Aplikacja pogodowa przy użyciu Esp8266: 7 kroków

2025 Autor: John Day | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2025-01-23 15:03

SHT 31 to czujniki temperatury i wilgotności firmy Sensirion. SHT31 zapewnia wysoki poziom dokładności około ±2% RH. Jego zakres wilgotności wynosi od 0 do 100%, a zakres temperatury wynosi od -40 do 125 °C. Jest znacznie bardziej niezawodny i szybki dzięki 8-sekundowemu czasowi reakcji czujnika. Jego funkcjonalność obejmuje ulepszone przetwarzanie sygnału i kompatybilność I2C. Posiada różne tryby działania, dzięki czemu jest energooszczędny.

W tym samouczku połączyliśmy SHT 31 z płytą Adafruit Huzzah. Do odczytu wartości temperatury i wilgotności użyliśmy nakładki ESP8266 I2C. Ten adapter sprawia, że wszystkie piny są dostępne dla użytkownika i oferuje przyjazne dla użytkownika środowisko I2C.

Krok 1: Wymagany sprzęt

Sprzęt używany do wykonania tego zadania:

1. SHT31

2. Adafruit Huzzah ESP8266

3. Adapter ESP8266 I2C

4. Kabel I2C

Krok 2: Połączenia sprzętowe

Ten krok zawiera przewodnik podłączania sprzętu. Ta sekcja zasadniczo wyjaśnia połączenia okablowania wymagane między czujnikiem a ESP8266. Połączenia są następujące.

1. SHT31 działa przez I2C. Powyższy obrazek pokazuje połączenie między ESP8266 a modułem SHT31. Używamy do tego kabla I2C albo możemy użyć 4 przewodów połączeniowych F do F.
2. jeden przewód jest używany do Vcc, drugi przewód do GND, a pozostałe dwa odpowiednio do SDA i SCL.
3. Zgodnie z adapterem I2C pin2 i pin 14 płyty ESP8266 są używane odpowiednio jako SDA i SCL

Krok 3: Kod do planowania zadań

W tym samouczku wykonujemy trzy operacje

• Odczytaj dane z SHT11 za pomocą protokołu I2C
• hostować serwer sieciowy i umieszczać odczyt z czujnika na stronie internetowej
• opublikuj odczyty czujnika w ThingSpeak API

Aby to osiągnąć, korzystamy z biblioteki TaskScheduler. Zaplanowaliśmy trzy różne zadania dotyczące trzech różnych operacji kontrolnych. odbywa się to w następujący sposób

• Zadanie 1 polega na odczytaniu wartości czujnika, to zadanie działa przez 1 sekundę, aż do osiągnięcia limitu czasu 10 sekund.
• Gdy zadanie 1 osiągnie swój limit czasu, zadanie 2 jest włączone, a zadanie 1 jest wyłączone.
• Łączymy się z AP w tym wywołaniu zwrotnym. Dwie zmienne logiczne są brane pod uwagę, aby zająć się przełączaniem między STA i AP
• W Zadaniu 2 hostujemy serwer WWW pod adresem 192.168.1.4. To zadanie jest uruchamiane co 5 sekund, aż do osiągnięcia limitu czasu, który wynosi 50 sekund
• Gdy zadanie 2 osiągnie limit czasu, zadanie 3 jest włączone, a zadanie 2 jest wyłączone.
• W tym wywołaniu zwrotnym łączymy się ze STA (lokalny adres IP)
• W zadaniu 3 publikujemy odczyt z czujnika w chmurze ThingSpeak API
• Zadanie 3 jest uruchamiane co pięć sekund, aż do osiągnięcia limitu czasu, tj. 50 sekund
• Gdy zadanie 3 osiągnie swój limit czasu, zadanie 1 zostanie ponownie włączone, a zadanie 3 zostanie wyłączone.
• Gdy żadne wywołanie zwrotne nie jest wywoływane lub urządzenie jest bezczynne, przechodzi w stan lekkiego uśpienia, oszczędzając w ten sposób energię.

