Profesionalna meteorološka stanica koja koristi ESP8266 i ESP32 DIY: 9 koraka (sa slikama)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja izmjena: 2024-01-30 08:04

LineaMeteoStazione je potpuna meteorološka stanica koja se može povezati s profesionalnim senzorima kompanije Sensirion, kao i nekim dijelom Davis instrumenta (mjerač kiše, anemometar)

Projekt je namijenjen za DIY meteorološku stanicu, ali samo zahtijeva montažni dio, jer ću već programirati ploče, kao i kompletnu PCB. Kôd će biti dijeljeni Opensource za ljude koji to žele pokušati od početka ili izmijeniti!

VREMENSKU STANICU MOŽETE NAĆI U WeatherCloudu, Wundergroundu i LineaMeteu (talijanska meteorološka mreža!) (Anemometar nije instaliran), a ovdje i Verziju u THINGSPEAK -u za usporedbu između SHT3x i SHT1x. Trenutno koristim SHT1x za praćenje temperature unutar kutije otporne na vremenske uvjete, ali možete ga koristiti i za nadzor temperature i vlažnosti tla ili u druge svrhe!

Napomena: Gore navedene veze bit će van mreže jer će meteorološka stanica biti uklonjena u veljači 2021. jer se selim u stan)

SVE INFORMACIJE I AŽURIRANJE KODA MOŽETE OVDJE U GITHUB -u

Korak 1: Lista komponenti

Radi s kombinacijom razvojnih ploča ESP8266 i ESP32 i sastoji se uglavnom od 3 uređaja:

1. UREĐAJ 1: WEMOS D1 MINI PRO (nova verzija) + dizajnirana PCB ploča (potrebno je instalirati VANJSKO) I SOLARNA PLOČA Ovo je dio koji će se nalaziti vani i sastoji se od jedne razvojne ploče i PCB -a. Koristi se za prikupljanje vremenskih podataka koji će se poslati Googleovoj Firebase. Podaci se prikupljaju u stvarnom vremenu sa svakog senzora, ali vrijeme otpremanja se može odabrati u postavkama meteorološke stanice, što će biti objašnjeno u priručniku nakon toga. Maksimalna i minimalna temperatura prikupljat će se u stvarnom vremenu. Ispod fotografije kompletne jedinice:

2. UREĐAJ 2: WEMOS D1 MINI PRO (stara verzija) + pritisak BMP180Ovaj dio upravlja svim mrežnim komunikacijama, a prikuplja i podatke iz Google Firebase -a. Dužnosti odbora sastoje se u:  prikupljanju podataka  dijeljenju nekih podataka na IP adresu u formatu spremnom za komunikaciju s vremenskom mrežom LineaMeteo.  Slanje podataka na weathercloud  Slanje podataka na wunderground  Slanje podataka na Thingspeak

Kućište je 3D štampano sa

3. UREĐAJ 3: LOLIND32 ESP32 + PCB dizajniran + INK zaslon + BME680Ovo je dio koji samo upravlja vizualizacijom podataka na ekranu, a ima i senzor koji prikuplja podatke o kvaliteti zraka, tlaku, temperaturi i vlažnosti. Ekran koji se koristi je mastilo od 4,2 inča, može se koristiti robnih marki WaweShare ili GoodDisplay.

Kućište je 3D odštampano sa: Kutija za ePaper + ESP32 Prikaz informacija od strane sidoh10 - Thingiverse

Korak 2: UREĐAJ 2: Sučelje za Wi-Fi i Firebase Google

** ZA VIŠE POSEBNIH DETALJA POGLEDAJTE PRIRUČNIK VREMENSKE STANICE NA LINKU GITUB GORNJE **

Prije svega moramo stvoriti Firebase račun. Da biste to učinili, trebat će vam Google račun koji možete stvoriti ako ga već nemate.

Da biste postavili Firebase račun, morate slijediti sljedeće korake:

1. Idite na FIREBASE i kliknite na „Započni“

Prijavite se na svoj Google račun

2. Kliknite na „Dodaj projekat“„Aggiungi progetto“

3. Dajte naziv svom projektu! Kliknite "Nastavi" "Nastavi". Slijedite korake i kreirajte projekt. Koristite zadani račun za Firebase.

4. „Idite na„ pregled projekta “„ Panoramica del progetto “na vrhu i odaberite„ postavke projekta “„ Impostazioni progetto “

5. Kliknite na „Service Account“„Account di Servizio“i „Create Account Service“„Crea account di servizio“

6. Vratite se na „Pregled projekta“i Kreirajte bazu podataka u stvarnom vremenu „Crea baza podataka“te slijedite korake i odaberite najbližu lokaciju za bazu podataka.

