Bezdrôtová meteorologická stanica Arduino WiFi Wunderground: 10 krokov (s obrázkami)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy zmenené: 2024-01-30 11:57

V tomto návode vám ukážem, ako vytvoriť osobnú bezdrôtovú meteorologickú stanicu pomocou Arduina

Meteorologická stanica je zariadenie, ktoré zhromažďuje údaje súvisiace s počasím a prostredím pomocou mnohých rôznych senzorov. Môžeme merať mnoho vecí, ako napríklad:

• Teplota
• Vlhkosť
• Vietor
• Barometrický tlak
• UV index
• Dážď

Mojou inšpiráciou na vytvorenie tejto meteorologickej stanice je Greg z www.cactus.io Davisov anemometer, rýchlosť vetra a merač dažďa Autorské práva k kódu Arduino mu patria.

Ako hlavnú dosku používam Arduino Uno.

WiFi modul ESP8266 bude odosielať údaje na www.wunderground.com

Weather Underground je komerčná služba o počasí, ktorá poskytuje informácie o počasí v reálnom čase prostredníctvom internetu.

Budem používať tieto snímače:

• Teplota - Dallas DS18B20
• Vlhkosť, tlak - BME280
• UV, solárne - ML8511
• Anenometer a smer vetra - Davis 6410
• Zrážkomer - Ventus W174

Krok 1: Diely

Časti potrebné na výstavbu tohto projektu sú tieto:

1. Arduino Uno
2. ESP8266 ESP-01 alebo ESP-12
3. BME280
4. ML8511
5. Davis 6410
6. Ventus W174

Krok 2: Schéma a schéma zapojenia

Krok 3: Štít meteostanice Arduino Uno PCB

Dizajn dosky s plošnými spojmi (PCB), bol som použitý, softvér Sprint-Layout . Exportované do súborov Gerber.

Na vytvorenie tohto štítu meteostanice Arduino Uno budete potrebovať:

1. ML8511 UVB snímač lúčov UV Breakout Breakout Snímač ultrafialového svetla analógový výstup pre Arduino Ebay
2. Vodotesná digitálna tepelná sonda alebo snímač DS18B20 Arduino senzor Ebay
3. Súprava JST-XH 4-pólová 2,54 mm koncová skriňa Konektory konektora vodiča PCB Ebay
4. Snímač atmosférického tlaku Snímač teploty a vlhkosti Breakout BME280Ebay
5. 1x ESP8266 ESP12F Ebay
6. 1x 1k 0805 odpor
7. 1x odpor 120R 0805
8. 8x prepojka 0R 1206 (odpor)
9. medená doska
10. 2x odpor 4,7K
11. 1x 10k odpor
12. 1x 3mm led
13. 1x zásuvka RJ45 Ebay
14. 1x 47uF elektrolytický kondenzátor
15. 1x 40 pinov hlavičkové piny Ebay
16. 1x Regulátor napätia Sot-223 Ams1117 Ams117-3,3 3,3V 1A Ebay
17. 1x 2,54 mm Pitch Switch DIP 2 Ebay

Krok 4: Knižnice snímačov Arduino, manuálne a ďalšie informácie

1) Projekt meteorologickej stanice Arduino www.cactus.io

2) Manuál anemometra Davis 6410

3) Knižnica ovládača Adafruit BME280 (snímač barometrického tlaku)

4) Knižnica UV senzorov ML8511

5) Knižnica Arduino pre integrované obvody pre maximálnu teplotu DS18B20 DS18S20 - Upozorňujeme, že sa zdá, že v tejto sérii je problém. DS1822 DS1820 MAX31820

6) Knižnica pre Dallas/Maxim 1-Wire Chips

7) Wunderground (protokol nahrávania osobných meteorologických staníc)

feedback.weather.com/customer/en/portal/articles/2924682-pws-upload-protocol?b_id=17298&fbclid=IwAR3KTp6uTCxjdVCiXmoIvPpYdJHAtREcrRUaH41NJSM4k-qqdDay

8) Meteostanica NodeMCU

Krok 5: Spájkovanie DPS

Štít meteorologickej stanice Bol som inzerátom v prípade Raspberry Pi. Myslím, že to vyzerá lepšie.