Harmonogram ts;

//Zadania dla i2c, hostowanie serwera WWW i publikowanie na thingspeak

Zadanie tI2C(1 * TASK_SECOND, TASK_FOREVER, &taskI2CCallback, &ts, false, NULL, &taskI2CDisable); Zadanie tAP(5*TASK_SECOND, TASK_FOREVER, &taskAPCallback, &ts, false, NULL, &taskAPDisable); Zadanie tWiFi(5* TASK_SECOND, TASK_FOREVER, &taskWiFiCallback, &ts, false, NULL, &taskWiFiDisable); //timeout dla zadań tI2C.setTimeout(10 * TASK_SECOND); tAP.setTimeout(50 * TASK_SECOND); tWiFi.setTimeout(50 * TASK_SECOND); //włącz zadanie I2C tI2C.enable();

Krok 4: Kod do odczytu wartości temperatury i wilgotności

Używamy biblioteki Wire.h do odczytu wartości temperatury i wilgotności. Ta biblioteka ułatwia komunikację i2c między czujnikiem a urządzeniem nadrzędnym. 0x44 to adres I2C dla SHT31.

SHT31 działa w innym trybie pracy. Możesz odnieść się do arkusza danych.

Używamy 0x2C i 0x06 jako odpowiednio MSB i LSB do operacji pojedynczego strzału.

//wywołanie zwrotne zadania I2C void taskI2CCallback()

{ Serial.println("zadanieI2CRozpoczęto"); unsigned int root[6]; //rozpocznij transmisję od 0x44; Wire.beginTransmisja(Addr); //do transmisji jednostrzałowej o wysokiej powtarzalności używamy 0x2C(MSB) i 0x06(LSB) Wire.write(0x2C); Wire.write(0x06); //koniec transmisji Wire.endTransmission(); //żądanie bajtów od 0x44 Wire.beginTransmission(Addr); Wire.endTransmission(); Wire.requestFrom(Addr, 6); if(Wire.available() == 6){ //data[0] i data[1] zawierają 16 bitów temperatury. root[0] = Wire.read(); root[1] =Przewód.odczyt(); //data[2] zawiera 8 bitów CRC root[2] = Wire.read(); //data[3] i data[4] zawierają 16 bitów korzenia wilgotności[3] = Wire.read(); root[4] = Wire.read(); //data[5] składa się z 8-bitowego CRC root[5] = Wire.read(); } int temp = (root[0] * 256) + root[1]; //przesuń MSB o 8 bitów dodaj LSB float cTemp = -45.0 + (175.0 * temp / 65535.0); pływak fTemp = (cTemp * 1,8) + 32,0; //przesuń MSB o 8 bitów dodaj LSB do tego podziału przez pełną rozdzielczość i *100 dla procentowej wilgotności float = (100.0 * ((root[3] * 256,0) + root[4])) / 65535.0;

tempC = cTemp;

tempF = fTemp; wilgotny = wilgotność; Serial.print("Temperatura w C:\t"); Serial.println(String(cTemp, 1)); Serial.print("Temperatura w F:\t"); Serial.println(String(fTemp, 1)); Serial.print("Wilgotność:\t "); Serial.println(String(wilgotność, 1)); }

Krok 5: Kod do hostingu serwera WWW

Hostowaliśmy serwer WWW z naszego urządzenia na statycznym IP.