7. SVE GOTOVO! Sada spremite vezu vašeg projekta koju možete pronaći u bazi podataka u stvarnom vremenu, a također i tajnu da "Account Account" možete pronaći "Account di servizio" pod "Database Secret" "Segreti Database"

Za programiranje meteorološke stanice trebat će vam samo ona označena na donjoj slici i tajna baza podataka! Da bih vam poslao već programiranu ploču, trebat će mi ti akreditivi, a i vama da programirate ploču.

Korak 3: PODEŠAVANJE WI-FI-ja (SLIKE POGLEDAJTE NA GITHUB-u)

Za postavljanje Wi-Fi veze slijedite ove korake:

· Priključite USB kabel iz UREĐA 2 u USB priključak (možete koristiti uobičajeni punjač za telefon ili bilo koji drugi USB priključak, na primjer na usmjerivaču (preporučena opcija))

· Kada je DEVICE 2 UKLJUČEN, naći ćete ga u Wi-Fi vezama dostupnim na vašem pametnom telefonu ili računaru s imenom LineaMeteoStazioneR.

· Pokušajte se povezati i od vas će se zatražiti lozinka. LOZINKA: LaMeteo2005

· Kliknite na konfiguriraj Wi-Fi i odaberite svoju Wi-Fi mrežu, unesite lozinku i kliknite Spremi. Sada će se UREĐAJ 2 pokušati povezati, a ako ne uspije, od vas će se tražiti da ponovo pokrenete prethodno opisane procedure.

· Nakon što je DEVICE 2 spojen, vratite se u bazu podataka u stvarnom vremenu i vidjet ćete da se pojavilo mnogo informacija.

Korak 4: Postavite UREĐAJ 1 (izvana)

Ovo je instalacija koja zahtijeva zaštitu meteorološke stanice izvana. Za osjetnik temperature i vlažnosti okoline potreban je štit od sunčevog zračenja. Za pravilno skladištenje baterije i PCB -a potrebna je i kutija otporna na vremenske uvjete.

1. Instalirajte ploču u kutiju otpornu na vremenske uvjete kao primjer ispod i instalirajte bateriju (BUDITE PAŽLJIVI + I - A BATERIJU TREBA PUNITI 100% PRIJE PRVOG POKRETANJA):

2. Povežite sve dostupne senzore na ploči pomoću konektora RJ12 ili vijčanog priključka, ovisno o vrsti senzora koji se koristi. (Pogledajte popis „Kompatibilni senzor i specifikacije) (SENZORI SU POVEZANI S ADAPTERSKOM PLOČOM DIZAJNIRANOM POSEBNO ZA SHT3X I UV SENZORE I TAKOĐE ZA SHT35 NA TINDIE) POGLEDAJTE FOTOGRAFIJE

3. Priključite konektor za bateriju u Wemos D1 Mini Pro i postavite Wi-Fi vezu isto kao i UREĐAJ 2. Naziv mreže bit će „LineaMeteoStazioneS“

Nakon toga priključite i USB iz pretvarača solarnih panela. (Fotografija je samo reprezentativna za prototip, a USB pretvarač će vam biti već spojen, samo trebate spojiti solarni panel)

Korak 5: Konfigurirajte postavke meteorološke postaje s Firebaseom

SVAKE PODEŠAVANJA ZAHTEVAJU DA SE ODVODE OD SNAGE

UREĐAJ 2 I POVEZUJTE SE NA SNAGU

Nakon što ste slijedili gore navedene procedure, vidjet ćete da će vaša baza podataka u stvarnom vremenu izgledati ovako (ako je senzor UV indeksa priključen, neće prikazivati 655):

Baza podataka je kategorizirana na sljedeći način:

· ChangeTime

Ova se opcija koristi za postavljanje vašeg VREMENSKOG ZONA koje će biti vaše vrijeme (potrebno je promijeniti kada se primjenjuje dnevno svjetlo) i za postavljanje SendDataTime. Preporučuje se ne učitavati podatke brže od 90 sekundi kako biste uštedjeli trajanje baterije DEVICE 1

CurrentDay i RESETDATA ne morate dirati. Za poništavanje svih podataka u bazi podataka unesite 0 u RESETDATA.

· Veza

Veza se koristi za poznavanje vaše trenutne IP adrese UREĐAJA 2 i za nadgledanje jačine Wi -Fi signala uređaja UREĐAJ 1. Pokušajte zadržati UREĐAJ 1 s najmanje -75 ili više jačine signala.

