Profesionalna meteorološka stanica koja koristi ESP8266 i ESP32 DIY: 9 koraka (sa slikama)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja promjena: 2024-01-30 09:31

LineaMeteoStazione potpuna je meteorološka stanica koja se može povezati s profesionalnim senzorima tvrtke Sensirion, kao i nekim Davisovim instrumentom (mjerač kiše, anemometar)

Projekt je namijenjen kao DIY meteorološka stanica, ali samo zahtijeva montažni dio, jer ću ploče već programirati, kao i kompletnu PCB. Kôd će biti dijeljeni Opensource za ljude koji to žele pokušati od početka ili izmijeniti!

VREMENSKU STANICU MOŽETE NAĆI U WeatherCloudu, Wundergroundu i LineaMeteu (talijanska vremenska mreža!) (Anemometar nije instaliran), a ovdje i Verziju u THINGSPEAK -u za usporedbu između SHT3x i SHT1x. Trenutno koristim SHT1x za praćenje temperature unutar kutije otporne na vremenske uvjete, ali možete ga koristiti i za nadzor temperature i vlažnosti tla ili u druge svrhe!

Napomena: Gore navedene veze bit će izvanmrežne jer će meteorološka postaja biti uklonjena u veljači 2021. jer se selim u stan)

SVE INFORMACIJE I AŽURIRANJE KODA MOŽETE OVDJE U GITHUB -u

Korak 1: Popis komponenti

Radi s kombinacijom razvojnih ploča ESP8266 i ESP32 i sastoji se uglavnom od 3 uređaja:

1. UREĐAJ 1: WEMOS D1 MINI PRO (nova verzija) + dizajnirana PCB (potrebno je instalirati VANJSKO) I SOLARNA PLOČA Ovo je dio koji će se nalaziti vani i sastoji se od jedne razvojne ploče i PCB -a. Koristi se za prikupljanje vremenskih podataka koji će se poslati Googleovoj Firebase. Podaci se prikupljaju u stvarnom vremenu sa svakog senzora, ali vrijeme prijenosa može se odabrati u postavkama meteorološke postaje, što će biti objašnjeno u priručniku nakon toga. Maksimalna i minimalna temperatura prikupljat će se u stvarnom vremenu. Ispod fotografije kompletne jedinice:

2. UREĐAJ 2: WEMOS D1 MINI PRO (stara verzija) + pritisak BMP180Ovo je dio koji obrađuje svu mrežnu komunikaciju, a prikuplja i podatke iz Google Firebase. Dužnosti odbora sastoje se u:  prikupljanju podataka  dijeljenju nekih podataka na IP adresu u formatu spremnom za komunikaciju s vremenskom mrežom LineaMeteo.  Slanje podataka na weathercloud  Slanje podataka na wunderground  Slanje podataka na Thingspeak

Kućište je 3D ispisano sa

3. UREĐAJ 3: LOLIND32 ESP32 + PCB dizajniran + INK zaslon + BME680Ovo je dio koji samo upravlja vizualizacijom podataka na zaslonu, a ima i senzor koji prikuplja podatke o kvaliteti zraka, tlaku, temperaturi i vlažnosti. Zaslon koji se koristi je zaslon s tintom od 4,2 inča, može se koristiti robnih marki WaweShare ili GoodDisplay.

Kućište je 3D ispisano iz: Okvir za ePaper + ESP32 Informacijski zaslon od strane sidoh10 - Thingiverse

2. korak: UREĐAJ 2: Sučelje za Wi-Fi i Firebase Google

** ZA VIŠE POSEBNIH PODATAKA POGLEDAJTE PRIRUČNIK VREMENSKE STANICE NA LINKU GITUB GORNJE **

Prije svega moramo stvoriti Firebase račun. Da biste to učinili, trebat će vam Google račun koji možete stvoriti ako ga već nemate.

Da biste postavili Firebase račun, morate slijediti ove korake:

1. Idite na FIREBASE i kliknite "Započni"

Prijavite se na svoj Google račun

2. Kliknite na "Dodaj projekt" "Aggiungi progetto"

3. Dajte naziv svom projektu! Kliknite "Nastavi" "Nastavi". Slijedite korake i izradite projekt. Upotrijebite zadani račun za Firebase.

4. „Idite na„ pregled projekta “„ Panoramica del progetto “na vrhu i odaberite„ postavke projekta “„ Impostazioni progetto “

5. Kliknite na „Račun usluge“„Račun di Servizio“i „Napravi račun usluge“„Kreiraj račun na usluzi“

6. Vratite se na „Pregled projekta“i Stvorite bazu podataka u stvarnom vremenu „Crea baza podataka“te slijedite korake i odaberite najbliže mjesto za bazu podataka.

