Alternativna meteorološka stanica: 5 koraka

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja izmjena: 2024-01-30 08:05

Još jedna meteorološka stanica, da, ali drugačije vrste!

Već sam objavio, vidi prethodni članak, sondu koja mjeri kvalitetu zraka.

Ovdje opisana stanica uključuje dopune i izmjene.

Dodane funkcije:

• Mjerenje temperature, vlažnosti i atmosferskog tlaka (modul BME280).
• Mjerenje količine kiše.

Promjene u odnosu na prethodni projekat:

• Mjerenje napona akumulatora.
• Kompaktno kućište koje obuhvaća sve elemente.
• Promjene u elektroničkom dijagramu.

Podsjetnik na ciljeve:

• Minimizirajte potrošnju energije.
• Minimizirajte Wifi vezu. (30s svakih 30 minuta).
• Zapečaćeno okruženje.
• Automatsko punjenje baterije.

Prava posebnost leži u sondi koja mjeri količinu kiše. Zasniva se na kapacitivnom mjerenju.

Korak 1: Princip mjerenja kapacitivnog nivoa

Princip mjerenja kapacitivnog nivoa temelji se na promjeni kapacitivnosti kondenzatora. Sastav se sastoji od metalne cijevi i izolirane metalne šipke postavljene u središte cijevi.

Štap i stijenka cijevi tvore kondenzator čiji kapacitet ovisi o količini vode u cijevi: Vakuumska cijev ima manji kapacitet i s povećanjem kapaciteta vode.

Elektronički uređaj mjeri povećanje kapaciteta i stvara napon proporcionalan nivou vode.

Rq: Izolirana šipka ne prolazi kroz vodu.

Evaluacija uključenih varijabli

Prihvatna površina lijevka je približno 28 cm2 (4,3 kvadratna inča). Promjer cijevi je oko 9 cm2 (1,4 sq in). Omjer površina je oko 3. Dakle, centimetar vode na lijevku će cijev napuniti sa 3 cm. Ovo množenje pruža bolju preciznost. U slučaju naše montaže izmjereni kapacitet je oko 100pF.

Kalibracija:

Nakon što je montaža završena, preći ćemo na kalibraciju pomoću stakla za mjerenje. Nastavit ćemo cm po cm na razini lijevka. Prilagodit ćemo R8 i R13 tako da kalibriramo minimalnu i maksimalnu vrijednost. (vidi sledeći dijagram)

Korak 2: Dijagram postavljanja analognog indikatora nivoa vode

Ovaj uzorak inspiriran je web lokacijom

Monostabilni je 555. Širina impulsa 555 proporcionalna je nivou vode. R7 i C5 formiraju niskopropusni filter za ujednačavanje DC vrijednosti impulsnog niza.

Odstupanje napona na izlazu 555 eliminirano je u diferencijalnom stupnju formiranom četverostrukim pojačalom LM324.

Stanici koja se napaja 5V pretvarač napona je dodan za proizvodnju 12V. Ovo služi za osiguravanje optimalnog rada indikatora nivoa. Izlazni napon je podešen tako da daje maksimalno 3,7 V na ulazu na upravljačkoj ploči.

Korak 3: Dijagram upravljačke opreme

Uređajem upravlja mini upravljač ESP8266 Wemos D1.

Podržava nivoe baterije i vode:

A0 ulaz podržava do 3.3V. Naizmjenično se koristi za mjerenje napona.

Za bateriju aktiviranjem GPIO2 porta (D4).

Za razinu vode aktiviranjem priključka GPIO14 (D5). Aktiviranje ovog priključka napaja kapacitivni mjerni stupanj. Time se ograničava potrošnja energije.

Mjerenje kvalitete zraka vrši se napajanjem modula pomoću SDS011 GPIO15 (D8). Unos GPIO12 (D6) čita serijske podatke. U isto vrijeme BME280 modul je pod naponom. Komunikacija se vrši putem GPIO4 i GPIO5 (D1, D2) radi oporavka temperature, vlažnosti i atmosferskog pritiska.

Konačno, magnetni ventil koji će isprazniti cijev na kraju dana aktivira GPIO13 (D7).

Kontroler je programiran sa EspEasy prema sljedećem kodu.

Korak 4: ESPEASY pravilo

na sistemu#Boot do gpio, 15, 1

gpio, 13, 1

gpio, 2, 0

gpio, 14, 1

timerSet, 1, 20

neka, 1, 0

endon

Na sistemu#Wake do

gpio, 15, 1

gpio, 13, 1

gpio, 2, 0

gpio, 14, 1

timerSet, 1, 20

neka, 1, 0

endon

na Wifi -u#Disconnected do

ako je [VAR#2] = 0

neka, 2, 1

neka, 3, 180

endif

endon

na Wifi#Povezano do

// obavijesti 1, system_is_started

neka, 2, 0

neka, 3, 1800

endon

Na SDS011#PM10 do

SendToHTTP 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

On Rules#Timer = 1 do // Nivo baterije

neka, 1, [TENS#A0]

let, 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 // isključuje snimanje napona baterije

gpio, 14, 0 // uključite snimanje razine vode

timerSet, 2, 10

endon

Na Pravilima#Tajmer = 2 do // vodostaja

neka, 1, [TENS#A0]

neka, 1, [VAR#1] -60

ako je %v1 %<0

neka, 1, 0

else

let, 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 // isključuje snimanje razine vode

timerSet, 3, 5

endon

Na Pravilima#Tajmer = 3 do // pročišćavanje vode

ako je %syshour %= 23 // 23h

ako je %sysmin %> = 30 //> 30mn

notify 1, ecoulement

gpio, 15, 0 // isključiti SDS

gpio, 13, 0 // uključiti ispusni ventil

timerSet, 4, 240

else

timerSet, 4, 5

endif

else

timerSet, 4, 5

endif

endon

Na pravilima#Timer = 4 do // vrijeme je za spavanje

gpio, 13, 1 // isključiti ispusni ventil

duboki san, %v3 %

endon

Korak 5: Raspored komponenti u PVC cijevi

Kapacitivna sonda, čak i ako nije složena, zaslužuje pažnju jer će se morati obraditi njena završna obrada i njeno podešavanje.

Upravljačke ploče i sonda SDS011 postavljene su na nosač radi lakšeg uvođenja u PVC cijev.

Zaključak:

Ovaj sklop, kao i prethodni, ne predstavlja posebnu poteškoću za ljude koji poznaju Domoticz i ESPEasy softver.

Može efikasno meriti

• Prisustvo finih čestica,
• Atmosferski pritisak,
• Nivo vlažnosti,
• Temperatura,
• Visina kiše,

I ovo blizu vašeg doma.

Projekt također donosi tehničke ideje:

Upravljanje snagom pomoću releja od trske, PNP ili MOSFET tranzistora. Upotreba GPIO2 i GPIO15. Korištenje porta A0 multipleksiranjem. Programiranje (pravilo) kontrolera ESP8266.

Projekat je takođe objavljen na https://dangasdiy.top/ (višejezično)