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Ce guide passe en revue les étapes requises pour envoyer les données de niveau de bruit capturées par le boitier Analog Discovery Pro jusqu'au cloud ThingSpeak. Les mesures de niveau de bruit sont visualisées de quatre manières différentes sur le canal ThingSpeak.
Le boitier Analog Discovery Pro 3000 offre l'utilité d'un équipement de mesure de bureau professionnel avec la flexibilité d'un instrument portable. Le cœur de ce boitier s'apparente à un oscilloscope haute résolution à quatre ou deux canaux, offrant une résolution de 14 bits jusqu'à 0,5 Géch/s. De plus, pour répondre aux besoins d'un monde de plus en plus numérique, 16 canaux numériques dédiés font de l'Analog Discovery Pro un véritable oscilloscope à signaux mixtes. Avec l'alimentation numérique incluse, les sorties numériques, le générateur de formes d'ondes arbitraires à deux canaux et deux déclencheurs externes dédiés, l'Analog Discovery Pro est livré avec 12 instruments prêts à analyser les systèmes à signaux mixtes via un logiciel gratuit, WaveForms.
Le module Pmod MIC3 est un microphone MEMS conçu sur la base d'un microphone Knowles Acoustics SPA2410LR5H-B et d'un convertisseur analogique-numérique Texas Instruments ADCS7476. Les utilisateurs peuvent régler le volume entrant sur la carte système avec un petit potentiomètre avant de recevoir les 12 bits de données via SPI.
ThingSpeak, créé par MathWorks, est un service de plate-forme 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 votre appareil, créer une visualisation instantanée des données en direct et envoyer des alertes.
Configuration matérielle
Le module Pmod MIC3 communique sur une interface SPI qui sera connectée aux lignes d'E/S numériques du boitier Analog Discovery Pro comme suit : SS vers DIO ligne 0, MISO vers DIO 1 et SCK vers DIO 2. L'alimentation du module Pmod est également fournie par l'Analog Discovery Pro, donc la broche VCC du Pmod doit être connectée à la broche VIO sur Analog Discovery Pro, et les masses des deux appareils doivent être connectées ensemble, comme indiqué dans l'image ci-dessus.
Connectez le boitier Analog Discovery Pro à Internet
La première étape consiste à connecter un terminal série à l'ordinateur, qui sera utilisé plus tard lors de la connexion en mode Linux. Assurez-vous que le boitier Analog Discovery Pro est connecté à l'ordinateur hôte et sous tension. Découvrez à quel port série l'ordinateur est connecté et notez-le. Notez que la connexion série doit être établie avant de démarrer en mode Linux, pour s'assurer qu'aucun message de démarrage n'est manqué.
Ensuite, connectez votre appareil à Internet en utilisant l'une des deux méthodes ci-dessous :
1) Ethernet : branchez une extrémité du câble Ethernet à l'arrière de l'Analog Discovery Pro et l'autre extrémité dans le routeur. S'il est connecté avec succès au réseau local, il doit se voir attribuer une adresse IP, une passerelle, etc.
2 )Branchez le dongle USB WiFi dans le port USB en bas à gauche. Créez les variables d'environnement WIF, WSSID et WPWD à utiliser dans la ligne de commande. Notez que l'établissement d'une connexion WiFi peut prendre un certain temps lors du redémarrage de l'appareil, potentiellement plusieurs minutes.
Maintenant, le boitier Analog Discovery est démarré en mode Linux. La sélection du mode peut être effectuée via WaveForms à l'aide du gestionnaire de périphériques. Avec l'Analog Discovery Pro connecté à l'ordinateur hôte par Ethernet, ouvrez WaveForms. Sélectionnez Analog Discovery Pro dans le menu de l'appareil, puis cliquez sur le bouton Boot. Le mode standard est défini par défaut, pour passer en mode Linux, sélectionnez Linux, puis cliquez sur « Appliquer et redémarrer ». Environ 10 à 15 secondes devraient s'écouler avant qu'il ne se reconnecte.
Créer un script Python dans le SDK WaveForms
Le script utilisé pour ce projet est écrit en Python et contient les scripts utilisés pour contrôler le Pmod MIC3, convertir les données mesurées et télécharger les résultats vers ThingSpeak.
Au début du script, les modules nécessaires sont importés, puis l'adresse du canal ThingSpeak est définie. Les lignes DIO utilisées pour communiquer avec le Pmod, ainsi que les variables globales contrôlant la communication et le traitement des données, sont également définies ici. Les fonctions définies par l'utilisateur sont responsables des tâches suivantes :
1) Réinitialiser et fermer les instruments utilisés
2) Alimentez le module Pmod MIC3 et initialisez l'interface SPI.
3) Afficher les messages d'erreur
4) Lire les données sur SPI
Exécutez le scrip et affichez les résultats dans Thingspeak Cloud
Ouvrez WaveForms et ouvrez le Gestionnaire de périphériques à partir du menu Paramètres, puis sélectionnez votre périphérique et ouvrez ses paramètres réseau en cliquant sur le bouton Réseau. Notez l'adresse IP attribuée à votre appareil et fermez WaveForms. Ouvrez l'émulateur de terminal et établissez une nouvelle connexion Secure Shell (SSH) à l'adresse IP d'Analog Discovery Pro. Après cela, exécutez les commandes suivantes pour monter l'appareil et exécutez le script.
>>>montage sudo /dev/sda1 /mnt
>>>cd /mnt
>>>sudo python3 ./PmodMIC3_to_Thingspeak.py
Les niveaux de bruit mesurés peuvent être tracés en fonction du temps ou affichés sur un widget de jauge. Un histogramme des valeurs mesurées peut également être affiché, ainsi qu'une LED virtuelle, pour indiquer les niveaux de bruit dangereux. Une fonction MATLAB importante à utiliser dans le traitement des données est thingSpeakRead().
Trouvez les détails du projet et obtenez le code source sur la page de référence Digilent.
Le boitier Analog Discovery Pro est désormais disponible auprès de Lextronic ici.