Assemblage d'une mangeoire

Ce document se veut être un rappel général du montage des mangeoires du Projet Poids-Plume. Attention, il est bien trop succinct pour pouvoir assembler sans erreur une mangeoire sans autre information et sans personne expérimentée - il peut par contre servir de base pour organiser une journée de construction.

Il est fortement recommandé de faire des binômes lors de l'assemblage ! A quatre mains on arrive mieux à maintenir les composants en place et les visser.

Docs de références

Plan de câblage:

Un exemple d'assemblage des composants à l'arrière:

Un exemple d'assemblage du perchoir et du BME280, et de leur cablâge

Découpe du bois pour la structure externe d'une mangeoire. Lorsque non précisé, le bois est une planche de 18mm d'épaisseur.

Préparation de la carte SD

Matériel:

1. Une carte SD
2. L'ordi Poids-Plume

Instructions: Mettre la carte SD dans le lecteur de carte de l'ordi Poids-Plume. Lancer les outils Poids-Plume (icône sur le bureau), puis sélectionner "Ecrire une image disque". Le système de base de la mangeoire est alors écrit sur la carte. Cela peut prendre un moment (30min-1h), donc ne pas hésiter à se lancer dans la suite de la construction de la mangeoire pendant ce temps.

Assemblage des composants

Faire la structure

Note: on fait le maximum de la structure ici: le 'L' intérieur + les deux côtés (et pas seulement le L comme en 2020)

Matériel:

1. un bas intérieur (petite planche)
2. un dos intérieur (en contreplaqué, avec trou pour la caméra)
3. deux côtés de la mangeoire (vérifier qu'ils font la bonne taille, retailler si besoin)
4. une baguette fine plate en bois pour éviter que le bac à graines sorte de la mangeoire
5. vis diverses, quelques clous éventuellement pour fixer la baguette

Assemblage:

1. Fixer le contreplaqué au bas intérieur. Attention il y a un sens: le trou de la caméra doit être au plus loin de la planche du bas (~110mm). Attention des trous peuvent exister sur le contreplaqué, mais n'indiquent pas le sens
2. Fixer les bords de la mangeoire. Il faut que les côtés arrivent aux bords de la plaque intérieur (voir shéma)
3. Fixer la baguette fine (sont bord inférieur doit toucher la plaque intérieur de la mangeoire, ou presque). Attention bien faire un prétrou car elle peut se fendre au vissage/cloutage.

Fixer raspberry, camera

Matériel:

1. un raspberry pi zéro + 4 petites vis 10mm + 4 écrous en plastique (~1mm épaisseur)
2. une caméra
3. une nappe de jonction raspberry-camera (orange)
4. 4 petites vis (10 mm) + 8 écrous en plastique (~1mm épaisseur)

Assemblage:

1. Fixer le raspberry pi. Utiliser des vis de 10mm et fixer au contreplaqué. Bien placer un écrou en plastique entre le contreplaqué et le raspberry (un par point de fixation) pour ne pas que les composants et points de soudure soient en contact avec le bois
2. Attacher la nappe de jonction entre la caméra et le raspberry
3. Préparer la caméra. Utiliser une petite vis 10mm et *deux* écrous en plastique de l'autre côté du PCB. La caméra doit bien avoir *deux* écrous en plastique à chaque point de fixation (donc 2*4 = 8 écrous au total) pour qu'elle ne soit pas compressée sur le bois quand on vis
4. Fixer la caméra: la placer bien verticale et au milieu du trou (vérifier des deux côtés), puis visser les quatre vis aux coins pour que la caméra soit fixée
5. Vérifier la connection caméra <-> raspberry qui a potentiellement bougé

Fixer le capteur de température

Matériel:

1. Capteur température (petit PCB violet marqué BME280)
2. Set de 4 fils Noir/Jaune/Bleu/Rouge
3. Petites vis 10mm + un ou deux écrous en plastique 1mm

Assemblage:

1. Brancher le capteur de température au raspberry (voir shéma de cablage)
2. Fixer le capteur de température en dessous de la plaque du bas intérieure. Attention: les composants électroniques doivent être idéalement isolés du bois, et le capteur de température ne doit pas être à portée de la pluie. On peut utiliser pour ça les écrous en plastique, à placer entre le bois et le composant sur le même principe que la caméra. Attention aussi: bien penser que l'on va mettre le perchoir par la suite, donc le capteur de température est à mettre *sur le côté*
3. Fixer gentiment les câbles du capteur avec de la mousse/scotch électrique ou autre pour ne pas qu'ils soient emmerdants par la suite

