Mesure de température et d'humidité
Petit projet pour mesurer la température et l'humidité avec un capteur HTU21D et l'afficher sur ThingSpeak. Comme par exemple pour monitorer la température et l'humidité d'un local au cours du temps.
Exemple de sortie sur ThingSpeak
Constellation de sondes de mesures
Montage du capteur HTU21D directement sur le NodeMCU, chose à ne PAS faire, car la température du NodeMCU fausse complètement les mesures d'humidité !
Montage correct du capteur HTU21D en déporté sur le NodeMCU
Avantages de travailler avec langage interprété (Lua) VS compilé (Arduino C++)
On peut voir ici, avec ce projet assez complet, toutes les possibilités offertes de la programmation d'un NodeMCU en LUA, en mode événementiel.
Choses qui ne seraient pas possible si on l'avait fait en C++ (mode Arduino), comme par exemple:
- configuration du WIFI via une page WEB servie par le NodeMCU (pas besoin de brancher un interface USB/TTL)
- serveur WEB Active Server Pages ZYX, permet de faire des pages HTML dynamiques avec du code LUA in line. Les pages HTML sont sauvées dans le système de fichiers de la FLASH du NodeMCU et interprétées au vol lors de la lecture
- serveur WEB pour l'affichage de l'humidité et de la température
- mini WEB IDE, modification du code source en remote directement depuis une page WEB, pas besoin d'IDE
- serveur TELNET, utilisation de la console en remote pour le dépannage (mise à jour du code centralisée)
- crontab, horloge pour les mesures
Toutes les fonctions sont bien séparées dans des scripts .lua, cela complexifie le projet mais cela facilite la portabilité entre les projets et aussi sa mise au point.
Principes de mesures
On utilise un tout petit capteur low cost, le HTU21D, mesure de température et d'humidité sur bus I2C.
https://www.aliexpress.com/item/32480177429.html
Il est vraiment très bon marché (1.5$), simple à utiliser et super précis.
Incroyable la résolution de la mesure ! On peut observer ici l'arrivée le matin au salon, l'ouverture de la porte de la salle de bain après avoir pris la douche et l'ouverture de la fenêtre. Tout ceci dans la résolution de 1 à 3% de l'humidité relative
Présentation:
https://learn.sparkfun.com/tutorials/htu21d-humidity-sensor-hookup-guide/all
Datasheet:
https://cdn.sparkfun.com/assets/6/a/8/e/f/525778d4757b7f50398b4567.pdf
Schéma
Schéma de connexion à 4x fils très simple
Et son bread board
Banc test de Mesures
Le cloud ThingSpeak
ThingSpeak est un service de plateforme d'analyse IoT qui vous permet d'agréger, de visualiser et d'analyser des flux de données en direct dans le cloud. Vous pouvez envoyer des données à ThingSpeak depuis vos appareils, créer une visualisation instantanée des données en direct et envoyer des alertes.
La version gratuite nous permet de faire:
- envoi de 3'000'000 de message par an, soit environ 8'200 messages par jour
- intervalle d'envoi entre deux messages est d'au minimum de 15 secondes
- 4x canaux à disposition
- 3x connexion simultanées au MQTT
- 3x partages de canaux privés
Ce qui est amplement suffisant pour débuter avec l'IoT dans le Cloud et savoir ce que l'on veut faire par la suite ;-)
La version payante est assez chère, comme toutes les autres du reste :-(
Parties principales du code
Le corps du projet se trouve dans ces 4x fichiers !
- secrets_project.lua
- 0_htu21d.lua
- 0_send_data.lua
- 0_cron.lua
Les secrets du projet
Dans ce fichier se trouvent les secrets du projet qui ne doivent pas se retrouver sur GitHub, mais qui peuvent aussi être différents si on duplique son projet dans différents lieux (mesure à Lausanne et Renens par exemple).
thingspeak_url="http://api.thingspeak.com/update?api_key=xxx"
node_id = "generic"
if node.chipid() == 6734851 then node_id = "sonoff_1" zLED=7 end
if node.chipid() == 16110605 then node_id = "sonoff_2" zLED=7 end
if node.chipid() == 3049119 then node_id = "adc_1" end
if node.chipid() == 3048906 then node_id = "bolo_1" end
print("node_id: "..node_id)
end
C'est ici que l'on met l'url avec son token utilisé par ThingSpeak ThingSpeak
On met aussi ici l'identification du NodeMCU de la mesure afin de pouvoir reconnaitre les différents points de mesure dans le même lieu. Chaque NodeMCU à son propre numéro de série !