7. SVE GOTOVO! Sada spremite vezu svog projekta koju možete pronaći u bazi podataka u stvarnom vremenu, a također i tajnu da "Račun usluge" možete pronaći "Račun di servizio" pod "Tajna baze podataka" "Segreti baza podataka"

Za programiranje meteorološke postaje trebat će vam samo ona označena na donjoj slici i tajna baza podataka! Da bih vam poslao već programiranu ploču, trebat će mi te vjerodajnice, a također i vi da programirate ploču.

Korak 3: POSTAVLJANJE WI-FI-ja (SLIKE POGLEDAJTE NA GITHUB-u)

Za postavljanje Wi-Fi veze slijedite ove korake:

· Priključite USB kabel iz UREĐAJA 2 u USB priključak (možete koristiti uobičajeni punjač za telefon ili bilo koji drugi USB priključak, na primjer na usmjerivaču (preporučena opcija))

· Nakon što je DEVICE 2 UKLJUČEN, naći ćete ga u Wi-Fi vezama dostupnim na vašem pametnom telefonu ili računalu s imenom LineaMeteoStazioneR.

· Pokušajte se povezati i od vas će se zatražiti lozinka. Zaporka: LaMeteo2005

· Kliknite na konfiguriranje Wi-Fi-ja i odaberite svoju Wi-Fi mrežu te unesite svoju lozinku i kliknite Spremi. Sada će se UREĐAJ 2 pokušati povezati, a ako ne uspije, od vas će se tražiti da ponovno pokrenete prethodno navedene postupke.

· Nakon što je DEVICE 2 spojen, vratite se u bazu podataka u stvarnom vremenu i vidjet ćete da se pojavilo mnogo informacija.

Korak 4: Postavljanje UREĐAJA 1 (izvana)

Ovo je instalacija koja zahtijeva zaštitu meteorološke postaje izvana. Za osjetnik temperature i vlažnosti okoline potreban je štit od sunčevog zračenja. Također je potrebna kutija otporna na vremenske uvjete za pravilno skladištenje baterije i PCB -a.

1. Instalirajte ploču u kutiju otpornu na vremenske uvjete kao primjer ispod i instalirajte bateriju (BUDITE PAŽLJIVI + I - I BATERIJU TREBA PUNITI 100% PRIJE PRVOG POČETKA):

2. Spojite sve dostupne senzore na ploči pomoću konektora RJ12 ili vijčane stezaljke, ovisno o vrsti senzora koji se koristi. (Pogledajte popis "Kompatibilni senzor i specifikacije") (SENZORI SU POVEZANI S ADAPTERSKOM PLOČOM DIZAJNIRANOM POSEBNO ZA SHT3X I UV SENZORE I TAKOĐE ZA SHT35 NA TINDIE) POGLEDAJTE FOTOGRAFIJE

3. Priključite priključak baterije u Wemos D1 Mini Pro i postavite Wi-Fi vezu isto kao i UREĐAJ 2. Naziv mreže bit će 'LineaMeteoStazioneS'

Nakon toga priključite i USB iz pretvarača solarne ploče. (Fotografija je samo predstavnik prototipa i USB pretvarač će vam biti već spojen, samo trebate spojiti solarnu ploču)

Korak 5: Konfigurirajte postavke meteorološke postaje s Firebaseom

SVAKE PODEŠAVANJA ZAHTJEVAJU DA SE ODVODE OD SNAGE

UREĐAJ 2 I POVEZUJTE SE NA SNAGU

Nakon što se pridržavate gore navedenih postupaka, vidjet ćete da će vaša baza podataka u stvarnom vremenu izgledati ovako (ako je senzor UV indeksa priključen, neće prikazivati 655):

Baza podataka je kategorizirana na sljedeći način:

· ChangeTime

Ova se opcija koristi za postavljanje vašeg VREMENSKOG ZONA koje će biti vaše vrijeme (potrebno je promijeniti kada se primjenjuje dnevno svjetlo) i za postavljanje SendDataTime. Preporučuje se ne učitavati podatke brže od 90 sekundi kako biste uštedjeli trajanje baterije uređaja DEVICE 1

CurrentDay i RESETDATA ne morate dirati. Za poništavanje svih podataka u bazi podataka unesite 0 u RESETDATA.