• Biblioteka ESP8266WebServer służy do hostowania serwera WWW
• Najpierw musimy zadeklarować adres IP, bramę i maskę podsieci, aby utworzyć nasz statyczny adres IP
• Teraz zadeklaruj identyfikator i hasło do swojego punktu dostępowego.
• połącz się z punktem dostępowym z dowolnego urządzenia STA
• hostuj serwer na porcie 80, który jest domyślnym portem dla protokołu komunikacji internetowej, Hypertext Transfer Protocol (HTTP)
• wpisz 192.168.1.4 w przeglądarce internetowej, aby wyświetlić stronę wprowadzającą i 192.168.1.4/Wartość, aby wyświetlić stronę internetową odczytu czujnika

//statyczny adres IP dla AP

AdresIP ap_local_IP(192, 168, 1, 4);

Adres IP ap_gateway(192, 168, 1, 254);

Adres IP ap_subnet(255, 255, 255, 0);//ssid i AP dla lokalnego Wi-Fi w trybie STA

const char WiFissid = "**********";

const char WiFipass = "**********";

//ssid i pass dla AP

const char APssid = "********";

const char APpass = "********";

ESP8266serwer WebServer(80);

nieważna konfiguracja{

server.on("/", onHandleDataRoot);

server.on("/Value", onHandleDataFeed);

server.onNotFound(onHandleNotFound);

}

void taskAPCallback(){

Serial.println("zadanieAP uruchomione");

server.handleClient();

}

void onHandleDataRoot(){ server.send(200, "text/html", PAGE1); }

void onHandleDataFeed(){

server.send(200, "text/html", PAGE2); }

void onHandleNotFound(){

String message = "Nie znaleziono pliku\n\n";

wiadomość += "URI: ";

wiadomość += serwer.uri();

wiadomość += "\nMetoda: ";

wiadomość += (server.method() ==

wiadomość += "\nArgumenty: ";

wiadomość += serwer.args();

wiadomość += "\n";

server.send(404, "text/plain", wiadomość);}

nieważne ponowne połączenieAPWiFi(){

tryb WiFi (WIFI_AP_STA);

opóźnienie (100);

Wi-Fi.rozłącz();

stan logiczny = WiFi.softAPConfig(ap_local_IP, ap_gateway, ap_subnet);

if(stan ==prawda){

Serial.print("Ustawianie soft-AP … ");

wartość logiczna ap = WiFi.softAP(APssid, APpass);

jeśli(ap==prawda){

Serial.print("podłączony do:\t");

//AdresIP mójIP = WiFi.softAPIP();

Serial.println(WiFi.softAPIP());

}

serwer.początek();

}

}

Krok 6: Kod do publikowania danych w Thing Speak

Tutaj publikujemy odczyty czujników do Thing Speak. do wykonania tego zadania potrzebne są następujące kroki:

• Utwórz swoje konto w rzeczy mów
• Twórz kanały i pola do przechowywania danych z czujników
• możemy pobierać i przesyłać dane z ESP do thingSpeak i odwrotnie, używając żądań GET i POST do api.
• możemy przesłać nasze dane do ThingSpeak w następujący sposób

nieważne zadanieWiFiCallback(){

WiFiKlient wifiKlient; if(wifiClient.connect(hostId, 80)){ String postStr = apiKey; postStr +="&field1="; postStr += String(wilgotny); postStr +="&field2="; postStr += String(tempC); postStr +="&field3="; postStr += String(tempF); postStr += "\r\n\r\n"; wifiClient.print("POST /aktualizacja HTTP/1.1\n"); wifiClient.print("Host: api.thingspeak.com\n"); wifiClient.print("Połączenie: zamknij\n"); wifiClient.print("X-THINGSPEAKAPIKEY: "+apiKey+"\n"); wifiClient.print("Typ treści: application/x-www-form-urlencoded\n"); wifiClient.print("Długość treści: "); wifiClient.print(postStr.length()); wifiClient.print("\n\n"); wifiClient.print(postStr); } wifiKlient.stop(); }

Krok 7: Ogólny kod

Cały kod jest dostępny w moim repozytorium github

Kredyty:

• Arduino JSON: ArduinoJson
• ESP826Serwer WWW
• Harmonogram zadań
• SHT 31
• Skanowanie I2C
• Samouczek dotyczący instrukcji HIH6130
• Arduino przewodowe
• NCD.io