Profesionálna meteorologická stanica s použitím ESP8266 a ESP32 DIY: 9 krokov (s obrázkami)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy zmenené: 2024-01-30 11:55

LineaMeteoStazione je kompletná meteorologická stanica, ktorú je možné prepojiť s profesionálnymi senzormi od spoločnosti Sensirion, ako aj s niektorými komponentmi Davis Instrument (Rain Gauge, Anemometer)

Projekt je zameraný ako meteorologická stanica pre domácich majstrov, ale vyžaduje si iba montážnu časť, pretože dosky už budú naprogramované mnou a kompletnou doskou plošných spojov. Kód bude zdieľaný ako zdroj pre ľudí, ktorí to chcú skúsiť urobiť od začiatku alebo ho upraviť!

Stanicu POČASIA NÁJDETE V WeatherCloud, Wunderground a LineaMeteo (Talianska meteorologická sieť!) (Anemometer nie je nainštalovaný) a tu tiež Verzia v THINGSPEAK na porovnanie medzi SHT3x a SHT1x. Momentálne používam SHT1x na monitorovanie teploty vo vnútri boxu odolného voči poveternostným vplyvom, ale môžete ho použiť aj na monitorovanie teploty a vlhkosti zeme alebo na iné účely!

Upozorňujeme (vyššie uvedené odkazy budú offline, pretože meteorologická stanica bude vo februári 2021 odstránená, pretože sa sťahujem v byte)

VŠETKY AKTUALIZÁCIE INFO A KÓDOV NÁJDETE TU V GITHUBE

Krok 1: Zoznam komponentov

Pracuje s kombináciou vývojových dosiek ESP8266 a ESP32 a skladá sa hlavne z 3 zariadení:

1. ZARIADENIE 1: WEMOS D1 MINI PRO (nová verzia) + navrhnutá doska plošných spojov (musí byť inštalovaná zvonku) A SOLÁRNY PANEL Toto je časť, ktorá bude vonku a pozostáva z jednej vývojovej dosky a DPS. Slúži na zber údajov o počasí, ktoré budú odoslané na Firebase Google. Údaje sa zbierajú v reálnom čase z každého senzora, ale čas odoslania je voliteľný v nastaveniach meteorologickej stanice, ktoré budú vysvetlené v návode ďalej. Maximálna a minimálna teplota sa bude zbierať v reálnom čase. Pod fotografiou celej jednotky:

2. ZARIADENIE 2: WEMOS D1 MINI PRO (stará verzia) + tlak BMP180 Toto je časť, ktorá zvláda všetku sieťovú komunikáciu a tiež zhromažďuje údaje z platformy Firebase Google. Úlohy rady spočívajú v:  Zhromažďovaní údajov  Zdieľaní niektorých údajov na IP adrese vo formáte pripravenom na komunikáciu s meteorologickou sieťou LineaMeteo.  Odosielanie údajov do cloudu počasia  Posielanie údajov do prostredia wunderground  Posielanie údajov do Thingspeak

Prípad je 3D vytlačený z

3. ZARIADENIE 3: LOLIND32 ESP32 + DPS navrhnutý + INK displej + BME680 Toto je časť, ktorá zvláda iba vizualizáciu údajov na displeji a má tiež senzor, ktorý zbiera údaje o kvalite vzduchu, tlaku, teplote a vlhkosti. Použitý displej je 4,2 palcový atramentový displej, môžu byť použité značky WaweShare alebo GoodDisplay.

Puzdro je 3D vytlačené z: Box pre informačný displej ePaper + ESP32 od sidoh10 - Thingiverse

Krok 2: ZARIADENIE 2: Rozhranie k Wi-Fi a Firebase Google

** VIAC ŠPECIFICKÝCH PODROBNOSTÍ V NÁVODE NA POČASIE STANICE V POČASÍ NA GITHUBE **

Najprv si musíme vytvoriť účet Firebase. Na to budete potrebovať účet Google, ktorý si môžete vytvoriť, ak ho ešte nemáte.

Na nastavenie účtu Firebase musíte vykonať nasledujúce kroky:

1. Prejdite na FIREBASE a kliknite na položku „Začíname“

Prihláste sa do svojho účtu Google

2. Kliknite na „Pridať projekt“„Aggiungi progetto“

3. Pomenujte svoj projekt! Kliknite na „Pokračovať“„Pokračovať“. Postupujte podľa krokov a vytvorte projekt. Pre Firebase použite predvolený účet.

4. „Choďte“na „prehľad projektu“„Panoramica del progetto“navrchu a vyberte „nastavenia projektu“„Impostazioni progetto“

5. Kliknite na položku „Účet služby“, „Účet služby“a „Vytvoriť účet služby“„Vytvoriť účet služby“

6. Vráťte sa na „Prehľad projektu“a Vytvorte databázu v reálnom čase „Vytvoriť databázu“a postupujte podľa uvedených pokynov a vyberte najbližšie umiestnenie databázy.