· Veza

Veza se koristi za poznavanje vaše trenutne IP adrese DEVICE 2 i za praćenje snage Wi -Fi signala DEVICE 1. Pokušajte zadržati DEVICE 1 s najmanje -75 ili više jačine signala.

IPAddress se može koristiti za prosljeđivanje IP -a radi postavljanja vaših uređaja u vremensku mrežu LineaMeteo. (Prosljeđivanje porta može se izvršiti u usmjerivaču, ali svaki usmjerivač je drugačiji, pa morate znati svoj. Vanjski priključak trebao bi biti 4600, a unutarnji 80, primjer u nastavku)

· Tlak

Ovdje je pohranjena vrijednost tlaka, a moguće ju je i kalibrirati na temelju razine mora. Pogledajte neku od meteoroloških stanica u blizini ili pogledajte trenutni atmosferski tlak na prognozi. Svaki broj znači 1Pa

· Kiša

Ovdje je pohranjena vrijednost kiše u 24H, kao i druge vrijednosti povezane s kišom. Možete upotrijebiti svaki mjerač za kišu s kašikom za prevrtanje, pa to znači da ćete morati kalibrirati za koliko se računa svako prevrtanje. Izmijenite "mmGoccia" da biste promijenili broj prevrtanja u mm. Zadana vrijednost je 0,2 mm

· SHT1x

Oni sadrže podatke iz serije Sensirion SHT1x ili SHT7x.

· SHT3x

Oni sadrže podatke iz serije Sensirion SHT3x.

· Usluge

Ovo sadrži sve usluge dostupne za korištenje s ovom meteorološkom postajom.

OTVORENO VRIJEME

Možete postaviti vlastiti račun na OpenWeatheru za opis trenutnog stanja na uređaju DEVICE 3 (pronađite Moje API ključeve i kopirajte ih u API -ju u uslugama, OpenWeather.)

Tip hemisfere sjever ako živite na sjevernoj hemisferi ili jug na južnoj hemisferi za prikaz ispravnog dijela astronomije na zaslonu.

Jezik "en" ili "it" za promjenu s engleskog na talijanski na UREĐAJU 3.

Geografska širina i dužina za prikaz ispravnog opisa vremenskih prilika na UREĐAJU 3

Ako će s južne hemisfere to biti negativan broj na zemljopisnoj širini.

THINGSPEAK

Napravite račun na ThingSpeaku i pronađite WriteAPIkey i kopirajte u myWriteAPIKey, kako biste vidjeli razliku s grafikom između serija SHT1x i SHT3x ako ste spojili 2 senzora ili samo nadzirali SHT1x

WeatherCloud

Pomoću ove opcije možete povezati vremensku postaju s mrežom Weather Cloud. Idite na Postavke na svojim uređajima i odaberite "Veza", dat će vam ID i ključ koje možete kopirati u bazu podataka.

WunderGround

Pomoću ove opcije možete povezati vremensku postaju s WunderGroundom.

Pronađite ID i ključ na Mojim uređajima i kopirajte ih u bazu podataka.

· Spavajte

Zadano je postavljeno na 1, ali se može promijeniti na 0 kako bi se omogućio način mirovanja. U stanju mirovanja mjerač kiše i anemometar neće raditi pa ih je potrebno odvojiti od PCB -a

Način mirovanja ako se koristi na bateriju trajat će u prosjeku 6 mjeseci bez ponovnog punjenja baterije pomoću solarne ploče.

· UVIndex

Oni sadrže vrijednost trenutnog UVindeksa.

· Vjetar

Oni sadrže vrijednosti vjetra, poput stupnjeva smjera vjetra, kao i brzinu vjetra i nalet vjetra. Ovdje se može podesiti pomak kako bi se usmjerio pravi smjer smjera vjetra. 0 stupnjeva ili 360 stupnjeva treba biti sjeverno.

Korak 6: Postavljanje ekrana UREĐAJA 3 (VIŠE FOTOGRAFIJA DOSTUPNO U GITHUB -u)

UREĐAJ 3 napaja se jednom baterijom 18650, koja se može puniti putem USB -a kao što je prikazano na fotografiji (Fotografija ne predstavlja konačni projekt, već samo prototip, unutra će imati odgovarajući dizajn PCB -a.) Mali krug prikazuje senzor BME680.

Zaslon se automatski osvježava svakih 20 minuta i svakih 1 sat nakon ponoći i do 7 sati ujutro. No, može se osvježiti ručno klikom na gumb na desnoj strani okvira.

