Profesjonalna stacja pogodowa wykorzystująca ESP8266 i ESP32 DIY: 9 kroków (ze zdjęciami)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2024-01-30 11:26

LineaMeteoStazione to kompletna stacja pogodowa, która może być połączona z profesjonalnymi czujnikami Sensirion, a także z niektórymi komponentami Davis Instrument (Rain Gauge, Anemometer)

Projekt jest nastawiony na stację pogodową DIY, ale wymaga tylko części montażowej, ponieważ płytki zostaną już zaprogramowane przeze mnie, a także kompletna płytka PCB. Kod zostanie udostępniony Opensource dla osób, które będą chciały spróbować zrobić to od początku lub go zmodyfikować!

STACJĘ POGODOWĄ MOŻNA ZNALEŹĆ W WeatherCloud, Wunderground i LineaMeteo (włoska sieć pogodowa!) (Anemometr nie jest zainstalowany), a także Wersję w THINGSPEAK do porównania pomiędzy SHT3x i SHT1x. W tej chwili używam SHT1x do monitorowania temperatury wewnątrz pudełka odpornego na warunki atmosferyczne, ale możesz go również używać do monitorowania temperatury i wilgotności gruntu lub do innych celów!

Uwaga (Powyższe linki przejdą do trybu offline, ponieważ stacja pogodowa zostanie usunięta w lutym 2021 r., ponieważ przeprowadzam się do mieszkania)

WSZYSTKIE INFORMACJE I AKTUALIZACJA KODU ZNAJDZIESZ TUTAJ W GITHUbie

Krok 1: Lista komponentów

Współpracuje z kombinacją płytek rozwojowych ESP8266 i ESP32 i składa się głównie z 3 urządzeń:

1. URZĄDZENIE 1: WEMOS D1 MINI PRO (nowa wersja) + zaprojektowana płytka drukowana (należy zainstalować NA ZEWNĄTRZ) I PANEL SŁONECZNY Jest to część, która będzie na zewnątrz i składa się z jednej płytki rozwojowej i płytki. Służy do zbierania danych pogodowych, które zostaną przesłane do Firebase Google. Dane są zbierane w czasie rzeczywistym z każdego czujnika, ale czas przesyłania można wybrać w ustawieniach stacji pogodowej, co zostanie wyjaśnione w instrukcji. Maksymalna i minimalna temperatura będzie zbierana w czasie rzeczywistym. Poniżej zdjęcie kompletnej jednostki:

2. URZĄDZENIE 2: WEMOS D1 MINI PRO (stara wersja) + ciśnienie BMP180 Jest to część, która obsługuje całą komunikację sieciową, a także zbiera dane z Firebase Google. Do zadań tablicy należy:  Gromadzenie danych  Udostępnianie niektórych danych na adres IP w formacie gotowym do użycia do komunikacji z siecią pogodową LineaMeteo.  Wyślij dane do chmury pogodowej  Wyślij dane do wunderground  Wyślij dane do Thingspeak

Etui jest wydrukowane w 3D z

3. URZĄDZENIE 3: LOLIND32 ESP32 + PCB projektowane + INK Display + BME680 Jest to część, która zajmuje się tylko wizualizacją danych na wyświetlaczu i posiada również czujnik, który zbiera dane o jakości powietrza, ciśnieniu, temperaturze i wilgotności. Zastosowany wyświetlacz to wyświetlacz o przekątnej 4,2 cala, który może być używany pod markami WaweShare lub GoodDisplay.

Obudowa jest drukowana w 3D z: Pudełko na ePaper + ESP32 Wyświetlanie informacji przez sidoh10 - Thingiverse

Krok 2: URZĄDZENIE 2: Interfejs do Wi-Fi i Firebase Google

**ZOBACZ INSTRUKCJĘ STACJI POGODOWEJ W LINKU GITHUBA POWYŻEJ, ABY UZYSKAĆ WIĘCEJ SZCZEGÓŁÓW**

Przede wszystkim musimy stworzyć konto Firebase. Aby to zrobić, potrzebujesz konta Google, które możesz utworzyć, jeśli jeszcze go nie masz.

