Profesionální meteorologická stanice využívající ESP8266 a ESP32 DIY: 9 kroků (s obrázky)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy změněno: 2024-01-30 08:18

LineaMeteoStazione je kompletní meteorologická stanice, kterou lze propojit s profesionálními senzory od společnosti Sensirion a také s některými součástmi Davis Instrument (Rain Gauge, Anemometer)

Projekt je zaměřen jako meteorologická stanice pro kutily, ale vyžaduje pouze montážní část, protože desky již budou naprogramovány mnou a také kompletní DPS. Kód bude sdílen Opensource pro lidi, kteří to chtějí zkusit udělat od začátku nebo upravit!

STANICI POČASÍ MŮŽETE NAJÍT V WeatherCloud, Wunderground a LineaMeteo (italská meteorologická síť!) (Anemometr není nainstalován) a zde také Verze v THINGSPEAK pro srovnání mezi SHT3x a SHT1x. Momentálně používám SHT1x ke sledování teploty uvnitř boxu odolného proti povětrnostním vlivům, ale můžete jej použít také ke sledování teploty a vlhkosti země nebo k jiným účelům!

Poznámka (výše uvedené odkazy přejdou do režimu offline, protože meteorologická stanice bude v únoru 2021 odstraněna, protože se stěhuji v bytě)

VŠE AKTUALIZACE INFO A KÓDU NALEZNETE ZDE V GITHUBU

Krok 1: Seznam součástí

Pracuje s kombinací vývojových desek ESP8266 a ESP32 a skládá se převážně ze 3 zařízení:

1. ZAŘÍZENÍ 1: WEMOS D1 MINI PRO (nová verze) + navržená deska plošných spojů (je třeba ji instalovat MIMO VENKU) A SOLÁRNÍ PANEL Toto je část, která bude venku a sestává z jedné vývojové desky a desky plošných spojů. Slouží ke shromažďování údajů o počasí, které budou odeslány na Firebase Google. Data jsou shromažďována v reálném čase z každého senzoru, ale čas odeslání je volitelný v nastavení meteorologické stanice, které bude vysvětleno v manuálu dále. Maximální a minimální teplota bude shromažďována v reálném čase. Pod fotografií celé jednotky:

2. ZAŘÍZENÍ 2: WEMOS D1 MINI PRO (stará verze) + tlak BMP180 Toto je část, která zpracovává veškerou síťovou komunikaci a také shromažďuje data z Firebase Google. Úkoly rady spočívají v:  Sběru dat  Sdílení některých dat na IP adresu ve formátu připraveném k použití pro komunikaci s meteorologickou sítí LineaMeteo.  Odesílat data na weathercloud  Odesílat data do wundergroundu  Odesílat data do Thingspeak

Pouzdro je 3D vytištěno z

3. ZAŘÍZENÍ 3: LOLIND32 ESP32 + PCB navrženo + INK displej + BME680 Toto je část, která zvládá pouze vizualizaci dat na displeji a má také senzor, který shromažďuje data o kvalitě vzduchu, tlaku, teplotě a vlhkosti. Použitý displej je 4,2 palcový inkoustový displej, lze použít značky WaweShare nebo GoodDisplay.

Pouzdro je 3D vytištěno z: Box pro ePaper + ESP32 Informační displej od sidoh10 - Thingiverse

Krok 2: ZAŘÍZENÍ 2: Rozhraní k Wi-Fi a Firebase Google

** PODROBNĚJŠÍ PODROBNOSTI NAJDETE NÁVOD NA POČASÍ NA ODKAZU NA ODKAZU GITHUBU VÝŠE

Nejprve musíme vytvořit účet Firebase. K tomu budete potřebovat účet Google, který si můžete vytvořit, pokud jej ještě nemáte.

Chcete -li nastavit účet Firebase, postupujte podle následujících kroků:

1. Přejděte na FIREBASE a klikněte na „Začínáme“

Přihlaste se ke svému účtu Google

2. Klikněte na „Přidat projekt“„Aggiungi progetto“

3. Pojmenujte svůj projekt! Klikněte na „Pokračovat“„Pokračovat“. Postupujte podle pokynů a vytvořte projekt. Pro Firebase použijte výchozí účet.

4. Nahoře přejděte na „Přehled projektu“, „Panoramica del progetto“a vyberte „Nastavení projektu“„Impostazioni progetto“

5. Klikněte na „Účet služby“, „Účet di Servizio“a „Vytvořit účet služby“„Vytvořit účet služby“

6. Vraťte se zpět na „Přehled projektu“a Vytvořte databázi v reálném čase „Vytvořit databázi“a postupujte podle pokynů a vyberte nejbližší umístění databáze.