IPAddress se može koristiti za preusmjeravanje IP adrese radi postavljanja vaših uređaja u vremensku mrežu LineaMeteo. (Prosljeđivanje porta se može izvršiti na usmjerivaču, ali svaki usmjerivač je drugačiji, pa morate znati svoj. Vanjski port trebao bi biti 4600, a unutrašnji 80, primjer ispod)

· Pritisak

Ovdje je pohranjena vrijednost pritiska, a moguće ju je i kalibrirati na temelju razine mora. Pogledajte neku od meteoroloških stanica u blizini ili pogledajte trenutni atmosferski pritisak na prognozi. Svaki broj znači 1Pa

· Kiša

Ovdje je pohranjena vrijednost kiše u 24H, kao i druge vrijednosti vezane za kišu. Možete koristiti svaki mjerač kiše sa kašikom za kipanje, pa to znači da ćete morati kalibrirati za koliko se računa svako prevrtanje. Izmijenite 'mmGoccia' da promijenite broj prevrtanja u mm. Zadana vrijednost je 0,2 mm

· SHT1x

Oni sadrže podatke iz serije Sensirion SHT1x ili SHT7x.

· SHT3x

Oni sadrže podatke iz serije Sensirion SHT3x.

· Usluge

Ovo sadrži sve usluge dostupne za korištenje sa ovom meteorološkom stanicom.

OPENWEATHER

Možete postaviti vlastiti račun na OpenWeatheru za opis vremenskih prilika u trenutnom stanju na UREĐAJU 3 (pronađite Moje API ključeve i kopirajte ih u API -ju u uslugama, OpenWeather.)

Otvorite sjevernu hemisferu ako živite na sjevernoj hemisferi ili južno na južnoj hemisferi kako biste na ekranu prikazali pravi odjeljak astronomije.

Jezik "en" ili "to" za promjenu s engleskog na talijanski na UREĐAJU 3.

Geografska širina i dužina za prikaz ispravnog opisa vremenskih uslova na UREĐAJU 3

Ako s južne hemisfere to će biti negativan broj na zemljopisnoj širini.

THINGSPEAK

Napravite račun na ThingSpeaku i pronađite WriteAPIkey i kopirajte u myWriteAPIKey, kako biste vidjeli razliku s grafikom između serija SHT1x i SHT3x ako ste spojili 2 senzora ili samo nadzirali SHT1x

WeatherCloud

Pomoću ove opcije možete povezati vremensku stanicu s mrežom Weather Cloud. Idite na Postavke na svojim uređajima i odaberite "Veza", dat će vam ID i ključ koje možete kopirati u bazu podataka.

WunderGround

Pomoću ove opcije možete povezati vremensku stanicu s WunderGroundom.

Pronađite ID i ključ na Mojim uređajima i kopirajte ih u bazu podataka.

· Spavajte

Zadano je postavljeno na 1, ali se može promijeniti na 0 kako bi se omogućio način mirovanja. U stanju mirovanja mjerač kiše i anemometar neće raditi pa ih je potrebno odvojiti od PCB -a

Način spavanja ako se koristi na bateriji trajat će u prosjeku 6 mjeseci bez ponovnog punjenja baterije pomoću solarnog panela.

· UVIndex

Oni sadrže vrijednost trenutnog UVindeksa.

· Vjetar

Oni sadrže vrijednosti vjetra, poput stupnjeva smjera vjetra, kao i brzinu vjetra i nalet vjetra. Ovdje se može podesiti pomak kako bi se usmjerio pravi smjer smjera vjetra. 0 stepeni ili 360 stepeni trebalo bi da bude sjeverno.

Korak 6: Postavljanje ekrana UREĐAJA 3 (VIŠE FOTOGRAFIJA DOSTUPNO U GITHUB -u)

UREĐAJ 3 se napaja jednom baterijom 18650, koja se može puniti putem USB -a kao što je prikazano na fotografiji (fotografija ne predstavlja konačni projekat, već samo prototip, unutra će imati odgovarajući dizajn PCB -a.) Mali krug prikazuje senzor BME680.

Zaslon se automatski osvježava svakih 20 minuta i svakih 1 sat nakon ponoći i do 7 sati ujutro. Ali može se osvježiti ručno klikom na dugme na desnoj strani okvira.

JEDNOM OSVEŽENIM PROMIJENIT ĆE I JEZIK ODABRAN U POSTAVKAMA U VATROMETNICI

Nakon što je baterija instalirana, slijedite iste postupke kao i UREĐAJ 2 za povezivanje na Wi-Fi.