Fabriquer le perchoir

• • ATTENTION: LE PERCHOIR EST UN ÉLEMENT TRÈS FRAGILE DE LA MANGEOIRE: MANIPULER AVEC SOIN EN TOUTE CIRCONSTANCE !!!**

NOTE: je conseille fortement une grosse baguette plutôt qu'une petite, pour éviter que les oiseaux aient la patte à la fois sur la baguette et sur le corps de la mangeoire (ça fausse le poids)

Matériel:

1. Une petite planche en bois perchoir
2. Une baguette en bois trouvée dans le jardin (diamètre 1cm au moins)
3. Des petites vis
4. Un perchoir assemblé avec son capteur de masse
5. Scie cloche si besoin

Assemblage:

1. Visser la petite baguette sur la planche en bois, il est utile de faire des trous à la visseuse pour ne pas les fendre
2. Fixer la planche en bois avec sa baguette sur le perchoir. Il peut être nécessaire de faire un trou, typiquement à la scie cloche ou à la scie sauteuse pour faire de la place et que le capteur de masse ne rentre pas dans le bois.

Fixer le perchoir

• • ATTENTION: LE PERCHOIR EST UN ÉLEMENT TRÈS FRAGILE DE LA MANGEOIRE: MANIPULER AVEC SOIN EN TOUTE CIRCONSTANCE !!!**

Matériel:

1. Un perchoir (avec capteur masse 500 grammes)
2. Des vis
3. Quatre rondelles (2x deux rondelles diamètres 1 cm) ou petit bout d'alu carré percé (voir dans la boîte de visserie)
4. Vis à bois ~ 15mm

Assemblage (se mettre à deux):

1. Réfléchir à la manière dont on va placer le perchoir. Il doit être parallèle au bord de la mangeoire, au plus près de la baguette (mais sans la toucher, sinon le poids est faussé). Bien repérer la position de fixation, et maintenir le perchoir en place.
2. Attention aux fils qui sortent du perchoir: ils sont extrêmement fragiles !
3. Pendant ce temps là, une autre personne prends les rondelles et les mets en places. Les rondelles permettent de maintenir un petit espace pour ne pas que le capteur de masse touche le bois de la mangeoire.
4. Une fois les rondelles en place, visser avec les vis à bois. Visser fortement à la visseuse, mais attention à ne pas foirer la vis à bois.
5. Le perchoir doit être totalement immobile !

Fixer le HX711 + cablâge du perchoir

Le HX711 est un petit amplificateur qui va mesurer le courant passant à travers le capteur de masse, puis transformer ça en valeur numerique lisible par le raspberry.

Matériel:

1. Un HX711 (petit PCB vert marqué HX711). Attention certains "gros" HX711 (avec un PCB plus gros) traînent dans le matos: ne pas les prendre, ils sont daubés.
2. Cables HX711 <-> raspberry (rouge séparé + vert/blanc/noir)
3. Cables HX711 <-> capteur masse (rouge/noir/blanc/vert d'un bloc)

Assemblage:

1. Assembler les différents câbles suivant le plan de câblage
2. Fixer gentiment le HX711 sur le contreplaqué pour qu'il soit bien calé et ne bouge pas (utiliser des mousses ou autre, attention toujours aux contacts électriques)

Fixer le câble d'alimentation + rallonge USB

Note: si pas suffisamment de rallonges, on peut brancher directement le transfo au port USB PWR IN sans rallonge. Le câble de la mangeoire sera juste plus court.

Matériel:

1. Une rallonge microUSB
2. Un transfo secteur <-> microUSB

Assemblage:

1. Brancher la rallonge usb à la prise "power" du raspberry (c'est marqué sur le PCB "pwr in")
2. Fixer la rallonge usb sur le contreplaqué: on peut utiliser une mousse et faire une boucle dedans. Le but est que lorsque l'on tire (gentiment) sur la rallonge USB, elle ne doit pas tirer sur les soudures du PCB du raspberry
3. Brancher le transformateur à la rallonge

Bravo, la mangeoire est maintenant assemblée !

Préparation du logiciel

Formatage de la carte mémoire

Matériel:

1. L'ordi Poids-Plume
2. Une carte mémoire micro SD
3. Un adaptateur SD pour la mettre dans l'ordi

Prendre une carte mémoire vide (dans la boîte de matos), la mettre dans un adaptateur SD, puis mettre le tout dans l'ordi (à droite, dans le lecteur de cartes). Lancer le logiciel d'installation Poids-Plume, et sélectionner "Ecrire une image disque". Suivre les instructions.

