ESP8266 және ESP32 DIY қолданатын кәсіби метеостанция: 9 қадам (суреттермен)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Соңғы өзгертілген: 2024-01-30 10:22

LineaMeteoStazione - бұл Sensirion кәсіби сенсорларымен, сондай -ақ Дэвис аспаптарының кейбір компоненттерімен (жаңбыр өлшегіші, анемометр) байланысуға болатын толық ауа райы станциясы.

Жоба DIY метеорологиялық станциясы ретінде бағытталған, бірақ тек құрастыру бөлігін қажет етеді, өйткені тақталар менімен бірге ПХД бағдарламаланған болады. Кодты басынан бастап жасауға немесе өзгерткісі келетіндерге Opensource ортақ болады!

Сіз метеорологиялық станцияны WeatherCloud, Wunderground және LineaMeteo (итальяндық ауа райы желісі!) (Анемометр орнатылмаған), сонымен қатар SHT3x пен SHT1x арасындағы салыстыру үшін THINGSPEAK нұсқасын таба аласыз. Мен қазір SHT1x -ті ауа райына төзімді қораптың ішіндегі температураны бақылау үшін қолданамын, бірақ сіз оны жердің температурасы мен ылғалдылығын немесе басқа мақсаттарда бақылау үшін де қолдана аласыз!

Назар аударыңыз (жоғарыдағы сілтемелер офлайн режимінде болады, себебі 2021 жылдың ақпанында метеостанция жойылады, себебі мен пәтерде тұрамын)

Сіз GITHUB -да барлық ақпаратты біліп, кодты жаңарта аласыз.

1 -қадам: Компоненттер тізімі

Ол ESP8266 және ESP32 даму тақталарының комбинациясымен жұмыс істейді және негізінен 3 құрылғыдан тұрады:

1. 1 -ҚҰРЫЛҒЫ: WEMOS D1 MINI PRO (Жаңа нұсқа) + ПХД (СЫРТЫ ОРНАТУ қажет) ЖӘНЕ СОЛАРЛЫҚ ПАНЕЛЬ - бұл әзірлеу тақтасы мен ПХДдан тұратын бөлік. Ол Google Firebase -ке жіберілетін ауа райы туралы мәліметтерді жинау үшін қолданылады. Деректер әр сенсордан нақты уақытта жиналады, бірақ жүктеу уақыты метеостанция параметрлерінде таңдалады, ол кейін нұсқаулықта түсіндіріледі. Ең жоғары және ең төменгі температура нақты уақытта жиналады. Толық блоктың фотосуреті астында:

2. 2 -ҚҰРЫЛҒЫ: WEMOS D1 MINI PRO (Ескі нұсқа) + BMP180 қысымыБұл барлық желілік байланысты басқаратын және Google Firebase -тен деректерді жинайтын бөлім. Басқарманың міндеттері мыналардан тұрады:  Деректерді жинау • Кейбір деректерді IP мекенжайына LineaMeteo ауа райы желісімен байланысу үшін дайын форматта бөлісу.  Деректерді ауа райы бұлтына жіберу  Дүниежүзілік деректерді жіберу  Деректерді Thingspeak -ке жіберу

Іс https://www.thingiverse.com/thing:4081064 сайтынан 3D форматында басып шығарылған

3. 3 -ҚҰРЫЛҒЫ: LOLIND32 ESP32 + ПХД арналған + Сиялы дисплей + BME680Бұл дисплейдегі деректерді визуализациялаумен ғана айналысатын бөлік, сонымен қатар ауа сапасы, қысымы, температурасы мен ылғалдылығы туралы деректерді жинайтын сенсоры бар. Қолданылатын дисплей - 4.2 дюймдік сия дисплейі, оны WaweShare немесе GoodDisplay брендтерінде қолдануға болады.

Іс 3D форматында басып шығарылған: ePaper үшін қорап + ESP32 ақпараттық дисплейі sidoh10 бойынша - Thingiverse

2-қадам: 2-ҚҰРЫЛҒЫ: Wi-Fi мен Firebase Google интерфейсі

** КӨБІРЕК АРНАҚТЫ МӘЛІМЕТТЕР ҮШІН ЖОҒАРЫДАҒЫ ГИТХУБ Сілтемесіндегі ауа райы станциясының нұсқаулығын қараңыз **

Ең алдымен, біз Firebase есептік жазбасын жасауымыз керек. Мұны істеу үшін сізге Google есептік жазбасы қажет болады, егер сізде жоқ болса.