Aby skonfigurować konto Firebase, musisz wykonać następujące czynności:

1. Przejdź do FIREBASE i kliknij „Rozpocznij”

Zaloguj się na swoje konto Google

2. Kliknij „Dodaj projekt” „Aggiungi progetto”

3. Nadaj nazwę swojemu projektowi! Kliknij „Kontynuuj” „Kontynuuj”. Postępuj zgodnie z instrukcjami i Utwórz projekt. Użyj domyślnego konta Firebase.

4. „Przejdź do „przeglądu projektu” „Panoramica del progetto” na górze i wybierz „ustawienia projektu” „Impostazioni progetto”

5. Kliknij „Konto usługi” „Konto di Servizio” i „Utwórz konto usługi” „Utwórz konto di servizio”

6. Wróć do „Przeglądu projektu” i Utwórz bazę danych czasu rzeczywistego „Utwórz bazę danych” i postępuj zgodnie z instrukcjami, aby wybrać najbliższą lokalizację bazy danych.

7. WSZYSTKO ZROBIONE! Teraz zapisz link do projektu, który możesz znaleźć w bazie danych czasu rzeczywistego, a także sekret, który możesz znaleźć „Konto usługi” „Konto di servizio” w „Sekret bazy danych” „Baza danych Segreti”

Do zaprogramowania stacji pogodowej będziesz potrzebować tylko tego zaznaczonego na poniższym obrazku i sekretu bazy danych! Aby wysłać ci już zaprogramowaną tablicę, będę potrzebować tych danych uwierzytelniających, a także abyś mógł zaprogramować tablicę.

Krok 3: KONFIGURACJA WI-FI (ZOBACZ OBRAZY, ZOBACZ INSTRUKCJĘ NA GITHUbie)

Aby skonfigurować połączenie Wi-Fi, wykonaj następujące czynności:

· Podłącz kabel USB z URZĄDZENIA 2 do portu USB (możesz użyć zwykłej ładowarki do telefonu lub dowolnego dostępnego portu USB, na przykład w routerze (opcja zalecana))

· Gdy URZĄDZENIE 2 jest WŁĄCZONE, znajdziesz je w połączeniach Wi-Fi dostępnych na Twoim smartfonie lub komputerze o nazwie LineaMeteoStazioneR.

· Spróbuj się połączyć, a poprosi o hasło. HASŁO: LaMeteo2005

· Kliknij Skonfiguruj Wi-Fi i wybierz swoją sieć Wi-Fi, wprowadź hasło i kliknij Zapisz. Teraz URZĄDZENIE 2 spróbuje się połączyć, a jeśli się nie powiedzie, konieczne będzie ponowne rozpoczęcie opisanych wcześniej procedur.

· Po podłączeniu URZĄDZENIA 2 wróć do bazy danych czasu rzeczywistego, a zobaczysz, że pojawiło się wiele informacji.

Krok 4: Konfiguracja URZĄDZENIA 1 (na zewnątrz)

Jest to instalacja wymagająca zabezpieczenia stacji pogodowej na zewnątrz. Do czujnika temperatury i wilgotności wymagana jest osłona przed promieniowaniem słonecznym. Wymagane jest również pudełko odporne na warunki atmosferyczne do prawidłowego przechowywania baterii i PCB.

