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Balises G1X
Un premier réseau de quatre stations simples est un objectif réaliste. La portée, l’autonomie et la précision restent à démontrer.
B1 : mesurer avant de prédire
Premier usage : température, humidité, pression et état de batterie sur quatre emplacements. Un message toutes les cinq minutes, un historique local, un indicateur de fraîcheur et une alerte de perte de données. Pas de caméra, de suivi GPS permanent ou de prévision météo autonome dans ce premier lot.
Une chaîne matérielle complète
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Sur le terrain
ESP32 + radio 915 MHz (T-Beam existant à identifier), antenne adaptée, SHT45 sur carte 3,3 V sous abri ventilé; BME280 existant possible pour pression et première comparaison.
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Liaison radio
LoRa point à point en étoile, numéros de séquence et authentification des messages à implémenter. La réception ne nécessite pas Internet. L’USB relie le récepteur au Pi; il ne remplace pas l’antenne radio.
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Réception et journal
Deuxième carte ESP32 LoRa alimentée par USB, Pi 5, service de réception supervisé, MQTT local et base SQLite. Horodatage UTC, unités et indication des valeurs manquantes.
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Consultation
Intégration G1X-Control à développer. Conservation locale puis sauvegarde indépendante et test de restauration. Le client voit l’âge de la dernière mesure.
Pour des équipements LoRaWAN de plusieurs fabricants, choisir une passerelle multicanal à concentrateur SX1302/SX1303, configurée pour la région, et un serveur comme ChirpStack. Un T-Beam seul n’en est pas l’équivalent.
L’autonomie se calcule en wattheures
Tableau : glissez horizontalement si nécessaire.
| Hypothèse de dimensionnement | Calcul | Conséquence |
|---|---|---|
| Nœud optimisé, sans chauffage | 0,15 W × 24 h = 3,6 Wh/j | 0,15 W est une cible de consommation moyenne à mesurer sur la carte complète. |
| Batterie nominale 12,8 V / 6 Ah | 76,8 Wh × 0,8 × 0,7 = 43,0 Wh | Hypothèses : 80 % utilisables, coefficient global froid/pertes 70 %. Soit 11,9 jours théoriques à 0,15 W; seulement 1,8 jour à 1 W. |
| Panneau 20 W, jour peu ensoleillé | 20 W × 1 h × 0,6 = 12 Wh/j | 1 heure de soleil équivalent est un scénario, pas une ressource hivernale garantie. Neige ou plusieurs jours sombres peuvent ramener la récolte à zéro. |
À 0,15 W, la recharge dispose d’une marge théorique de 8,4 Wh/j dans ce scénario. Un réchauffeur de 5 W pendant 6 h consommerait à lui seul 30 Wh/j : il oblige à redimensionner. Le contrôleur de charge et le convertisseur peuvent aussi dominer la consommation en veille.
Alimentation : deux chemins distincts
- Sur établi : alimentation USB adaptée à la révision de la carte, sans modifier son circuit batterie. Vérifier d’abord la mesure, la radio et la reprise après coupure.
- Sur terrain : panneau 20–30 W → régulateur compatible LiFePO₄ 12,8 V → batterie 6 Ah avec protection de charge à froid → convertisseur 5 V à faible consommation → USB du T-Beam, sans 18650 dans son logement. Fusible et protections dimensionnés après mesure.
- Ne pas brancher une batterie LiFePO₄ sur un chargeur intégré prévu pour une autre chimie. Le seuil de charge à froid dépend de la batterie choisie : le manuel Victron cité exige +5 °C minimum pour cette gamme précise.
- Si le site dépasse les températures admissibles, placer la batterie dans un volume protégé ou choisir une solution qualifiée au froid. La fiche exacte du pack, du BMS et du régulateur reste à approuver avant achat.
Portée et nombre de balises
La portée n’est pas un rayon garanti. Première campagne : 100 m, 500 m puis 1 km, avec et sans obstacles; enregistrer pertes, RSSI et SNR. Retenir la portée qui satisfait les critères, même si elle est inférieure à 100 m dans un bâtiment. L’antenne, la hauteur, le relief et la végétation comptent.
Quatre balises à cinq minutes produisent 1 152 messages/jour. À 100 balises, ce serait 28 800 messages/jour et environ 10,5 Go/an si chaque enregistrement stocké occupe 1 ko, avant index et sauvegardes. Cette taille de fichier ne prouve pas la capacité radio.
Illustration de temps d’antenne LoRa : charge utile totale 32 octets, BW 125 kHz, CR 4/5, préambule 8, en-tête explicite et CRC. Environ 72 ms à SF7 contre 1,81 s à SF12. Pour 100 messages par cinq minutes, cela représente 2,4 % contre 60,3 % d’un canal, avant accusés, reprises ou collisions. Ce calcul n’est ni un plan de fréquences canadien ni une autorisation d’émettre.
Utiliser une configuration radio et antenne conforme à l’homologation du module et aux règles ISDE applicables. Une fréquence marquée « 915 MHz » ne suffit pas à établir cette conformité. Pour B1, partir de quatre balises; passer à LoRaWAN multicanal si le besoin le justifie.
Une mesure crédible demande un bon emplacement
Le SHT45 annonce une précision typique de ±0,1 °C et ±1 % HR dans ses conditions spécifiées. Ce n’est pas la précision de la station assemblée. Abri, rayonnement, échauffement de la carte et condensation changent le résultat. Une sonde collée au boîtier ou placée sur un toit chaud mesure son microclimat.
Pour comparer une température d’air, viser un abri autour de 1,5 m au-dessus d’un sol représentatif, éloigné des sources de chaleur. Pour un vent comparable aux observations usuelles, la référence est 10 m en terrain ouvert. Une installation plus basse reste utile si sa hauteur et ses obstacles sont indiqués.
Vent et pluie viennent au lot B2 : compter les impulsions sans les perdre en veille, enregistrer les rafales avec une cadence adaptée, étalonner le pluviomètre et gérer neige et gel. Détection de foudre AS3935 et détection de verglas restent expérimentales; aucune alerte de sécurité certifiée n’est annoncée.
Le passage au terrain
- 72 h sur établi : consommation complète enregistrée, compteur de messages vérifié, dix coupures et reprises sans intervention manuelle.
- 30 jours sur quatre balises : objectif ≥99 % des messages attendus reçus sous 10 minutes à la portée retenue, doublons éliminés et trous visibles. Ce seuil est à atteindre, pas déjà obtenu.
- Comparer deux stations côte à côte pendant sept jours; viser des écarts ≤0,5 °C et ≤5 % HR avec une référence adaptée. Conserver biais, dispersion et conditions. Ce n’est pas une certification métrologique.
- Tester autonomie sans panneau, condensation et froid avant d’annoncer un fonctionnement hivernal. Un essai de 30 jours en automne ne qualifie pas l’hiver québécois.