Firebase есептік жазбасын орнату үшін келесі қадамдарды орындау қажет:

1. FIREBASE тармағына өтіп, «Жұмысты бастау» түймесін басыңыз.

Google есептік жазбаңызға кіріңіз

2. «Жоба қосу» «Aggiungi progetto» түймесін басыңыз.

3. Жобаңызға ат қойыңыз! «Жалғастыру» «Жалғастыру» түймесін басыңыз. Қадамдарды орындап, жобаны жасаңыз. Firebase үшін әдепкі есептік жазбаны пайдаланыңыз.

4. 'Жобаны шолуға' өтіңіз 'Panoramica del progetto' және 'жоба параметрлері' 'Impostazioni progetto' таңдаңыз

5. «Сервистік қызмет шоты» мен «Қызметтік есептік жазбаны құру», «Сервистік есептік жазба» түймесін басыңыз.

6. «Жобаға шолу» бөліміне қайтып оралыңыз және «Crea мәліметтер қоры» нақты уақыт базасын жасаңыз және қадамдарды орындап, дерекқорға жақын жерді таңдаңыз.

7. БӘРІ БІТТІ! Енді сіз нақты уақыттағы мәліметтер базасынан таба алатын жобаңыздың сілтемесін, сонымен қатар, 'Segreti Database' дерекқорының құпиясындағы 'Service di servizio' қызмет шотын таба алатын құпияны сақтаңыз.

Сізге метеостанцияны бағдарламалау үшін төмендегі суретте көрсетілген бір ғана мәліметтер базасы қажет! Сізге қазірдің өзінде бағдарламаланған тақтаны жіберу үшін маған осы тіркелгі деректері қажет, сонымен қатар сіз тақтаны бағдарламалауыңыз керек.

3-қадам: Wi-Fi орнату (кескіндер үшін GITHUB-да НҰСҚАУЛЫҚТЫ қараңыз)

Wi-Fi қосылымын орнату үшін келесі қадамдарды орындаңыз:

· DEVICE 2 -дегі USB кабелін USB портына қосыңыз (телефон үшін қалыпты зарядтағышты немесе кез келген USB портын қолдануға болады, мысалы, маршрутизаторда (ұсынылған опция))

· DEVICE 2 қосылғаннан кейін оны смартфонда немесе компьютерде LineaMeteoStazioneR атауы бар Wi-Fi қосылымдарынан табасыз.

· Қосылуға тырысыңыз, сонда ол құпия сөзді сұрайды. Кілтсөз: LaMeteo2005

· Wi-Fi конфигурациясын нұқыңыз және Wi-Fi желісін таңдаңыз, құпия сөзіңізді енгізіп, Сақтау түймесін басыңыз. Енді DEVICE 2 қосуға тырысады, ал егер ол орындалмаса, сіз бұрын орындалған процедураларды қайта бастауыңыз қажет болады.

· DEVICE 2 қосылғаннан кейін, Realtime дерекқорына қайта оралыңыз, сонда көптеген ақпарат пайда болғанын көресіз.

4 -қадам: 1 -ҚҰРЫЛҒЫ (сыртқы)

Бұл қондырғы метеостанцияны сырттан қорғауды қажет етеді. Қоршаған ортаның температурасы мен ылғалдылығы сенсоры үшін күн радиациялық қалқаны қажет. Батарея мен ПХД -ны дұрыс сақтау үшін ауа райына төзімді қорап қажет.

1. Тақтаны ауа райына төзімді қорапқа төмендегі мысалға салыңыз және батареяны орнатыңыз (АБАЙ БОЛЫҢЫЗ + ЖӘНЕ БАТАРЕЯ БІРІНШІ БАСТАУҒА ДЕЙІН 100% ҚУАТТАЛУЫ КЕРЕК):

2. Қолданылатын сенсордың түріне байланысты RJ12 қосқыштары немесе бұрандалы терминал көмегімен тақтадағы барлық қол жетімді сенсорды қосыңыз. («Үйлесімді сенсор мен спецификациялар тізімін қараңыз») СЕНСОРЛАР SHT3X ЖӘНЕ УК -СЕНСОРЛАРЫНА АРНАЛҒАН ЖАСАЛҒАН Адаптерлік Тақтамен Қосылған, сонымен қатар TINDIE -де SHT35 үшін біреуі бар)

3. Батарея қосқышын Wemos D1 Mini Pro-ге қосыңыз және Wi-Fi қосылымын DEVICE 2 сияқты орнатыңыз. Желінің атауы 'LineaMeteoStazioneS' болады.