1. Zainstaluj płytę w pudełku odpornym na warunki atmosferyczne jak na poniższym przykładzie i zainstaluj baterię (BĄDŹ OSTROŻNY + I – A AKUMULATOR POWINIEN BYĆ NAŁADOWANY W 100% PRZED PIERWSZYM URUCHOMIENIEM):

2. Podłącz wszystkie dostępne czujniki na płytce za pomocą złączy RJ12 lub zacisku śrubowego, w zależności od typu używanego czujnika. (Zapoznaj się z listą „Zgodny czujnik i specyfikacja) (CZUJNIKI SĄ POŁĄCZONE Z PŁYTKĄ PRZEJŚCIOWĄ ZAPROJEKTOWANĄ SPECJALNIE DLA SHT3X I CZUJNIKÓW UV ORAZ JEDNA DLA SHT35 NA TINDIE) ZOBACZ ZDJĘCIA

3. Podłącz złącze baterii do Wemos D1 Mini Pro i skonfiguruj połączenie Wi-Fi tak samo jak URZĄDZENIE 2. Nazwa sieci to ‘LineaMeteoStazioneS’

Następnie podłącz również USB z konwertera paneli słonecznych. (Zdjęcie przedstawia tylko prototyp i konwerter USB będzie już dla Ciebie podłączony, wystarczy podłączyć panel słoneczny)

Krok 5: Skonfiguruj ustawienia stacji pogodowej za pomocą Firebase

KAŻDE DOKONANE USTAWIENIA WYMAGA ODŁĄCZENIA OD ZASILANIA

URZĄDZENIE 2 I PONOWNIE PODŁĄCZYĆ DO ZASILANIA

Po wykonaniu powyższych procedur przekonasz się, że Twoja baza danych czasu rzeczywistego będzie wyglądać tak (jeśli czujnik indeksu UV jest podłączony, nie będzie wskazywał 655):

Baza danych jest podzielona na następujące kategorie:

· Zmienić czas

Ta opcja służy do ustawienia STREFY CZASOWEJ, która będzie Twoją godziną (trzeba ją zmienić, gdy ma zastosowanie oszczędzanie światła dziennego) oraz do ustawienia SendDataTime. Zaleca się, aby nie przesyłać danych szybciej niż 90 sekund, aby oszczędzić żywotność baterii URZĄDZENIA 1

CurrentDay i RESETDATA nie trzeba dotykać. Aby zresetować wszystkie dane w bazie danych wpisz 0 w RESETDATA.

· Połączenie

Połączenie służy do poznania aktualnego adresu IP URZĄDZENIA 2 i monitorowania siły sygnału Wi-Fi URZĄDZENIA 1. Staraj się, aby URZĄDZENIE 1 miało co najmniej -75 lub większą siłę sygnału.

Adres IP może być użyty do przekierowania portu IP w celu skonfigurowania urządzeń w sieci pogodowej LineaMeteo. (PortForwarding można wykonać w routerze, ale każdy router jest inny, więc musisz znać swój. Port zewnętrzny powinien mieć 4600, a port wewnętrzny powinien mieć 80, przykład poniżej)

· Nacisk

Tutaj przechowywana jest wartość ciśnienia, a także można ją skalibrować na podstawie poziomu morza. Odwołaj się do najbliższej stacji pogodowej lub sprawdź aktualne ciśnienie atmosferyczne w prognozie. Każda liczba oznacza 1 Pa

· Deszcz

Tutaj przechowywana jest wartość deszczu w 24H, a także inne wartości związane z deszczem. Możesz użyć każdego deszczomierza łyżki wywrotu, co oznacza, że będziesz musiał skalibrować, ile liczy się każdy wyładunek. Zmodyfikuj „mmGoccia”, aby zmienić liczbę wywrotów w mm. Wartość domyślna to 0,2 mm

· SHT1x

Zawiera dane serii Sensirion SHT1x lub SHT7x.

· SHT3x

Zawierają one dane serii Sensirion SHT3x.

· Usługi

Zawiera ona wszystkie usługi dostępne dla tej stacji pogodowej.

OPENWEATHER

Możesz założyć własne konto na OpenWeather dla aktualnego opisu pogody na URZĄDZENIU 3 (znajdź Moje klucze API i skopiuj w API w Usługi, OpenWeather.)

Półkula wpisz północ, jeśli mieszkasz na półkuli północnej lub południe na półkuli południowej, aby wyświetlić poprawną sekcję astronomiczną na wyświetlaczu.