Première installation du logiciel

Matériel:

1. L'ordi Poids-Plume
2. Le nom de la mangeoire (à choisir avec un bouquin sur les oiseaux, traditionnellement on prend un nom de genre)

La carte étant toujours dans le lecteur, on peut maintenant installer le logiciel de la mangeoire. Lancer le logiciel d'installation Poids-Plume, puis sélectionner "Installer le logiciel sur une carte SD". Suivre les instructions. Hormis le nom de la mangeoire, les paramètres par défaut devraient être acceptables pour une nouvelle mangeoire (appuyer sur entrée sans mettre de réponse aux questions pour accepter les paramètres par défaut).

En cas de doute sur le nom de la mangeoire, demander à un membre plus expérimenté de l'asso.

Réglages et calibration

Connexion à internet

Allumer la mangeoire et la connecter à internet. Lors de l'allumage, la mangeoire va détecter qu'elle ne trouve aucun réseau connu, et émettre un point d'accès "WiFi Connect". S'y connecter, puis suivre la procédure pour donner la clé du wifi. Attention, la clé du wifi ne doit pas comporter d'accents.

Une fois la mangeoire connectée pour la première fois à internet, elle va s'autoconfigurer, ce qui peut prendre un moment (qq minutes). Une fois fini, la LED du raspberry s'éteint pour indiquer que le démarrage est terminé.

Connexion en ssh à la balance

Se connecter en ssh à la balance. Le but ici est d'obtenir une invite de commande sur le système de la mangeoire. Il est parfois possible de s'y connecter directement en utilisant une des commandes suivante:

ssh pi@<nom_mangeoire>
ssh pi@<nom_mangeoire>.home 

Sinon, il faut trouver l'ip de la mangeoire. Sur l'ordi Poids-Plume, un utilitaire est disponible pour faire cette manip: on lance le logiciel Poids-Plume, puis choisir l'option "Chercher une mangeoire sur le réseau". Le logiciel vous propose alors plusieurs commandes possibles pour se connecter à la mangeoire. Attention il faut que les mangeoires soient connectées sur le même réseau.

Le mot de passe pour la connexion est 'assopoidsplume2020'.

Calibrage de la balance

Matériel:

1. Une balance de cuisine (0-1000g)

Une fois connectée à la mangeoire, on va calibrer la balance. Sur la mangeoire, on peut utiliser l'utilitaire feederctl weight_calib. Le but de la manœuvre est de poser des masses de référence sur le perchoir (dont la masse est connue, par exemple en mesurant avec une balance de cuisine), les donner au script, qui va ensuite mesurer les valeurs brutes en sortie du capteur.

Suivre les instructions du script. On rentre une valeur, puis le scripts mesure la sortie du capteur. On rentre une nouvelle, valeur, le script, mesure etc. etc. Une fois 4-5 masses mesurées (*dont le zéro !*), on peut utiliser Ctrl^C pour indiquer au script qu'on a fini. La calibration a lieu ensuite, et un petit résumé apparait. Si les résultats de calibration sont OK, on peut écrire les paramètres (le petit script vous dira si ce n'est pas le cas).

Attention à ne pas dépasser la capacité du perchoir (500g). Ça ne sert à rien d'aller trop haut dans le poids, une bonne distribution de masses pour la calibration est par exemple (en grammes): 0 5 10 50 100

Astuce: on peut tailler une petite mousse à caler sur le perchoir pour faire une petite plateforme plate et mieux caler les objets de masse connus dessus. Ce n'est pas grave si le zéro inclue des élements en plus que les poids, comme un petit objet qui facilite leur pose, tant que ces éléments ne sont pas retirés lorsque l'on rajoute les poids.

Focus et orientation de la caméra

Une fois connectée à la mangeoire, on peut utiliser l'utilitaire adjust_camera, attention, il faut être connecté en root. Cet utilitaire vous donne un lien vers une page web qui contient une image prise de la caméra, cliquer dessus pour l'ouvrir dans un navigateur (rafraîchir l'image avec F5 dans le navigateur). Le but est ici de régler l'orientation (le 'cadrage' de la caméra) ainsi que le focus.

L'ajustement du cadrage de la caméra se fait en vissant/dévissant les vis qui fixent la caméra au contreplaqué pour orienter le PCB qui porte la caméra. Si nécessaire (mais cela ne devrait pas être le cas), on peut 'tordre' un petit peu la plaque en contreplaqué et la fixer avec des vis (mais c'est fortement déconseillé, normalement il n'y a pas besoin). Le cadrage idéal permet de voir la baguette, mais avec un minimum de toit ou de côté de la mangeoire dans le champ de la caméra.