Осыдан кейін күн панелінің конвертерінен USB қосылады. (Фото - бұл прототиптің өкілі, және USB түрлендіргіші сізге қосылады, сізге күн батареясын қосу қажет)

5 -қадам: Weather Station параметрлерін Firebase көмегімен теңшеңіз

ҚУАТТАН АУЫҚТАНДЫРУ ҚАЖЕТТІЛІКТІҢ БІР РЕТТЕУЛЕРІ

2 -ҚҰРЫЛҒЫ ЖӘНЕ ҚУАТҚА ҚАЙТА ҚОСУ

Жоғарыда көрсетілген процедураларды орындағаннан кейін сіз нақты уақыттағы мәліметтер базасы келесідей болатынын көресіз (егер ультракүлгін индексінің сенсоры қосылған болса, ол 655 көрсетпейді):

Деректер базасы келесідей жіктеледі:

· Уақытты өзгерту

Бұл опция сіздің уақыт белдеуіңізді орнату үшін қолданылады (күндізгі жарық үнемдеу кезінде оны өзгерту қажет) және SendDataTime орнату үшін. DEVICE 1 батареясының қызмет ету мерзімін үнемдеу үшін деректерді 90 секундтан жылдам жүктемеу ұсынылады

CurrentDay мен RESETDATA -ға қол тигізудің қажеті жоқ. Дерекқордағы барлық деректерді қалпына келтіру үшін RESETDATA -ға 0 енгізіңіз.

· Қосылу

Қосылым DEVICE 2 ағымдағы IP мекенжайын білу үшін және ҚҰРЫЛҒЫ 1 -дің Wi -Fi сигналының күшін бақылау үшін қолданылады.

IPAddress сіздің құрылғыларыңызды LineaMeteo ауа райы желісінде баптау үшін IP -ны қайта жіберу портына пайдалануға болады. (PortForwarding маршрутизаторда жасалуы мүмкін, бірақ әр маршрутизатор әр түрлі, сондықтан сіз өзіңіздікін білуіңіз керек. Сыртқы порт 4600, ал ішкі порт 80 болуы керек, мысал төменде)

· Қысым

Мұнда қысымның мәні сақталады, сонымен қатар оны теңіз деңгейіне қарай калибрлеуге болады. Жақын метеостанцияға немесе болжам бойынша қазіргі атмосфералық қысымды қараңыз. Әр сан 1Па дегенді білдіреді

· Жаңбыр

Мұнда 24 сағаттағы жауын -шашынның мәні, сондай -ақ жаңбырға байланысты басқа да құндылықтар сақталады. Сіз жаңбырды өлшейтін әр өлшегішті қолдана аласыз, осылайша сіз әр құлау мөлшерін калибрлеуіңіз қажет болады. Ұшу санын мм -ге өзгерту үшін 'mmGoccia' өзгертіңіз. Әдепкі - 0,2 мм

· SHT1x

Бұл Sensirion SHT1x немесе SHT7x сериясының деректерін қамтиды.

· SHT3x

Бұл Sensirion SHT3x сериясының деректерін қамтиды.

· Қызметтер

Бұл метеостанцияда қолдануға болатын барлық қызметтерді қамтиды.

АШЫҚ АУА

Сіз OpenWeather -да жеке есептік жазбаңызды DEVICE 3 -те ауа райының сипаттамасы үшін орната аласыз (Менің API кілттерімді тауып, API -де Services, OpenWeather ішінен көшіріңіз.)

Дисплейде астрономия бөлімін дұрыс көрсету үшін сіз солтүстік жарты шарда немесе оңтүстік жарты шарда оңтүстікте тұрсаңыз, жарты шар солтүстікке жатады.