La mesure de température et d'humidité
On accède au capteur de mesure de température et d'humidité HTU21D très simplement (pas besoin de lib) au moyen de commandes de base I2C:
i2c.start, i2c.stop, i2c.address, i2c.write, i2c.read
function read_HTU21D(zreg, zdelay)
i2c.start(id) i2c.address(id, addr, i2c.TRANSMITTER)
i2c.write(id, zreg) i2c.stop(id)
i2c.start(id) i2c.address(id, addr, i2c.RECEIVER)
tmr.delay(zdelay)
r = i2c.read(id,3) i2c.stop(id)
return r
end
L'envoi des mesures dans le Cloud ThingSpeak
Les données de mesures sont simplement envoyées sur ThingSpeak au moyen d'une requête HTML de type GET:
On peut le faire directement depuis son browser pour des tests par exemple: envoi des valeurs température de 12˚ et humidité 45%:
https://api.thingspeak.com/update?api_key=kkk&field1=12&field1=45
Construction de l'url d'envoi en Lua:
zurl=thingspeak_url.."field1="..tostring(ztemp1).."&field2="..tostring(zhum1)
send_temp()
L'horloge des mesures
Finalement il faut envoyer au moyen d'un timer toutes les x secondes les mesures de températures au Cloud ThingSpeak
cron1=tmr.create()
cron1:alarm(20*1000, tmr.ALARM_AUTO, function()
print("cron1........................")
ztemp1=readTemp()
zhum1=readHumi()
print("Temperature: "..ztemp1.." °C")
print("Humidity: "..zhum1.." %")
zurl=thingspeak_url.."field1="..tostring(ztemp1).."&field2="..tostring(zhum1)
send_temp()
end)
Installation
Il faut flasher le NodeMCU avec ce firmware:
Qui contient ces modules:
adc ads1115 bit enduser_setup file gpio http i2c mqtt net node ow rtctime sjson sntp tmr uart wifi ws2812
C'est un firmware passe partout, il contient trop de modules pour ce projet mais qui est très pratique !
Utilisation
Configuration du WIFI du NodeMCU_Lua
L'accès au NodeMCU se fait via des pages WEB distribuée depuis son petit serveur WEB ASP (Active Server Pages) avec l'interprétation du code Lua inline au vol !
c'est pas terminé !
xxx
Configuration de ThingSpeak
token !
Visualisation des données dans ThingSpeak
Exemple de sortie sur ThingSpeak
Distribution des rôles de NodeMCU
Comme on peut avoir plusieurs points de mesures à différents endroit dans le local, il n'y a qu'un seul fichier de secrets. C'est dans ce fichier de secrets qu'il y a l'information de l'adresse IP de la base de donnée InfluxDB et c'est l'id des NodeMCU qui sont enregistrés dans la DB InfluxDB !
secrets_projet.lua
Exportation des données en CSV depuis ThingSpeak
zzz, on peut l'exporter xxx en CSV pour en faire un rapport dans un tableur par exemple.
Affichage des températures/humidité en local sur le NodeMCU
On peut lire la température et l'humidité directement sur le NodeMCU au moyen de cette url (il faut modifier l'adresse IP du NodeMCU en question):
http://192.168.0.xxx/disp_temp.html
Affichage du petit serveur web du NodeMCU_Lua
Chaque NodeMCU a son propre serveur WEB, on peut l'accéder simplement depuis son adresse IP:
http://192.168.0.xxx
Modification du code source du NodeMCU en remote
Très pratique pour le debug, on peut directement modifier le code source Lua du NodeMCU en remote avec ce petit WEB IDE:
http://192.168.0.xxx:88
Utilisation de la console du NodeMCU en remote
Très pratique pour le debug, on peut accéder à la console du NodeMCU en remote avec telnet:
telnet -rN 192.168.0.xxx
zf200118.1237
pense bête:
file.open("hello.lua","w+")
file.writeline([[print("hello nodemcu")]])
file.writeline([[print(node.heap())]])
file.close()