Alternatywna stacja pogodowa: 5 kroków

2024 Autor: John Day | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2024-01-30 11:28

Inna stacja pogodowa, tak, ale innego rodzaju!

Opublikowałem już, patrz poprzedni artykuł, sondę mierzącą jakość powietrza.

Opisana tutaj stacja zawiera dodatki i modyfikacje.

Dodane funkcje:

• Pomiar temperatury, wilgotności i ciśnienia atmosferycznego (moduł BME280).
• Pomiar ilości deszczu.

Zmiany w stosunku do poprzedniego projektu:

• Pomiar napięcia baterii.
• Kompaktowa obudowa obejmująca wszystkie elementy.
• Zmiany w schemacie elektronicznym.

Przypomnienie celów:

• Zminimalizuj zużycie energii.
• Zminimalizuj połączenie Wi-Fi. (30s co 30 minut).
• Zamknięte środowisko.
• Automatyczne ładowanie baterii.

Prawdziwą osobliwością jest sonda, która mierzy ilość deszczu. Opiera się na pomiarze pojemnościowym.

Krok 1: Zasada pojemnościowego pomiaru poziomu

Zasada pomiaru poziomu pojemnościowego opiera się na zmianach pojemności kondensatora. Zespół składa się z metalowej rury i izolowanego metalowego pręta umieszczonego pośrodku rury.

Pręt i ścianka rury tworzą kondensator, którego pojemność zależy od ilości wody w rurze: Rura próżniowa ma mniejszą pojemność i wraz ze wzrostem pojemności wodnej.

Urządzenie elektroniczne mierzy wzrost pojemności i generuje napięcie proporcjonalne do poziomu wody.

Rq: Wędka będąc izolowana, żaden prąd nie przecina wody.

Ocena zaangażowanych zmiennych

Powierzchnia przyjmująca lejka wynosi około 28 cm2 (4,3 cala kwadratowego). Rura ma około 9 cm2 (1,4 cala kwadratowego). Stosunek powierzchni wynosi około 3. Tak więc centymetr wody na lejku wypełni rurkę 3 cm. To mnożenie zapewnia większą dokładność. W przypadku naszego montażu zmierzona pojemność wynosi około 100pF.

Kalibrowanie:

Po zakończeniu montażu przystępujemy do kalibracji za pomocą miarki. Przejdziemy cm po cm na poziomie lejka. Dostosujemy R8 i R13, aby skalibrować minimalną i maksymalną wartość. (patrz poniższy schemat)

Krok 2: Schemat montażu analogowego wskaźnika poziomu wody

Ten wzór jest inspirowany witryną

Monostabilny to 555. Szerokość impulsu 555 jest proporcjonalna do poziomu wody. R7 i C5 tworzą filtr dolnoprzepustowy, aby wygładzić wartość DC ciągu impulsów.

Przesunięcie napięcia na wyjściu 555 jest eliminowane w stopniu różnicowym utworzonym przez poczwórny wzmacniacz LM324.

Do stacji zasilanej napięciem 5V dodano przetwornicę napięcia na 12V. Ma to zapewnić optymalne działanie wskaźnika poziomu. Napięcie wyjściowe jest regulowane tak, aby na wejściu tablicy sterowniczej zapewnić maksymalnie 3,7 V.

Krok 3: Schemat urządzenia sterującego

Urządzeniem steruje mini kontroler ESP8266 Wemos D1.

Obsługuje poziomy baterii i wody:

Wejście A0 obsługuje do 3,3V. Jest używany naprzemiennie do pomiaru napięć.

Dla baterii poprzez aktywację portu GPIO2 (D4).

Dla poziomu wody poprzez aktywację portu GPIO14 (D5). Aktywacja tego portu powoduje zasilenie pojemnościowego etapu pomiarowego. Ma to na celu ograniczenie zużycia energii.

Pomiar jakości powietrza odbywa się poprzez zasilenie modułu przez SDS011 GPIO15 (D8). Wpis GPIO12 (D6) odczytuje dane szeregowe. W tym samym czasie zasilany jest moduł BME280. Komunikacja odbywa się przez GPIO4 i GPIO5 (D1, D2) w celu odzyskania temperatury, wilgotności i ciśnienia atmosferycznego.

Wreszcie elektrozawór, który pod koniec dnia opróżni rurę, jest aktywowany przez GPIO13 (D7).

Sterownik jest programowany z EspEasy następującym kodem.

Krok 4: Zasada ESPEASY

na System#Boot do gpio, 15, 1

gpio, 13, 1

gpio, 2, 0

gpio, 14, 1

timerUstaw, 1, 20

niech, 1, 0

endon

W systemie#Obudź się

gpio, 15, 1

gpio, 13, 1

gpio, 2, 0

gpio, 14, 1

timerUstaw, 1, 20

niech, 1, 0

endon

na Wifi#Disconnected nie

jeśli [VAR#2]=0

niech, 2, 1

niech, 3, 180

endif

endon

na Wifi#Połączono nie

// powiadom 1, system_is_started

niech, 2, 0

niech, 3, 1800

endon

Na SDS011#PM10 zrób

Wyślij do HTTP 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

Na zasadach#Timer=1 wykonaj // Poziom naładowania baterii

niech, 1, [TENS#A0]

niech, 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 // wyłącz przechwytywanie napięcia baterii

gpio, 14, 0 // włącz przechwytywanie poziomu wody

timerUstaw, 2, 10

endon

Na zasadach#Timer=2 zrób // poziom wody

niech, 1, [TENS#A0]

niech, 1, [VAR#1]-60

jeśli %v1%<0

niech, 1, 0

w przeciwnym razie

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

endif

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

gpio, 14, 1 // wyłącz przechwytywanie poziomu wody

timerUstaw, 3, 5

endon

On Rules#Timer=3 zrobić // oczyścić wodę

jeśli %syshour%=23 // 23h

jeśli %sysmin%>=30 // >30mn

powiadom 1, ecoulement

gpio, 15, 0 // wyłącz SDS

gpio, 13, 0 // włącz zawór spustowy

timerZestaw, 4, 240

w przeciwnym razie

timerUstaw, 4, 5

endif

w przeciwnym razie

timerUstaw, 4, 5

endif

endon

On Rules#Timer=4 zrobić // czas spać

gpio, 13, 1 // wyłącz zawór spustowy

głęboki sen, %v3%

endon

Krok 5: Układ elementów w tubie PVC

Sonda pojemnościowa, nawet jeśli nie jest skomplikowana, zasługuje na uwagę, ponieważ jej wykończenie i regulacja będą musiały zostać poddane obróbce.

Tablice sterujące i sonda SDS011 montowane są na wsporniku w celu ułatwienia ich wprowadzenia do rury PCV.

Wniosek:

Ten montaż, podobnie jak poprzedni, nie stanowi szczególnej trudności dla osób ze znajomością oprogramowania Domoticz i ESPEasy.

Może skutecznie mierzyć

• obecność drobnych cząstek,
• Ciśnienie atmosferyczne,
• Poziom wilgotności,
• Temperatura,
• Wysokość deszczu,

I tak blisko twojego domu.

W projekcie pojawiają się również pomysły techniczne:

Sterowanie mocą przez kontaktron, tranzystor PNP lub MOSFET. Zastosowanie GPIO2 i GPIO15. Wykorzystanie portu A0 przez multipleksowanie. Programowanie (reguła) sterownika ESP8266.

Projekt opublikowany również na https://dangasdiy.top/ (wielojęzyczny)