DEVICE 3 -те ағылшын тілінен итальян тіліне ауысу үшін «en» немесе «it» тілі.

3 -ҚҰРЫЛҒЫНДА ауа райы жағдайының дұрыс сипаттамасын көрсету үшін ендік пен бойлық

Егер оңтүстік жарты шарда ол Latitude бойынша теріс сан болады.

THINGSPEAK

ThingSpeak -те есептік жазба жасаңыз және WriteAPIkey -ді тауып, myWriteAPIKey -ден көшіріңіз, егер екі сенсор қосылған болса немесе SHT1x пен SHT3x сериялары арасындағы графиканың айырмашылығын көру үшін немесе SHT1x -ті бақылау үшін.

Ауа райыCloud

Сіз бұл опцияны қолдана отырып, метеостанцияны Weather Cloud желісіне байланыстыра аласыз. Құрылғылардың параметрлеріне өтіп, «Сілтеме» таңдаңыз, ол сізге дерекқорда көшіруге болатын идентификатор мен кілтті береді.

WunderGround

Сіз бұл параметрді пайдаланып, метеостанцияны WunderGround -пен байланыстыра аласыз.

Менің құрылғыларымдағы идентификатор мен кілтті тауып, оны дерекқорға көшіріңіз.

· Ұйықтау

Әдепкі бойынша 1 -ге орнатылады, бірақ ұйқы режимін қосу үшін оны 0 -ге өзгертуге болады. Ұйқы режимінде жаңбыр мен анемометр жұмыс істемейді, сондықтан оларды ПХД -дан ажырату керек

Ұйқы режимі батареяда қолданылса, батареяны күн батареясымен зарядтамай орташа 6 айға созылады.

· UVIndex

Бұл ағымдағы UVindex мәнін қамтиды.

· Жел

Мұнда Желдің мәндері бар, мысалы, желдің бағыты, сонымен қатар желдің жылдамдығы мен екпіні. Жел бағытының дұрыс бағытын көрсету үшін оны осында реттеуге болады. 0 градус немесе 360 градус солтүстікке бағытталуы керек.

6 -қадам: 3 -ҚҰРЫЛҒЫ дисплейін орнату (GITHUB -да КӨБІРЕК ФОТО қол жетімді)

DEVICE 3 18650 бір батареямен жұмыс істейді, оны фотосуретте көрсетілгендей USB арқылы қайта зарядтауға болады (Фото соңғы жобаны көрсетпейді, тек оның прототипі, оның ішінде сәйкес ПХД дизайны болады.) BME680 сенсорын көрсетеді.

Дисплей әр 20 минут сайын және түн ортасынан кейін және таңғы 7 -ге дейін әр 1 сағат сайын жаңартылады. Бірақ оны қораптың оң жағындағы түймені басу арқылы қолмен жаңартуға болады.

БІР ЖАҢАРТУ ОТ ОТЫНДАҒЫ РЕТТЕУДЕ ТАНДАЛҒАН ТІЛДІ ӨЗГЕРТЕДІ

Батареяны орнатқаннан кейін Wi-Fi желісіне қосылу үшін DEVICE 2 процедурасын орындаңыз.

Желінің атауы 'LineaMeteoStazioneVisual' болады

Батареяны іске қоспас бұрын зарядтау жеткілікті болуы керек.

7 -қадам: үйлесімді сенсорлар (GITHUB туралы қосымша ақпарат)

Температура/ылғалдылық БАСТЫ: SHT3x сериялы Sensirion. Дәлдік әрқайсысының мәліметтер кестесіне сілтеме жасайды

сенсор

 Температура/ылғалдылық ЕКІНШІ (топырақ температурасы мен ылғалдылық үшін қолдануға болады): SHT1x және SHT7x сериялы Sensirion. Дәлдік әр сенсордың деректер кестесіне сілтеме жасайды.

 Температура, ылғалдылық, ауа сапасы Ішкі: BME680

Қысым: BMP180

 Жаңбыр өлшегіші: әр шөміштің жаңбыр өлшегіші, реттелетін ажыратымдылығы. РЕТТЕЛГЕН ШЕШІМДІ ҚҰРЫЛҒЫНЫҢ РЕТТЕМЕЛЕРІН ӨЗГЕРТУ ҮШІН 3 САҒАТ УАҚЫТ АЛУЫ МҮМКІН 1. Мұның себебі, егер жаңбыр анықталмаса, энергия үнемдеу үшін құрылғы әр 3 сағат сайын ұйықтайды. Ол оянғанда, ол параметрлерді қайта тексереді. Бұрынғы суретте көрсетілгендей қалпына келтіру түймесін басу арқылы қолмен қалпына келтіруге болады.

