Alternativna meteorološka stanica: 5 koraka

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja promjena: 2024-01-30 09:33

Još jedna meteorološka stanica, da, ali drugačije vrste!

Već sam objavio, vidi prethodni članak, sondu koja mjeri kvalitetu zraka.

Ovdje opisana stanica uključuje dopune i izmjene.

Dodane značajke:

• Mjerenje temperature, vlažnosti i atmosferskog tlaka (modul BME280).
• Mjerenje količine kiše.

Promjene u odnosu na prethodni projekt:

• Mjerenje napona akumulatora.
• Kompaktno kućište koje obuhvaća sve elemente.
• Promjene u elektroničkom dijagramu.

Podsjetnik na ciljeve:

• Minimizirajte potrošnju energije.
• Minimizirajte Wifi vezu. (30s svakih 30 minuta).
• Zatvoreno okruženje.
• Automatsko punjenje baterije.

Prava posebnost leži u sondi koja mjeri količinu kiše. Temelji se na kapacitivnom mjerenju.

Korak 1: Načelo mjerenja kapacitivne razine

Princip mjerenja kapacitivne razine temelji se na promjeni kapacitivnosti kondenzatora. Sastav se sastoji od metalne cijevi i izolirane metalne šipke postavljene u središte cijevi.

Šipka i stijenka cijevi tvore kondenzator čiji kapacitet ovisi o količini vode u cijevi: Vakuumska cijev ima manji kapacitet i s kapacitetom vode će se povećati.

Elektronički uređaj mjeri povećanje kapaciteta i stvara napon proporcionalan razini vode.

Rq: Izolirana šipka ne prolazi kroz vodu.

Procjena uključenih varijabli

Prihvatna površina lijevka je približno 28 cm2 (4,3 kvadratna inča). Promjer cijevi je oko 9 cm2 (1,4 sq in). Omjer površina je oko 3. Tako će centimetar vode na lijevku napuniti cijev s 3 cm. Ovo množenje osigurava bolju točnost. U slučaju naše montaže izmjereni kapacitet je oko 100pF.

Kalibriranje:

Nakon što je montaža dovršena, nastavit ćemo kalibraciju s mjernim staklom. Nastavit ćemo cm po cm na razini lijevka. R8 i R13 ćemo prilagoditi za kalibriranje minimalne i maksimalne vrijednosti. (vidi sljedeći dijagram)

Korak 2: Dijagram ugradnje analognog pokazivača razine vode

Ovaj uzorak inspiriran je web lokacijom

Monostabilni je 555. Širina impulsa 555 proporcionalna je razini vode. R7 i C5 tvore niskopropusni filter za uglađivanje DC vrijednosti impulsnog niza.

Odstupanje napona na izlazu 555 eliminirano je u diferencijalnom stupnju formiranom četverostrukim pojačalom LM324.

Stanici koju napaja 5V pretvarač napona dodan je za proizvodnju 12V. Time se osigurava optimalan rad pokazivača razine. Izlazni napon podešen je tako da daje maksimalno 3,7 V na ulazu upravljačke ploče.

Korak 3: Dijagram opreme za upravljanje

Uređajem upravlja mini upravljač ESP8266 Wemos D1.

Podržava razinu baterije i vode:

A0 ulaz podržava do 3.3V. Naizmjenično se koristi za mjerenje napona.

Za bateriju aktiviranjem GPIO2 porta (D4).

Za razinu vode aktiviranjem priključka GPIO14 (D5). Aktiviranje ovog priključka napaja kapacitivni stupanj mjerenja. Time se ograničava potrošnja energije.

Mjerenje kvalitete zraka vrši se napajanjem modula pomoću SDS011 GPIO15 (D8). Unos GPIO12 (D6) čita serijske podatke. U isto vrijeme BME280 modul je pod naponom. Komunikacija se vrši putem GPIO4 i GPIO5 (D1, D2) radi oporavka temperature, vlažnosti i atmosferskog tlaka.