7. VŠETKO HOTOVO! Teraz uložte odkaz na svoj projekt, ktorý nájdete v databáze v reálnom čase, a tiež tajomstvo, ktoré nájdete v časti „Účet služby“„Účet služby“v časti „Tajomstvo databázy“„Databáza Segreti“

Na naprogramovanie meteorologickej stanice budete potrebovať iba ten, ktorý je zvýraznený na obrázku nižšie, a tajomstvo databázy! Na to, aby som vám mohol odoslať už naprogramovanú dosku, budem potrebovať tieto poverenia a tiež na to, aby ste mohli dosku naprogramovať.

Krok 3: NASTAVENIE WI-FI (VIZ NÁVOD NA GITHUBE PRE OBRÁZKY)

Ak chcete nastaviť pripojenie Wi-Fi, postupujte podľa týchto krokov:

· Zapojte kábel USB zo zariadenia DEVICE 2 do portu USB (môžete použiť bežnú nabíjačku pre telefón alebo akýkoľvek iný dostupný port USB, napríklad na smerovači (odporúčaná možnosť))

· Keď je zariadenie DEVICE 2 ZAPNUTÉ, nájdete ho v pripojeniach Wi-Fi dostupných vo vašom smartfóne alebo počítači s názvom LineaMeteoStazioneR.

· Skúste sa pripojiť a požiada vás o heslo. HESLO: LaMeteo2005

· Kliknite na položku Konfigurovať Wi-Fi, vyberte svoju sieť Wi-Fi, zadajte heslo a kliknite na tlačidlo Uložiť. Teraz sa zariadenie DEVICE 2 pokúsi pripojiť a ak zlyhá, budete musieť znova začať vyššie uvedené postupy.

· Po pripojení zariadenia DEVICE 2 sa vráťte do svojej databázy v reálnom čase a uvidíte, že sa objavilo veľa informácií.

Krok 4: Nastavte ZARIADENIE 1 (mimo)

Toto je inštalácia, ktorá vyžaduje zabezpečenie meteorologickej stanice vonku. Pre snímač okolitej teploty a vlhkosti je potrebný štít proti slnečnému žiareniu. Tiež je potrebný box odolný voči poveternostným vplyvom na správne skladovanie batérie a DPS.

1. Nainštalujte dosku odolnú voči poveternostným vplyvom, ako je uvedené nižšie, a nainštalujte batériu (POZOR + A - A BATÉRIA MUSÍ BYŤ 100% NABITÁ PRED PRVÝM ZAČIATKOM):

2. Pripojte všetok dostupný senzor na dosku pomocou konektorov RJ12 alebo skrutkovacieho terminálu v závislosti od typu použitého senzora. (Pozrite si zoznam „Kompatibilných senzorov a špecifikácií) (SENZORY SÚ SPOJENÉ S DOSKOU ADAPTÉRU NAVRHNUTOU ŠPECIÁLNE PRE SENZORY SHT3X A UV A TIEŽ PRE SHT35 NA TINDIE) POZRI FOTKY

3. Pripojte konektor batérie k Wemos D1 Mini Pro a nastavte pripojenie Wi-Fi rovnako ako DEVICE 2. Názov siete bude „LineaMeteoStazioneS“

Potom zapojte aj USB z prevodníka solárneho panelu. (Fotografia je len predstaviteľom prototypu a USB prevodník bude už pre vás pripojený, stačí pripojiť solárny panel)

Krok 5: Konfigurujte nastavenia meteorologickej stanice pomocou Firebase

KAŽDÉ VYROBENÉ NASTAVENIA VYŽADUJE ODPOJENIE OD SILY

ZARIADENIE 2 A ZNOVU PRIPOJTE SA K SÍTI

Po dodržaní vyššie uvedených postupov zistíte, že vaša databáza v reálnom čase bude vyzerať takto (ak je pripojený snímač UV indexu, nezobrazí 655):

Databáza je zaradená do nasledujúcich kategórií:

· ChangeTime

Táto možnosť sa používa na nastavenie vášho TIMEZONE, ktorý bude vašim časom (je potrebné ho upraviť, keď sa použije letný čas), a na nastavenie SendDataTime. Odporúča sa nenahrať údaje rýchlejšie ako 90 sekúnd, aby ste ušetrili výdrž batérie zariadenia DEVICE 1

Aktuálneho dňa a RESETDATA sa nemusíte dotýkať. Ak chcete resetovať všetky údaje v databáze, zadajte 0 do RESETDATA.