Krok 6: Inštalácia osobnej meteorologickej stanice

Umiestnenie meteorologickej stanice je najdôležitejšou súčasťou inštalácie. Ak je meteorologická stanica umiestnená pod stromom alebo previsom, údaje o zrážkach namerané stanicou nebudú správne. Ak umiestnite svoju meteorologickú stanicu do uličky, veľmi dobre môžete dosiahnuť účinok veterného tunela na anemometri, čo má za následok chybné údaje o vetre. Meteorologická stanica by mala mať dobrý „aport“alebo vzdialenosť od akéhokoľvek iného vysokého predmetu.

Štandardné meranie vetra by sa malo vykonávať vo výške 10 metrov nad zemou. Mne sa najlepšie hodí strešná krytina.

Meteostanica je napájaná solárnym panelom. Je teda autonómny.

Najčastejšia chyba pri inštalácii meteorologickej stanice je spojená s nesprávnym umiestnením snímača teplomera. Meteorológovia definujú teplotu ako teplotu v tieni s dostatkom vetrania. Pri umiestňovaní meteorologickej stanice sa uistite, že:

• Senzor teplomera nikdy nedostáva priame slnečné svetlo.
• Teplomer je dostatočne vetraný a nie je blokovaný vetrom.
• Ak je teplomer umiestnený na streche, uistite sa, že je najmenej 1,5 metra nad strechou.
• Ak je teplomer umiestnený nad trávou, opäť by mal byť najmenej 1,5 metra nad povrchom trávy.
• Teplomer je najmenej 15 metrov od najbližšieho spevneného povrchu.

Používam teda úkryt pred počasím. Vyrobil som ho z PVC trubice. Meteorologickú stanicu tak môžete umiestniť na priame slnečné svetlo s teplomerom umiestneným vo vnútri prístrešku.

Viac informácií o inštalácii meteorologickej stanice nájdete tu

Krok 7: Príkazy ESP8266 AT

Najprv je potrebné pripraviť modul WiFi ESP8266. Zmeňte CWMODE na 1 = Režim stanice (klient) a pripojte ESP8266 k vášmu routeru WiFi. Používam sériový adaptér USB na TTL. Stačí mu pripojiť 4 vodiče (+3,3 V, GND TX, RX)

Alebo môžete použiť Arduino na odoslanie AT príkazov do ESP8266.

Príkazy AT:

AT

AT+CWMODE?

AT+CWMODE = 1

AT+CWJAP = "váš ssd", "heslo"

viac AT príkazov tu

Krok 8: Kód Arduino

1. Pred nahraním kódu do svojho Arduino Uno sa zaregistrujte na wunderground.com, aby ste získali ID stanice a kľúč/heslo WU

2. Zmeňte toto ID a kľúč/heslo na kód Arduino vašej meteorologickej stanice.

• char ID = "xxxxxxxx"; // ID meteorologickej stanice wunderground
• Reťazec HESLO = "xxxxxxxx"; // heslo meteorologickej stanice wunderground

3. Zmeňte výšku, aby ste získali merače relatívneho tlaku (m)

4. #define DEBUG 1 // ak kontrolujete iba údaje senzorov.

5. Používam 30 sekundovú slučku na odosielanie údajov na Wunderground.com. 25 sekúnd budem merať rýchlosť vetra. Inokedy je čas na čítanie údajov senzora.

Krok 9: Výsledok

Funguje a odosiela údaje zo senzorov na Wunderground.com. Som veľmi šťastný;)

Krok 10: IoT Personal NodeMCU ESP12 WiFi bezdrôtová meteorologická stanica V2

Nová verzia meteorologickej stanice v2 kliknite