Le focus de la caméra se fait avec une petite clé faite maison, qui est concrètement un petit bout en plastique scotché sur une vis. Mettre le côté plastique sur la caméra (on doit sentir que ça s'emboîte bien avec la caméra), puis tourner. Faire un quart de tour, puis rafraîchir l'image dans votre navigateur, ajuster jusqu'à ce que le plan de focus soit légèrement en avant (~1-2 cm) du perchoir (si un oiseau se perche dessus, alors sa tête sera nette). Il est souvent difficile de savoir où on en est dans le focus: on peut utiliser pour ça une règle ou un objet long que l'on mettra perpendiculaire perchoir, et qui nous permettra de savoir où se situe le plan du focus (un triple décimètre serait idéal si on arrive à le faire tenir).

Une fois l'image de la caméra correctement cadrée et mise au point, c'est bon !

Vérification générale

Sur la mangeoire, on peut utiliser la commande feederctl monitor (en deux mots) ou alors displaylogs pour afficher les valeurs en train d'être lues.

1. Vérifier que température/humidité/pression soient correctes
2. Vérifier que le poids au perchoir mesuré est correct. Ce n'est pas forcément très grave si la valeur absolue mesurée n'est pas correcte, mais en mettant un petit objet de masse connue sur le perchoir, celui-ci doit provoquer un différentiel de masse correct

Fermeture de la boîte

Ajout du plexi de protection de la caméra

Matériel:

1. Petite plaque en plexi
2. 4 vis 10 mm
3. 4 petites rondelles métal

Il y a un ensemble de plaques de 45*45mm pour protéger les caméras. Faire un trou à chaque angle (diamètre 3mm) + utiliser une petite rondelle et une vis 10mm pour la fixer sur la planche en contreplaqué. La rondelle est impérative pour ne pas que les vis fendent le plexi.

Il y a probablement une protection à enlever sur le plexi (?)

Étanchéification

Matériel:

1. De la mousse en plastique épais (trucs pour les colis)
2. De la mousse fine pour joins entre planches

Assemblage:

1. Mettre une barre de mousse épaisse derrière le capteur de température et le perchoir, de façon a créer une séparation plus ou moins étanche entre l'extérieur et le compartiment où est le raspberry pi.
2. Mettre une barre de mousse épaisse au dessus du raspberry pi, de façon à faire une séparation plus ou moins étanche au dessus du raspberry
3. Mettre des barres de mousse fines sur les côté des planches de la mangeoires qui vont recevoir une planche en face

Fixer le bas et le dos de la mangeoire

• Attention au perchoir à tout moment ! *

Matériel:

1. Un bas (extérieur) de mangeoire
2. Un dos de mangeoire

Fixer le bas de la mangeoire sur les côtés avec quatre vis à bois 30-40mm. Ne pas hésiter à faire un prétrou à la perceuse.

Fixer le dos de la mangeoire avec quatre vis à vois 30-40mm. Réfléchir au fait que suivant là où on fait les trous, il est possible que les vis rentrent dans d'autres vis de la mangeoire (notamment si on fixe le dos très en bas). Prévoir le trou pour le câble (dans le dos de la mangeoire à faire éventuellement).

Il est probable qu'il faille retailler les pièces à la scie sauteuse avant de les fixer: bien regarder !

Fixer le toit. Utiliser des vis de 15mm pour ça. Si le toit n'est pas percé, faire des trous de 3mm. Bien mettre des rondelles sur chaque vis pour ne pas que la tête de la vis rentre direct dans le plexi (ça le fend).

Deuxième vérification générale

Il est de bon ton de faire une vérif générale à nouveau de la mangeoire, des fois qu'un composant un peu mal fixé ait bougé. Ne pas hésiter à secouer un peu la mangeoire pour être sûr que tout tient bien, puis procéder à la vérification.

Sur la mangeoire, on peut utiliser la commande feederctl monitor (en deux mots) ou alors displaylogs pour afficher les valeurs en train d'être lues.

1. Vérifier que température/humidité/pression soient correctes
2. Vérifier que le poids au perchoir mesuré est correct. Ce n'est pas forcément très grave si la valeur absolue mesurée n'est pas correcte, mais en mettant un petit objet de masse connue sur le perchoir, celui-ci doit provoquer un différentiel de masse correct

Finitions

Décorer la mangeoire ;)

Mettre un coup de lasure (séchage ~24h)

Bravo, la mangeoire est construite et prête à être utilisée ! Ne pas oublier de la mettre dans une boîte pour qu'elle soit protégée lors du transport, si celle-ci doit faire de la route. On peut également inciter son propriétaire à réfléchir à l'étanchéification de l'installation électrique, voire a minima mettre du scotch électrique sur les parties sensibles (genre la connexion rallonge <-> transfo)