7. VŠECHNO HOTOVO! Nyní uložte odkaz na svůj projekt, který najdete v databázi v reálném čase, a také tajemství, které najdete v části „Účet služby“, „Účet služby“v části „Tajemství databáze“„Databáze Segreti“

K naprogramování meteorologické stanice budete potřebovat jen to, co je zvýrazněno na obrázku níže, a tajemství databáze! Abych vám mohl zaslat desku již naprogramovanou, budu potřebovat tato pověření a také pro vás, abyste desku naprogramovali.

Krok 3: NASTAVENÍ WI-FI (VIZ PŘÍRUČKA NA GITHUBU PRO OBRÁZKY)

Chcete-li nastavit připojení Wi-Fi, postupujte takto:

· Zapojte kabel USB ze zařízení DEVICE 2 do portu USB (můžete použít běžnou nabíječku pro váš telefon nebo jakýkoli jiný dostupný port USB, například na routeru (doporučená možnost))

· Jakmile je ZAŘÍZENÍ 2 ZAPNUTO, najdete jej v připojení Wi-Fi dostupném na vašem smartphonu nebo počítači s názvem LineaMeteoStazioneR.

· Zkuste se připojit a požádá vás o heslo. HESLO: LaMeteo2005

· Klikněte na konfigurovat Wi-Fi, vyberte svou síť Wi-Fi, zadejte heslo a klikněte na Uložit. Nyní se ZAŘÍZENÍ 2 pokusí připojit a pokud selže, budete muset znovu spustit výše uvedené postupy.

· Jakmile je zařízení DEVICE 2 připojeno, vraťte se zpět do své databáze v reálném čase a uvidíte, že se objevilo mnoho informací.

Krok 4: Nastavení ZAŘÍZENÍ 1 (venku)

Toto je instalace, která vyžaduje zabezpečení meteorologické stanice venku. Pro snímač okolní teploty a vlhkosti je vyžadován štít proti slunečnímu záření. Je také vyžadován box odolný proti povětrnostním vlivům pro správné skladování baterie a desky plošných spojů.

1. Nainstalujte desku do krabice odolné proti povětrnostním vlivům jako níže uvedený příklad a nainstalujte baterii (BUĎTE OPATRNÍ + A - A BATERIE BY MĚLA BÝT 100% NABITÁ PŘED PRVNÍM SPUŠTĚNÍM):

2. Připojte všechny dostupné senzory na desce pomocí konektorů RJ12 nebo šroubové svorky, v závislosti na typu použitého senzoru. (Viz seznam „Kompatibilního senzoru a specifikace) (SNÍMAČE JSOU PŘIPOJENY S DESKOU ADAPTÉRU NAVRŽENOU ZVLÁŠTĚ PRO SENZORY SHT3X A UV A TAKÉ JEDEN PRO SHT35 NA TINDIE) VIZ FOTKY

3. Zapojte konektor baterie do Wemos D1 Mini Pro a nastavte připojení Wi-Fi stejně jako ZAŘÍZENÍ 2. Název sítě bude „LineaMeteoStazioneS“

Poté připojte také USB z převaděče solárních panelů. (Fotografie je pouze reprezentativní pro prototyp a USB převodník již bude pro vás připojen, stačí připojit solární panel)

Krok 5: Konfigurace nastavení meteorologické stanice pomocí Firebase

KAŽDÉ NASTAVENÍ VYŽADUJE ODPOJENÍ OD SÍTĚ

ZAŘÍZENÍ 2 A ZNOVU SE PŘIPOJTE K NAPÁJENÍ

Po provedení výše uvedených postupů zjistíte, že vaše databáze v reálném čase bude vypadat takto (pokud je připojeno čidlo UV indexu, nezobrazí 655):

Databáze je rozdělena do následujících kategorií:

· ChangeTime

Tato možnost se používá k nastavení TIMEZONE, což bude váš čas (je třeba jej upravit, pokud platí letní čas), a k nastavení SendDataTime. Doporučujeme nenahrávat data rychleji než 90 sekund, abyste ušetřili výdrž baterie zařízení DEVICE 1

Aktuálního dne a RESETDATA není třeba se dotýkat. Chcete -li resetovat všechna data v databázi, zadejte 0 do RESETDATA.

· Připojení

Připojení se používá ke zjištění vaší aktuální IP adresy zařízení DEVICE 2 a ke sledování síly signálu Wi -Fi zařízení DEVICE 1. Zkuste zařízení DEVICE 1 udržovat alespoň -75 nebo více síly signálu.

