cdebyte.net/e45-ttl-100.html avec {{ ::lora_e32-868t20d_usermanual_en_v1.30.pdf | la datasheet }} et le datasheet original {{ ::e45-ttl-100_datasheet_en_v1.0.pdf |}}
   * Etude des capacités des ESP32 à notre disposition : [[ esp32_devkit ]]
-  * Etude du fonctionnement du protocole LORA : [[ lora | LoRa ]]
+  * Etude détaillé du protocole [[ LoRa ]]
+  * Etude détaillé du protocole et de l'infrastructure [[ LoRaWAN ]]
+  * [[ max_lorawan_tracker | Fabrication d'un "tracker LoRaWAN" capable d'émettre sa géolocalisation GPS ]].
   * Conception de la carte d'acquisition des capteurs.
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 La construction modulaire permet d'affiner itérativement chaque module indépendament des autres. Ces modules pourront également être réutilisables pour d'autres projets.
+===== LoRa / TTN =====
+Nous avons choisi d'utiliser la technologie [[ LoRa ]] pour transmettre les données.
+==== Materiel à notre disposition ====
+  * 1 [[ttn_lorawan_gateway| Une gateway LoRa TTN ]]
+  * 1 Module LoRa "Chistera-Pi" basé sur le circuit LoRa [[rfm95]]
+  * 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://www.pjon.org/ThroughLoRa.php | Le protocole de communication pjon ]]
+  * [[ https://www.espressif.com/en/products/software/esp-now/overview | Le protocole de communication espnow ]]
+  * [[ https://lora-alliance.org/resource-hub/lorawantm-specification-v11 | LoRaWAN spec ]]
+  * [[ https://github.com/sandeepmistry/arduino-LoRa | Bibliotheque LoRa pour Arduino ]]
+  * [[ https://github.com/TheThingsNetwork/arduino-device-lib |Bibliothèque LoRaWAN TTN pour Arduino ]]
+  * [[ http://cpham.perso.univ-pau.fr/LORA/RPIgateway.html | A DIY low-cost LoRa gateway ]]
+  * Thread interessant causant LoRa + LoRaWAN + Materiel & compatibilités : [[ https://forum.micropython.org/viewtopic.php?f=18&t=4196&start=10 ]]
 ===== Liste de courses =====
-  * Quelques ESP32 de dev. Je recommande les lolin32 qui fit mieux sur une breadbord pour des ateliers et bricoler, et qui disposent de plus de pin.
+  * 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://fr.aliexpress.com/item/ESP32-ESP-32-ESP-32S-ESP32S-Pour-WeMos-Mini-D1-LOLIN32-Wifi-Bluetooth-Sans-Fil-Conseil/32852458810.html? | aliexpress ]] avec de très faible consomation en courant en deepsleep mode et de quoi brancher une batterie rechargable. Idéale pour des projets versatiles et autonomes.
-  * Voir sinon quelques ESP32 avec écran et module lora intégrés : [[ https://github.com/LilyGO/TTGO-LORA32-V2.0 | doc sur github ]], pour moins de 15€ qui fit bien sur une breadboard et avec de quoi branché et recharger une batterie, cf sur [[ https://fr.aliexpress.com/item/1-pcs-TTGO-LORA32-V2-0-433-868-mhz-ESP32-LoRa-OLED-0-96-pouce-Bleu/32847499968.html | aliexpress ]]
+  * Voir sinon quelques ESP32 avec écran OLED et module lora intégrés : [[ https://github.com/LilyGO/TTGO-LORA32-V2.0 | doc sur github ]], pour moins de 15€ qui fit bien sur une breadboard et avec de quoi branché et recharger une batterie, cf sur [[ https://fr.aliexpress.com/item/1-pcs-TTGO-LORA32-V2-0-433-868-mhz-ESP32-LoRa-OLED-0-96-pouce-Bleu/32847499968.html | aliexpress ]]
+  * cf une super spreadsheet google de comparaison des ESP32 pour tous vos projets : [[ https://docs.google.com/spreadsheets/d/1Mu-bNwpnkiNUiM7f2dx8-gPnIAFMibsC2hMlWhIHbPQ/edit#gid=0 | ici ]].
+  * 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'autonomie d'un device autonome, du genre [[ https://fr.aliexpress.com/item/UT25-pour-APP-USB-2-0-Type-C-LCD-Voltm-tre-Amp-rem-tre-Tension-Current/32954640228.html | ça ]]
-  * Un concentrateur LoRa du genre du ic880a dispo [[ https://shop.imst.de/wireless-modules/lora-products/8/ic880a-spi-lorawan-concentrator-868-mhz. | ici ]]
+  * 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 "SX1262" ou "SX1261" ou "SX1272".
 ===== Ateliers Capteurs =====
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 === Idées de capteurs ===
-  * Un capteur de température de l'air (dans la cible Laperco, mais pas très parlant pour une démo)
+  * Un capteur de température de l'air
-  * Un capteur de température de l'eau (dans la cible Laperco, mais pas très parlant pour une démo)
+  * Un capteur d'humidité de l'air
-  * Un capteur d'humidité de l'air ? de la terre ? (dans la cible Laperco, mais pas très parlant pour une démo)
+  * Un capteur de luminosité
-  * Un capteur de luminosité (dans la cible Laperco)
+  * Un capteur de biofeedback
-  * Un capteur de biofeedback (dans la cible Laperco, mais pas très parlant pour une démo)
+  * Un compte tour / anémomètre
-  * Un compte tour / anémomètre (dans la cible Laperco)
+  * Un voltmètre
-  * Un voltmètre (dans la cible Laperco)
 === Variété technologique ===
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   * mesure de capacité
   * mesure de resistance
+  * acquisition de données numérique serie.
 === Acquisition ===
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 ==== Ateliers conception des capteurs ====
+Pad d'organisation : [[ https://semestriel.framapad.org/p/d8KENCbxsv?lang=fr ]]
 Il nous faudrait des retours du CNRS concernant les capteurs, mais nous pouvons travailler sur toute la chaine. A la fin, les technologie de capteurs auront des impacts sur le conditionnement et l'autonomie du dispositif.
+===== Brainstorming Ateliers / Agenda =====
+  * Une réunion de séléction / achat des capteurs.
+  * Un atelier de construction / préfiguration des capteurs.
+  * Un atelier de manipulation des capteurs préfiguré durant lequel on liste les conditions d'utilisations de chaque capteur envisagé pour LaPerco et on fait des choix pour limiter le capteurs que l'on embarque une première version.
+  * 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
 ===== Ressources =====
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   * [[Tableau de bord et données de capteurs en temps réel]]
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