· Pripojenie

Pripojenie sa používa na zistenie vašej aktuálnej adresy IP zariadenia DEVICE 2 a na monitorovanie sily signálu Wi -Fi zariadenia DEVICE 1. Skúste zariadenie DEVICE 1 uchovať s minimálnou silou signálu -75 alebo vyššou.

IPAddress možno použiť na prenos portov IP na nastavenie vašich zariadení v meteorologickej sieti LineaMeteo. (PortForwarding je možné vykonať v smerovači, ale každý smerovač je iný, takže musíte vedieť ten svoj. Externý port by mal mať 4600 a interný port 80, príklad nižšie)

· Tlak

Tu je uložená hodnota tlaku a tiež je možné ju kalibrovať na základe hladiny mora. Pozrite sa na niektorú blízku meteorologickú stanicu alebo si pozrite aktuálny atmosférický tlak na predpoveď. Každé číslo znamená 1 Pa

· Dážď

Tu je uložená hodnota dažďa za 24H a tiež ďalšie hodnoty súvisiace s dažďom. Môžete použiť každý zrážkomer s výklopným vedrom, takže to znamená, že budete musieť nakalibrovať, za koľko sa každé sklápanie počíta. Zmenou „mmGoccia“zmeníte počet vyklápaní v mm. Predvolená hodnota je 0,2 mm

· SHT1x

Tieto obsahujú údaje zo série Sensirion SHT1x alebo SHT7x.

· SHT3x

Tieto obsahujú údaje zo série Sensirion SHT3x.

· Služby

Obsahujú všetky služby, ktoré sú k dispozícii na použitie s touto meteorologickou stanicou.

OPENWEATHER

Môžete si nastaviť svoj vlastný účet na OpenWeather pre aktuálny popis počasia na zariadení DEVICE 3 (nájdite Moje kľúče API a skopírujte ich do API v službách, OpenWeather.)

Pologuľa typu sever, ak žijete na severnej pologuli alebo na juhu južnej pologule, aby sa zobrazila správna časť astronómie.

Jazyk „en“alebo „to“môžete na zariadení DEVICE 3 zmeniť z angličtiny na taliančinu.

Zemepisná šírka a dĺžka, aby sa na zariadení DEVICE 3 zobrazil popis správneho počasia

Ak z južnej pologule bude na Latitude záporné číslo.

THINGSPEAK

Vytvorte si účet na ThingSpeak a nájdite WriteAPIkey a skopírujte ho do myWriteAPIKey, aby ste videli rozdiel s grafikou medzi radmi SHT1x a SHT3x, ak sú pripojené 2 snímače, alebo aby ste mohli monitorovať iba SHT1x

WeatherCloud

Meteorologickú stanicu môžete pomocou tejto možnosti prepojiť so sieťou Weather Cloud. Prejdite na svojich zariadeniach do nastavení a zvoľte „Prepojiť“, čím získate ID a kľúč, ktoré môžete skopírovať do databázy.

WunderGround

Meteorologickú stanicu môžete pomocou tejto možnosti prepojiť s WunderGround.

Nájdite ID a kľúč na Mojich zariadeniach a skopírujte ich do databázy.

· Spať

Štandardne je nastavený na 1, ale je možné ho zmeniť na 0, aby sa aktivoval režim spánku. V režime spánku dažďový merač a anemometer nebudú fungovať, takže musia byť odpojené od DPS

Režim spánku, ak je používaný na batériu, vydrží v priemere 6 mesiacov bez dobíjania batérie solárnym panelom.

· UVIndex

Tieto obsahujú hodnotu súčasného UVindexu.

· Vietor

Obsahujú hodnoty vetra, ako sú stupne smeru vetra a tiež rýchlosť vetra a náraz. Tu je možné nastaviť odsadenie tak, aby smerovalo správnym smerom smeru vetra. 0 stupňov alebo 360 stupňov by malo byť bodom sever.

Krok 6: Nastavte DISPLEJ ZARIADENIA 3 (V GITHUBE JE K DISPOZÍCII VIAC FOTOGRAFIÍ)

Zariadenie DEVICE 3 je napájané jednou jedinou batériou 18650, ktorú je možné nabíjať cez USB, ako je znázornené na fotografii (Fotografia nereprezentuje konečný projekt, ale iba prototyp, vo vnútri bude mať správny dizajn DPS.) Malý kruh zobrazuje snímač BME680.

Displej sa obnovuje každých 20 minút automaticky a každú 1 hodinu po polnoci až do 7:00. Obnoviť ho však možno manuálne kliknutím na tlačidlo na pravej strane poľa.

JEDEN OBNOVENÝ ZMENÍ AJ JAZYK ZVOLENÝ V NASTAVENIACH V OBLASTI POŽIARU

Po inštalácii batérie sa k zariadeniu Wi-Fi pripojte rovnakým spôsobom ako na zariadení DEVICE 2.