Język „en” lub „it”, aby zmienić z angielskiego na włoski na URZĄDZENIU 3.

Szerokość i długość geograficzna, aby wyświetlić prawidłowy opis warunków pogodowych na URZĄDZENIU 3

Jeśli z półkuli południowej będzie to liczba ujemna na Latitude.

RZECZY MÓW

Utwórz konto na ThingSpeak i znajdź WriteAPIkey i skopiuj do myWriteAPIKey, aby zobaczyć różnicę w grafice między seriami SHT1x i SHT3x, jeśli są podłączone 2 czujniki lub po prostu monitorować SHT1x

PogodaChmura

Korzystając z tej opcji, możesz połączyć stację pogodową z siecią Weather Cloud. Przejdź do Ustawień na swoich urządzeniach i wybierz „Połącz”, otrzymasz identyfikator i klucz, które możesz skopiować do bazy danych.

Wunderground

Korzystając z tej opcji, możesz połączyć stację pogodową z WunderGround.

Znajdź identyfikator i klucz w Moich urządzeniach i skopiuj go do bazy danych.

· Spać

Domyślnie jest ustawiony na 1, ale można go zmienić na 0, aby włączyć tryb uśpienia. W trybie uśpienia deszczomierz i anemometr nie będą działać, więc należy je odłączyć od płytki drukowanej

Tryb uśpienia, jeśli jest używany na baterii, będzie trwał średnio 6 miesięcy bez ładowania baterii za pomocą panelu słonecznego.

· Indeks UV

Zawiera wartość bieżącego indeksu UV.

· Wiatr

Zawiera wartości wiatru, takie jak stopnie kierunku wiatru, a także prędkość wiatru i podmuch. Tutaj można ustawić Odsunięcie, aby wskazać właściwy kierunek Kierunku wiatru. Punktem północnym powinno być 0 stopni lub 360 stopni.

Krok 6: Skonfiguruj WYŚWIETLACZ URZĄDZENIA 3 (WIĘCEJ ZDJĘĆ DOSTĘPNYCH W GITHUbie)

URZĄDZENIE 3 jest zasilane jedną pojedynczą baterią 18650, którą można ładować przez USB, jak pokazano na zdjęciu (Zdjęcie nie przedstawia ostatecznego projektu, ale tylko prototyp, wewnątrz będzie miał odpowiedni projekt PCB.) Małe kółko pokazuje czujnik BME680.

Wyświetlacz odświeża się automatycznie co 20 minut i co 1 godzinę po północy i do godziny 7 rano. Ale można go odświeżyć ręcznie, klikając przycisk po prawej stronie pola.

PO ODŚWIEŻENIU ZMIENI RÓWNIEŻ JĘZYK WYBRANY W USTAWIENIACH FIREBASE

Po zainstalowaniu baterii wykonaj te same procedury, co w URZĄDZENIU 2, aby połączyć się z Wi-Fi.

Nazwa sieci to „LineaMeteoStazioneVisual”

Przed uruchomieniem akumulator powinien być wystarczająco naładowany.

Krok 7: KOMPATYBILNE CZUJNIKI (WIĘCEJ INFORMACJI NA GITHUbie)

Temperatura/wilgotność GŁÓWNA: seria SHT3x Sensirion. Dokładność odnoszą się do arkusza danych każdego

czujnik.

 Temperatura/wilgotność DRUGA (może być używana do pomiaru temperatury i wilgotnej gleby): Seria SHT1x i SHT7x Sensirion. Dokładność patrz karta katalogowa każdego czujnika.

