Afficheur WiFi de récupération de données

Afficheur WiFi de récupération de données

Lors du concours Ambassadeur 2017 je vous présentais une mini-station météo WiFi connectée.
Le stockage des données via le site de https://thingspeak.com/.

Actuellement, le seul moyen de visualiser ces données est de se connecter au site avec son PC, sa tablette… Bref, rien de bien rapide d’un simple coup d’œil ! C’est vraiment très frustrant !

Pour pallier cette profonde frustration nous avons besoin d’un système autonome, connecté à un accès internet pour récupérer les données sur le site de thingspeak afin de les afficher.


Quel matériel ?

Nous allons maintenant décomposer ce projet en plusieurs briques :

  1. Le hardware
  2. Le schéma électronique
  3. Le firmware
  4. Fabrication et assemblage de l’afficheur
  5. Installation

Définition du projet

Le projet est un système d’afficheur WiFi connecté avec sonde température et humidité de l’air.

Comme dans le projet de la mini station météo nous utiliserons un ESP8266 de Espressif.
Le temps sera synchronisé via un serveur de temps par NTP, la correction pour l’heure d’été/hiver s’effectuera à l’aide d’un switch à deux positions.

L’ensemble capteur et afficheur fonctionne en I2C.

  1. Le schéma électronique Peu de composants sont nécessaires au fonctionnement de ce projet, le schéma est assez simple. Le bouton Sw Reset est pour le reset de l’ESP8266. Le bouton Sw Flash est pour Flasher l’ESP8266. Le bouton Sw WiFi Manager est pour configurer le WiFi de l’ESP8266. Le bouton EH hour est pour la sélection de la correction de l’heure d’été et d’hiver. Le connecteur FTDI 3.3V Prog est pour le flashage et le debugge de l’ESP8266, attention il faut impérativement une tension <= à 3.3V car l’ESP8266 n’est pas 5V tolérant. Afin que l’ESP8266 puisse fonctionner en mode faible consommation (deepSleep), vous devez strapper RESET et GPIO16 sur le module à l’aide d’une goutte de soudure (ici représenté en rouge). Ce qui nous permet aussi d’avoir accès au reset hard de l’ESP via notre bouton Sw Reset.
  2. Le firmware Commencez par télécharger le firmware. (lien hébergé sur le ftp du blog : https://www.blog.conrad.fr/wp-content/esp_display/esp_nod_publish.rar) Les librairies utilisées sont disponibles via l’interface de gestion de librairie de l’IDE Arduino. Les librairies modifiées sont directement inclues dans le répertoire du firmware. N’oubliez pas de renseigner les valeurs de votre Channel à afficher : ---> CODE A AJOUTER 1 image à ajouter Read API KEY, cette dernière va nous permettre de recevoir nos données du Channel voulu ici pour notre station météo. Pour le flashage du module rien de plus simple : il suffit de l’alimenter et de connecter l’interface série (TX, RX, GND) via le connecteur FTDI 3.3V Prog. Vous devez sélectionner les options de carte suivantes afin de compiler le source correctement et pouvoir flasher le module. Le numéro de port com étant différent selon votre configuration. ---> 1 image à ajouter 2 images à ajouter <-- Le WiFi est maintenant configuré, l’ESP8266 redémarre et se connecte au réseau renseigné.
  3. Fabrication et assemblage de l’afficheur Nous commencerons par la fabrication du PCB, en simple face pour faciliter sa réalisation. Pour cela vous disposez des fichiers dans le .rar du projet. Cliquez-ici pour les récupérer (https://www.blog.conrad.fr/wp-content/esp_display/esp_nod_gerber.rar)
  4. Le câblage : si votre cuivre est nu je vous invite vivement à mettre un bout de scotch isolant en dessous de l’ESP-8266 avant de le câbler. Du polyimide/Kapton c’est bien.
  5. Les boutons : ils seront usinés à l’aide du cnc, dans une plaque d’abs noir de 4mm d’épaisseur selon le plan suivant. (Toute cote en mm tolérance ±0.1mm)
  6. Le boitier : il est en polycarbonate donc attention lors de l’usinage c’est cassant, collant ! Les trous pour les boutons sont au Ø4.2mm. L’oblongs pour la sélection de l’heure été/hiver est au Ø3mm sur 6mm. L’ouverture pour l’USB dépend de votre câble.
  7. Un coup de bombe noir à l’intérieur pour obtenir un look glossy (optionnel !) Placer maintenant les boutons et le PCB dans le fond du boiter.
  8. Montez la sonde, ici un HDC1080 avec un chapeau de protection en PTFE avec l’embase SMA pour notre antenne.
  9. Ensuite mettre en place l’afficheur. Enfin l’antenne et la face avant. Attention lors de la peinture de la face avant n’oublier pas de masquer avec un adhésif l’emplacement de l’afficheur.
  10. Installation Mettre le switch de correction de l’heure dans la position souhaitée. Brancher maintenant le câble USB afin d’alimenter notre projet. L’écran de connexion s’affiche
  11. les données se synchronisent
  12. l’afficheur est maintenant prêt
  13. Dans la boucle principale du programme, les différents écrans défilent.
  14. 2
  15. 3
  16. Évolutions envisagées Côté hardware : Ajouter une batterie et un chargeur pour rendre l’afficheur portable. Côté firmware : Il serait bon afin de ne pas avoir à re-flasher le module, d’ajouter dans l’interface de configuration (WiFi manager) : La gestion du fuseau horaire et de l’heure d’été/hiver La gestion des écrans (clé, intervalle, etc…) La gestion des différents capteurs. Le stockage des données locales sur thingspeak. La gestion d’une alarme ? Utiliser l’afficheur comme un thermostat ?
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Réalisé par
Posté le
Univers
IoT
Temps de fabrication
2h
Niveau de difficulté
Avancé

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