Naziv mreže bit će 'LineaMeteoStazioneVisual'

Baterija bi prije početka trebala biti dovoljno napunjena.

Korak 7: KOMPATIBILNI SENZORI (VIŠE INFORMACIJA NA GITHUB -u)

Temperatura/vlažnost GLAVNA: SHT3x serija Sensirion. Tačnost se odnosi na listu sa podacima svakog od njih

senzor.

 Temperatura/vlažnost DRUGA (može se koristiti za temperaturu tla i vlažnost): SHT1x i SHT7x serije Sensirion. Tačnost se odnosi na tehnički list svakog senzora.

 Temperatura, vlažnost, kvaliteta zraka U zatvorenom prostoru: BME680

 Pritisak: BMP180

 Mjerač kiše: Mjerač kiše za svaku kipuću kašiku, podesiva rezolucija. KADA JE PRILAGOĐENO RJEŠENJE ZA PROMJENU PODEŠAVANJA NA UREĐAJU MOGU BITI DO 3 SATA 1. To je zato što uređaj prelazi u stanje mirovanja svaka 3 sata radi uštede energije ako kiša nije primijećena. Kad se probudi, ponovo će provjeriti postavke. Također možete ručno resetirati pritiskom na gumb za poništavanje kao što je prikazano na prethodnoj fotografiji.

 Anemometar: Davisov anemometar

 UVIndex: SI1145

Korak 8: SPECIFIKACIJE I SOLARNA PLOČA (VIŠE INFORMACIJA O GITHUB -u U PRIRUČNIKU)

Potrošnja: Uređaj 1 = 19mA u prosjeku ako vrijeme učitavanja iznosi 90 sekundi.

Uređaj 3 = 2mA u prosjeku ako se uvijek automatski ažurira.

Baterija UREĐAJ 1: 3.7V 21700 Litijumska baterija (preporučuje se 5000mAh) (autonomija bez sunca 8 dana*)

UPOZORENJE: Budite oprezni sa litijumskom baterijom sa visokom temperaturom (više od 45C), kutiju otpornu na vremenske uslove treba staviti u hlad. Nadalje, ako se negativna temperatura -10C često javlja ili se stanje ispod 0 održava za duge ili ekstremne negativne temperature (primjer -20C), bit će potrebna posebna baterija za hladnu temperaturu. U tom slučaju PCB će morati biti modificiran za 18650 bateriju otpornu na hladnoću -40C s manjim kapacitetom (2900mAh). Autonomija bez sunca bit će 5 dana. *Bez sunca znači potpuni mrak, lagani oblačni dan uopće ne znači da nema energije sunca, ali se također ne može računati kao sunčan dan.

 UREĐAJ ZA BATERIJU 3: 3,7 V 18650 Litijumska baterija (preporučeno 3000 mAh) (autonomija bez punjenja 6 sedmica)

 Solarni panel 6-20V (preporučuje se 6V)

Watt ovisno o vašoj lokaciji iz Global Solar Atlas. S manje od 1500 kWh/m2 meteorološka stanica ne može raditi samostalno. Ako se koristi način mirovanja, dovoljna bi bila manja solarna ploča manja od minimalne. (VIDI FOTOGRAFIJU) Pitajte ako vam je potrebna formula za izračunavanje veličine solarne ploče.

 Duljina kabela za seriju SHT3x ne smije prelaziti 3 m

 Duljina kabela za serije SHT1x i SHT7x ne smije prelaziti 10 m

Korak 9: RJEŠAVANJE PROBLEMA I KONTAKTI

Ako jedan od UREĐAJA ne radi prema očekivanjima, bit će potrebno resetiranje. Skinite konektor za bateriju ili uklonite bateriju i ponovo pokrenite uređaj ako RESET ne radi.

Za UREĐAJ 1 UVIJEK stavite bateriju prvo, a zatim priključak solarne ploče.

 Ako UREĐAJ 3 prikazuje 100% tijekom punjenja, to je trenutno normalno, jer ploča nema specifični IC za stanje napunjenosti, pa na to utječe unutarnji otpor ćelije.

 Ostala pitanja u vezi problema, kontaktirajte me.

KONTAKTI Za raspravu o naručivanju meteorološke stanice ili izvoru materijala pošaljite mi e -poruku Eugenio [email protected]

LineaMeteo forum za teme: Strukturni meteo:: Stazione Meteo Completa WiFi Con ESP8266 E ESP32 E Arduino! (lineameteo.it)