JEDNOM OSvježenom promijenit će se i jezik odabran u postavkama u ognjištu

Nakon instaliranja baterije slijedite iste postupke kao i UREĐAJ 2 za povezivanje na Wi-Fi.

Naziv mreže bit će 'LineaMeteoStazioneVisual'

Baterija bi trebala biti dovoljno napunjena prije početka.

Korak 7: KOMPATIBILNI SENZORI (VIŠE INFORMACIJA NA GITHUB -u)

Temperatura/vlaga GLAVNO: SHT3x serija Sensirion. Točnost se odnosi na podatkovne tablice svakog od njih

senzor.

 Temperatura/vlaga DRUGO (može se koristiti za temperaturu tla i vlažnost): SHT1x i SHT7x serije Sensirion. Točnost se odnosi na podatkovni list svakog senzora.

 Temperatura, vlažnost, kvaliteta zraka U zatvorenom prostoru: BME680

 Tlak: BMP180

 Mjerač kiše: Mjerač kiše svake kišne kašike, podesiva razlučivost. KADA JE PRILAGOĐENO RJEŠENJE ZA PROMJENU POSTAVKI NA UREĐAJU MOGU BITI DO 3 SATA 1. To je zato što uređaj odlazi u stanje mirovanja svaka 3 sata radi uštede energije ako ne primijeti kišu. Kad se probudi, ponovno će provjeriti postavke. Također možete ručno resetirati pritiskom na gumb za poništavanje kao što je prikazano na prethodnoj fotografiji.

 Anemometar: Davisov anemometar

 UVIndex: SI1145

Korak 8: SPECIFIKACIJE I SOLARNA PLOČA (VIŠE INFORMACIJA O GITHUB -u U PRIRUČNIKU)

Potrošnja: Uređaj 1 = 19mA u prosjeku ako je vrijeme učitavanja 90 sekundi.

Uređaj 3 = 2mA u prosjeku ako se uvijek automatski ažurira.

Baterija UREĐAJ 1: 3,7 V 21700 Litijska baterija (preporučeno 5000 mAh) (Autonomija bez sunca 8 dana*)

UPOZORENJE: Budite oprezni s litijevom baterijom s visokom temperaturom (više od 45 ° C), kutiju otpornu na vremenske uvjete treba staviti u sjenu. Nadalje, ako se negativna temperatura -10C često javlja ili se stanje ispod 0 održava za duge ili ekstremne negativne temperature (primjer -20C), bit će potrebna posebna baterija za hladnu temperaturu. U tom slučaju PCB će morati biti modificiran za 18650 bateriju otpornu na hladnoću -40C s manjim kapacitetom (2900mAh). Autonomija bez sunca bit će 5 dana. *Bez sunca znači potpuni mrak, lagani oblačni dan ne znači da uopće nema energije sunca, ali se također ne može računati kao sunčan dan.

 UREĐAJ ZA BATERIJU 3: 3,7 V 18650 Litijska baterija (preporučeno 3000 mAh) (Autonomija bez ponovnog punjenja 6 tjedana)

 Solarni panel 6-20V (preporučuje se 6V)

Watt ovisno o vašoj lokaciji iz Global Solar Atlas. S manje od 1500 kWh/m2 meteorološka stanica ne može raditi samostalno. Ako se koristi način mirovanja, dovoljna bi bila manja solarna ploča manja od minimalne. (VIDI FOTOGRAFIJU) Pitajte ako trebate formulu za izračun veličine solarne ploče.

 Duljina kabela za seriju SHT3x ne smije prelaziti 3 m

 Duljina kabela za serije SHT1x i SHT7x ne smije prelaziti 10 m

Korak 9: RJEŠAVANJE PROBLEMA I KONTAKTI

Ako jedan od UREĐAJA ne radi prema očekivanjima, bit će potrebno resetiranje. Skinite konektor za bateriju ili izvadite bateriju i ponovo pokrenite uređaj ako RESET ne radi.

Za UREĐAJ 1 UVIJEK prvo stavite bateriju, a zatim priključak solarne ploče.

 Ako DEVICE 3 prikazuje 100% tijekom punjenja, to je trenutno normalno, jer ploča nema specifični IC za stanje napunjenosti, pa na to utječe unutarnji otpor ćelije.

 Ostala pitanja u vezi problema, kontaktirajte me.

KONTAKTI Za raspravu o naručivanju meteorološke postaje ili izvoru materijala pošaljite mi e -poruku Eugenio [email protected]

LineaMeteo forum tema: Strukture meteo:: Stazione Meteo Completa WiFi Con ESP8266 E ESP32 E Arduino! (lineameteo.it)