Konačno, magnetni ventil koji će isprazniti cijev na kraju dana aktivira GPIO13 (D7).

Upravljač je programiran sa EspEasy prema sljedećem kodu.

Korak 4: ESPEASY pravilo

na sustavu#Boot do gpio, 15, 1

gpio, 13, 1

gpio, 2, 0

gpio, 14, 1

timerSet, 1, 20

neka je 1, 0

endon

Na sustavu#Wake do

gpio, 15, 1

gpio, 13, 1

gpio, 2, 0

gpio, 14, 1

timerSet, 1, 20

neka je 1, 0

endon

na Wifi#Prekinuto učiniti

ako je [VAR#2] = 0

neka, 2, 1

neka, 3, 180

završi ako

endon

na Wifi#Povezano učiniti

// obavijesti 1, system_is_started

neka, 2, 0

neka, 3, 1800

endon

Na SDS011#PM10 do

SendToHTTP 192.168.1.231, 8082, /json.htm?type=command¶m=udevice&idx=76&nvalue=0&svalue=%rssi%

SendToHTTP 192.168.1.231, 8082, /json.htm?type=command¶m=udevice&idx=63&nvalue=0&svalue=[SDS011#PM10]

SendToHTTP 192.168.1.231, 8082, /json.htm?type=command¶m=udevice&idx=62&nvalue=0&svalue=[SDS011#PM25]

endon

On Rules#Timer = 1 do // Razina baterije

neka, 1, [TENS#A0]

neka, 1, [VAR#1]*0,004

SendToHTTP 192.168.1.231, 8082, /json.htm?type=command¶m=udevice&idx=60&nvalue=0&svalue=%v1%

gpio, 2, 1 // isključite snimanje napona akumulatora

gpio, 14, 0 // uključite snimanje razine vode

timerSet, 2, 10

endon

Na pravilima#Timer = 2 do // razina vode

neka, 1, [TENS#A0]

neka, 1, [VAR#1] -60

ako je %v1 %<0

neka je 1, 0

drugo

neka, 1, [VAR#1]*0,0625

završi ako

SendToHTTP 192.168.1.231, 8082, /json.htm?type=command¶m=udevice&idx=68&nvalue=0&svalue=%v1%

gpio, 14, 1 // isključite snimanje razine vode

timerSet, 3, 5

endon

Prema pravilima#Timer = 3 do // pročistite vodu

ako je %syshour %= 23 // 23h

ako je %sysmin %> = 30 //> 30mn

obavijestiti 1, ecoulement

gpio, 15, 0 // isključiti SDS

gpio, 13, 0 // uključite odvodni ventil

timerSet, 4, 240

drugo

timerSet, 4, 5

završi ako

drugo

timerSet, 4, 5

završi ako

endon

Prema pravilima#Timer = 4 do // vrijeme je za spavanje

gpio, 13, 1 // isključiti odvodni ventil

duboki san, %v3 %

endon

Korak 5: Raspored komponenti u PVC cijevi

Kapacitivna sonda, čak i ako nije složena, zaslužuje pozornost jer će se morati obraditi njezin završetak i njezino podešavanje.

Upravljačke ploče i sonda SDS011 postavljene su na nosač radi lakšeg uvođenja u PVC cijev.

Zaključak:

Ovaj sklop, kao i prethodni, ne predstavlja posebnu poteškoću za ljude koji poznaju Domoticz i ESPEasy softver.

Može učinkovito mjeriti

• Prisutnost finih čestica,
• Atmosferski pritisak,
• Razina vlažnosti,
• Temperatura,
• Visina kiše,

A ovo blizu vašeg doma.

Projekt također donosi tehničke ideje:

Upravljanje snagom pomoću releja od trske, PNP ili MOSFET tranzistora. Korištenje GPIO2 i GPIO15. Korištenje porta A0 multipleksiranjem. Programiranje (pravilo) kontrolera ESP8266.

Projekt je također objavljen na https://dangasdiy.top/ (višejezično)