Názov siete bude „LineaMeteoStazioneVisual“

Batéria by mala byť pred štartom dostatočne nabitá.

Krok 7: KOMPATIBILNÉ SENZORY (VIAC INFORMÁCIÍ NA GITHUBE)

Teplota/vlhkosť HLAVNÝ: Séria SHT3x Sensirion. Presnosť nájdete v údajovom liste každého z nich

snímač.

 Teplota/vlhkosť DRUHÝ (môže byť použitý na teplotu pôdy a vlhkosť): SHIR1x a SHT7x série Sensirion. Presnosť je uvedená v technickom liste každého senzora.

 Teplota, vlhkosť, kvalita vzduchu v interiéri: BME680

 Tlak: BMP180

 Dažďový merač: Každý vyklápací vedierko dažďový merač, nastaviteľné rozlíšenie. KEĎ BUDE ÚPRAVNÉ RIEŠENIE ZMENIŤ NASTAVENIA NA ZARIADENÍ AŽ 3 HODINY, Dôvodom je, že zariadenie prejde do režimu spánku každé 3 hodiny, aby šetrilo energiou, ak nie je detekovaný žiadny dážď. Keď sa prebudí, znova skontroluje nastavenia. Obnovenie môžete vykonať aj manuálne kliknutím na tlačidlo reset, ako je to znázornené na fotografii predtým.

 Anemometer: Davisov anemometer

 UVIndex: SI1145

Krok 8: ŠPECIFIKÁCIE A SOLÁRNY PANEL (VIAC INFORMÁCIÍ O GITHUBE V MANUÁLI)

Spotreba: Zariadenie 1 = 19 mA v priemere, ak je doba nahrávania 90 sekúnd.

Zariadenie 3 = 2mA v priemere, ak sa vždy automaticky aktualizuje.

Batéria ZARIADENIE 1: 3,7 V 21700 lítiová batéria (odporúča sa 5 000 mAh) (autonómia bez slnka 8 dní*)

UPOZORNENIE: Buďte opatrní pri lítiovej batérii s vysokou teplotou (viac ako 45 ° C), krabicu odolnú voči poveternostným vplyvom umiestnite do tienidla. Okrem toho, ak sa často vyskytuje negatívna teplota -10 ° C alebo podmienky pod 0 pretrvávajú dlho alebo extrémne negatívne teploty (príklad -20 ° C), bude potrebná špecifická batéria pre nízku teplotu. V takom prípade bude potrebné DPS upraviť na batériu 18650 odolnú voči chladu -40 ° C s menšou kapacitou (2 900 mAh). Autonómia bez slnka bude 5 dní. *Bez slnka znamená úplnú tmu, svetlo zamračený deň neznamená vôbec žiadnu slnečnú energiu, ale nemožno ho ani považovať za slnečný deň.

 Batéria ZARIADENIE 3: 3,7 V 18650 lítiová batéria (odporúča sa 3 000 mAh) (autonómia bez nabíjania 6 týždňov)

 solárny panel 6-20 V (dôrazne sa odporúča 6 V)

Watt v závislosti od vašej polohy z Global Solar Atlas. S menej ako 1 500 kWh/m2 nemôže meteorologická stanica fungovať autonómne. Ak je použitý režim spánku, stačil by menší solárny panel ako minimum. (VIZ FOTO) PÝTAJTE SA, AK POŽADUJETE VZOR NA VÝPOČET VEĽKOSTI SOLÁRNEHO PANELU.

 Dĺžka kábla pre sériu SHT3x by nemala presiahnuť 3 m

 Dĺžka kábla pre série SHT1x a SHT7x by nemala presiahnuť 10 m

Krok 9: RIEŠENIE PROBLÉMOV A KONTAKTY

Ak jedno zo ZARIADENÍ nefunguje podľa očakávania, bude potrebný RESET. Ak RESET nefunguje, vyberte konektor batérie alebo vyberte batériu a reštartujte zariadenie.

V prípade ZARIADENIA 1 VŽDY vložte najskôr batériu a potom konektor solárneho panelu.

 Ak zariadenie DEVICE 3 zobrazuje 100% počas nabíjania, je to v tejto chvíli normálne, pretože doska nemá konkrétny IC pre stav nabitia, takže je ovplyvnená vnútorným odporom článku.

 V prípade ďalších otázok týkajúcich sa problémov ma prosím kontaktujte.

KONTAKTY Ak chcete diskutovať o objednaní meteorologickej stanice alebo zdroja materiálu, pošlite mi prosím e -mail na adresu Eugenio [email protected]

Tematické fórum LineaMeteo: Meteorologické nástroje:: Stazione Meteo Completa WiFi Con ESP8266 E ESP32 E Arduino! (lineameteo.it)