 Анемометр: Дэвис анемометрі

UVIndex: SI1145

8 -қадам: СПЕКТИФИКАЦИЯЛАР ЖӘНЕ КҮНДЕР ПАНЕЛІ (НҰСҚАУЛЫҚТАҒЫ GITHUB ТОЛЫҚ АҚПАРАТ)

Тұтыну: 1 -ші құрылғы = 19мА жүктеу уақыты 90 секунд болса.

3 -ші құрылғы = 2мА орташа, егер әрқашан автоматты түрде жаңартылса.

Батарея DEVICE 1: 3.7V 21700 Батарея литийі (Ұсынылатын 5000 мАч) (Күнсіз автономия 8 күн*)

ЕСКЕРТУ: Жоғары температуралы (45С жоғары) литий батареясымен абай болыңыз, ауа райына төзімді қорапты көлеңкеде қою керек. Сонымен қатар, егер теріс температура -10C жиі болса немесе 0 -ден төмен жағдай ұзақ немесе экстремалды теріс температурада (мысалы -20C) сақталса, суық температураға арналған арнайы батарея қажет болады. Бұл жағдайда ПХД -ны суық ауа райына -40С -қа төзімді 18650 батареясы үшін сыйымдылығы аз (2900 мАч) өзгерту қажет болады. Күнсіз автономия 5 күн болады. *Күн болмаса мүлде қараңғылықты білдіреді, бұлтты күн күн энергиясының жоқтығын білдірмейді, бірақ оны шуақты күн деп санауға болмайды.

Батарея ҚҰРЫЛҒЫСЫ 3: 3.7V 18650 Батарея литийі (3000 мАч ұсынылады) (6 аптада қайта зарядталмайтын автономия)

 Күн панелі 6-20В (6В қатты ұсынылады)

Ватт Global Solar Atlas -дан сіздің орналасқан жеріңізге байланысты. 1500 кВт/сағ кем болғанда метеостанция өздігінен жұмыс істей алмайды. Егер ұйықтау режимі қолданылса, күн батареясының минимумынан аз болуы жеткілікті. (ФОТОДЫ КӨРІҢІЗ) СҰРАҚ ПАНЕЛІНІҢ ӨЛШЕМІН ЕСЕПТЕУ ФОРМУЛАСЫН ҚАЖЕТТІҢІЗДІ СҰРАҢЫЗ.

 SHT3x сериялы кабельдің ұзындығы 3 метрден аспауы керек

 SHT1x және SHT7x сериялы кабельдің ұзындығы 10м -ден аспауы керек

9 -қадам: АҚАУЛЫҚТАРДЫ ЖОЮ және Байланыс

Егер ҚҰРЫЛҒЫЛАРДЫҢ бірі күткендей жұмыс істемесе, қайта қалпына келтіру қажет болады. Егер RESET жұмыс істемесе, батарея қосқышын алыңыз немесе батареяны алып тастаңыз және құрылғыны қайта қосыңыз.

ҚҰРЫЛҒЫ 1 үшін ӘРҚАШАН бірінші кезекте аккумуляторды, содан кейін күн батареясының қосқышын қойыңыз.

 Егер DEVICE 3 қайта зарядтау кезінде 100% көрсетсе, бұл қалыпты жағдай, себебі тақтада зарядталу үшін арнайы IC жоқ, сондықтан оған ұяшықтың ішкі кедергісі әсер етеді.

 Мәселелерге қатысты басқа сұрақтармен маған хабарласыңыз.

Байланыстар Метеостанцияға немесе материал көзіне тапсырыс беру туралы талқылау үшін маған Eugenio [email protected] электронды поштасына хат жіберіңіз.

LineaMeteo тақырыптық форумы: Мәліметтер:: Stazione Meteo Completa WiFi Con ESP8266 E ESP32 E Arduino! (lineameteo.it)