Station Météo Arduino MKR FOX 1200 Sigfox – Solution IoT Basse Consommation

Composants et fournitures

Arduino MKR Fox 1200	×	1
Capteur Température & Humidité DHT11 (3 broches)	×	1

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Sigfox

API ThingSpeak

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Arduino Web Editor

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À propos de ce projet

Introduction : Station Météo Sigfox avec Arduino MKR Fox 1200

Sigfox est une entreprise française fondée en 2009 qui construit des réseaux sans fil pour connecter des objets à faible consommation d'énergie tels que des compteurs électriques, des montres connectées et des machines à laver, qui doivent être continuellement allumés et émettre de petites quantités de données.

Sigfox utilise une technologie propriétaire permettant la communication via la bande radio ISM (Industriel, Scientifique et Médical) qui utilise 868 MHz en Europe et 902 MHz aux États-Unis. Elle utilise un signal à large portée traversant librement les objets solides, appelé « bande ultra-étroite » (ultra narrowband), et nécessitant peu d'énergie, d'où le terme « réseau étendu à basse consommation » (LPWAN). Le réseau est basé sur une topologie en étoile à un saut et nécessite un opérateur mobile pour acheminer le trafic généré. Le signal peut également couvrir facilement de grandes zones et atteindre des objets souterrains.

Dans ce tutoriel, nous allons réaliser une station météo Sigfox simple et très efficace.

Tout le matériel nécessaire :

• Arduino MKR Fox 1200
• Capteur DHT-11 (il existe le shield capteur ou le capteur simple)
• Vous pouvez aussi utiliser le capteur DHT-22. Ce capteur utilise la même bibliothèque que le DHT-11, mais est plus performant.

Également :

• Compte développeur Sigfox
• Compte ThingSpeak

Étape 1 : Premiers pas avec Arduino MKR Fox 1200

La première étape est la page officielle de l'Arduino MKR Fox 1200 :

https://www.arduino.cc/en/Guide.MKRFox1200

Ensuite, vous devez enregistrer votre carte Sigfox. Suivez ces étapes :

Première configuration SigFox : https://www.arduino.cc/en/Tutorial/SigFoxFirstConf...

Cette procédure enregistre votre carte et la connecte au réseau internet.

https://backend.sigfox.com/activate

Si vous ne suivez pas cette étape, vous ne pourrez pas connecter votre carte au tableau de bord ThingSpeak ou à d'autres services.

Étape 2 : Créer un compte sur ThingSpeak

Maintenant, vous pouvez créer un compte sur ThingSpeak. Rendez-vous sur la plateforme ThingSpeak : https://thingspeak.com/users/sign_up

Après cela, vous pouvez créer un nouveau canal. Votre canal peut maintenant recevoir les données du backend Sigfox. Pour cela, vous devez sélectionner la clé API de votre canal et l'ajouter à l'URL dans le système backend Sigfox. Allez sur la page des clés API et inscrivez vos clés API sur votre page backend Sigfox. Voir l'étape suivante.

Étape 3 : Le matériel et le circuit

Dans ce projet, vous pouvez utiliser le capteur DHT-11 simple ou le shield DHT-11.

Vous pouvez acheter ce capteur sur Amazon. Il existe le shield capteur ou le capteur simple. Vous pouvez aussi utiliser le capteur DHT-22. Ce capteur utilise la même bibliothèque que le DHT-11, mais est plus performant.

Si vous utilisez le capteur simple, vous devez connecter une résistance de 10 kΩ entre le VCC et la broche de données. Si vous utilisez le shield DHT-11, vous pouvez connecter le capteur directement sur la carte Arduino. Le circuit est très simple. Vous devez connecter le 5V et le GND au DHT-11 et la broche de données à l'Arduino MKR Fox 1200 numéro 1.

Maintenant, essayez d'utiliser la bibliothèque DHT. Utilisez l'exemple de code DHT. Ouvrez le moniteur série et lisez les résultats. Si tout fonctionne, et que vous pouvez lire les valeurs « Temp » et « Humi », tout est OK et vous pouvez passer à l'étape suivante.

Étape 4 : Ajouter la commande au portail développeur Sigfox

Créez une nouvelle commande de rappel (Callback) sur le portail backend SigFox. https://backend.sigfox.com

Cliquez sur « Device type » puis sur « Callbacks ».

Sélectionnez Type DATA et Uplink.

Sélectionnez Canal URL.

Ajoutez cette ligne à « Custom payload config » :

status::uint:8 temp::int:16:little-endian t::int:16:little-endian h::int:16:little-endian

Sélectionnez « Use HTTP method » GET.

Ajoutez cette ligne à votre Callback. Remplacez ############# par votre clé API ThingSpeak.

https://api.thingspeak.com/update?api_key=###############&field1={customData#temp}&field2={customData#t}&field3={customData#h}&field4={snr}

Étape 5 : Tout le code et le logiciel

Tout d'abord, installez la bibliothèque Sigfox sur votre Arduino IDE. Ce sont les bibliothèques Arduino. Vous pouvez consulter le guide officiel pour ajouter les bibliothèques Arduino : https://www.arduino.cc/en/Guide/Libraries

Installez les bibliothèques Arduino Low Power, Sigfox et DHT.

#include <ArduinoLowPower.h>
#include <Sigfox.h>
#include <DHT.h>

Dans les données de rappel sur la page backend, il y a les noms des variables de votre code Arduino. Voir à l'intérieur du code.

t = dht.readTemperature();
msg.t = convertoFloatToInt16(t, 60, -60);
h = dht.readHumidity();
msg.h = convertoFloatToUInt16(h, 110);
[...]
msg.moduleTemperature = convertoFloatToInt16(temperature, 60, -60);
[...]
SigFox.write((uint8_t*)&msg, 12);

Le code récupère les données de température et d'humidité via le capteur DHT-11, convertit les données en « int », puis envoie les données vers la plateforme ThingSpeak en utilisant la commande SigFox.write.

Lien vers le code Arduino : https://github.com/masteruan/SigFoxThingSpeak

Téléversez le code et testez le projet.

Vous pouvez installer cet appareil en utilisant une batterie. J'utilise cet appareil sur un bateau qui n'a pas de connexion WiFi, car la transmission de données voyage sur le réseau Sigfox.

Code

GitHub

Code pour Arduino MKR Fox 1000 et DHT-11 : https://github.com/masteruan/SigFoxThingSpeak