 Temperatura, wilgotność, jakość powietrza w pomieszczeniu: BME680

 Ciśnienie: BMP180

 Deszczomierz: Deszczomierz każdego wywrotu łyżki, regulowana rozdzielczość. PO ZMIANIE ROZDZIELCZOŚCI ZMIANA USTAWIEŃ NA URZĄDZENIU 1. MOŻE POTRWAĆ DO 3 GODZIN. Dzieje się tak, ponieważ urządzenie przechodzi w tryb uśpienia co 3 godziny, aby oszczędzać energię, jeśli nie zostanie wykryty deszcz. Kiedy się obudzi, ponownie sprawdzi ustawienia. Możesz również ręcznie zresetować, klikając przycisk resetowania, jak pokazano na zdjęciu wcześniej.

 Anemometr: Anemometr Davisa

 UVIndeks: SI1145

Krok 8: SPECYFIKACJA I PANEL SŁONECZNY (WIĘCEJ INFORMACJI O GITHUbie W INSTRUKCJI)

Zużycie: Urządzenie 1 = średnio 19mA, jeśli czas wysyłania wynosi 90 sekund.

Urządzenie 3 = średnio 2mA, jeśli zawsze jest aktualizowane automatycznie.

Bateria URZĄDZENIE 1: 3,7 V 21700 Bateria litowa (zalecana 5000 mAh) (niezależność bez słońca 8 dni*)

UWAGA: Uważaj na baterię litową o wysokiej temperaturze (powyżej 45C), pudełko odporne na warunki atmosferyczne powinno być umieszczone w cieniu. Ponadto, jeśli ujemna temperatura -10C występuje często lub stan poniżej 0 utrzymuje się przez długi czas lub występuje ekstremalnie ujemna temperatura (na przykład -20C), wymagany będzie specjalny akumulator na niską temperaturę. W takim przypadku płytka drukowana będzie musiała zostać przerobiona na baterię 18650 odporną na zimno -40C o mniejszej pojemności (2900mAh). Autonomia bez słońca wyniesie 5 dni. *Bez słońca oznacza całkowitą ciemność, jasny pochmurny dzień nie oznacza wcale braku energii słonecznej, ale też nie można go zaliczyć do słonecznego dnia.

 Bateria URZĄDZENIE 3: 3,7 V 18650 Bateria litowa (zalecana 3000 mAh) (Autonomia bez ładowania 6 tygodni)

 Panel słoneczny 6-20V (6V zdecydowanie zalecane)

Wat w zależności od lokalizacji z Global Solar Atlas. Przy mniej niż 1500 kWh/m2 stacja pogodowa nie może pracować autonomicznie. Jeśli używany jest tryb uśpienia, wystarczy mniejszy panel słoneczny poniżej minimum. (ZOBACZ ZDJĘCIE) ZAPYTAJ CZY POTRZEBUJESZ WZÓR DO OBLICZANIA ROZMIARÓW PANELU SŁONECZNEGO.

 Długość kabla dla serii SHT3x nie powinna przekraczać 3m

 Długość kabla dla serii SHT1x i SHT7x nie powinna przekraczać 10m

Krok 9: ROZWIĄZYWANIE PROBLEMÓW I KONTAKT

Jeśli jedno z URZĄDZEŃ nie działa zgodnie z oczekiwaniami, wymagany będzie RESET. Zdejmij złącze baterii lub wyjmij baterię i uruchom ponownie urządzenie, jeśli RESET nie działa.

W przypadku URZĄDZENIA 1 ZAWSZE najpierw włóż baterię, a następnie złącze panelu słonecznego.

 Jeśli URZĄDZENIE 3 pokazuje 100% podczas ładowania, jest to w tej chwili normalne, ponieważ płyta nie ma konkretnego układu scalonego dla stanu naładowania, więc ma na to wpływ rezystancja wewnętrzna ogniwa.

 Inne pytania dotyczące problemów proszę o kontakt.

KONTAKTY Aby omówić zamówienie stacji pogodowej lub źródła materiałów, napisz do mnie Eugenio [email protected]

Forum tematyczne LineaMeteo: Narzędzia meteo:: Stazione Meteo Completa WiFi Con ESP8266 E ESP32 E Arduino! (lineameteo.it)