IPAddress lze použít k přenosu portů IP pro nastavení vašich zařízení v meteorologické síti LineaMeteo. (Přesměrování portů lze provádět na routeru, ale každý router je jiný, takže musíte znát svůj. Externí port by měl být 4600 a interní port by měl být 80, příklad níže)

· Tlak

Zde je uložena hodnota tlaku a také je možné ji kalibrovat na základě hladiny moře. Podívejte se na některou blízkou meteorologickou stanici nebo se podívejte na aktuální atmosférický tlak na předpovědi. Každé číslo znamená 1 Pa

· Déšť

Zde je uložena hodnota deště za 24H a také další hodnoty související s deštěm. Můžete použít každý dešťový měřič sklápěcího kbelíku, takže to znamená, že budete muset zkalibrovat, za kolik se každé sklápění počítá. Upravte „mmGoccia“a změňte počet překlopení v mm. Výchozí hodnota je 0,2 mm

· SHT1x

Obsahují data řady Sensirion SHT1x nebo SHT7x.

· SHT3x

Obsahují data řady Sensirion SHT3x.

· Služby

Obsahují všechny služby, které lze s touto meteorologickou stanicí používat.

OPENWEATHER

Můžete si nastavit svůj vlastní účet na OpenWeather pro popis aktuálního stavu počasí na DEVICE 3 (najděte My API Keys a zkopírujte do API ve službách, OpenWeather.)

Pokud žijete na severní polokouli nebo na jižní polokouli, zadejte polokouli na sever, aby se na displeji zobrazila správná astronomická část.

Na zařízení DEVICE 3 můžete změnit jazyk „en“nebo „it“z angličtiny na italštinu.

Zeměpisná šířka a délka pro zobrazení správného popisu počasí na ZAŘÍZENÍ 3

Pokud z jižní polokoule, bude to na Latitude záporné číslo.

THINGSPEAK

Vytvořte si účet na ThingSpeak a najděte WriteAPIkey a zkopírujte do myWriteAPIKey, abyste viděli rozdíl mezi grafikou mezi řadami SHT1x a SHT3x, pokud jsou připojeny 2 senzory, nebo pouze monitorovali SHT1x

WeatherCloud

Pomocí této možnosti můžete meteorologickou stanici propojit se sítí Weather Cloud. Přejděte na svých zařízeních do Nastavení a vyberte „Odkaz“, poskytne vám ID a klíč, které můžete zkopírovat do databáze.

WunderGround

Pomocí této možnosti můžete meteorologickou stanici propojit s WunderGround.

Najděte ID a klíč na mých zařízeních a zkopírujte je do databáze.

· Spánek

Ve výchozím nastavení je nastavena na 1, ale lze ji změnit na 0, aby se aktivoval režim spánku. V režimu spánku srážkoměr a anemometr nebudou fungovat, takže je třeba je odpojit od desky plošných spojů

Režim spánku při použití na baterii vydrží v průměru 6 měsíců bez dobíjení baterie solárním panelem.

· Uv index

Obsahují hodnotu aktuálního UVindexu.

· Vítr

Obsahují hodnoty větru, jako jsou stupně směru větru a také rychlost větru a náraz. Zde lze upravit odsazení, aby se ukázal správný směr směru větru. 0 stupňů nebo 360 stupňů by mělo být bodem sever.

Krok 6: Nastavení ZOBRAZENÍ ZAŘÍZENÍ 3 (VÍCE FOTEK K DISPOZICI V GITHUBU)

Zařízení DEVICE 3 je napájeno jednou jedinou baterií 18650, kterou lze dobíjet přes USB, jak je znázorněno na fotografii (fotografie nepředstavuje konečný projekt, ale pouze prototyp, uvnitř bude mít správný design desek plošných spojů.) Malý kruh ukazuje snímač BME680.

Displej se obnovuje každých 20 minut automaticky a každou 1 hodinu po půlnoci až do 7:00. Lze jej však obnovit ručně kliknutím na tlačítko na pravé straně pole.

JEDNOU OBNOVENOU ZMĚNÍ TAKÉ JAZYK VYBRANÝ V NASTAVENÍCH NA FIREBASE

Po instalaci baterie se připojte k Wi-Fi stejným postupem jako u ZAŘÍZENÍ 2.

Název sítě bude „LineaMeteoStazioneVisual“

Před spuštěním by měla být baterie dostatečně nabitá.

Krok 7: KOMPATIBILNÍ SENZORY (VÍCE INFORMACÍ NA GITHUBU)

Teplota/vlhkost HLAVNÍ: Série SHT3x Sensirion. Přesnost je uvedena v datovém listu každého z nich

senzor.

 Teplota/vlhkost DRUHÁ (lze použít pro teplotu půdy a vlhko): SHIR1x a SHT7x série Sensirion. Přesnost je uvedena v datovém listu každého senzoru.

 Teplota, vlhkost, kvalita vzduchu Vnitřní: BME680

 Tlak: BMP180

 Rain Gauge: Každý sklápěcí kbelík srážkoměr, nastavitelné rozlišení. PŘI ÚPRAVĚ ROZLIŠENÍ MŮŽE ZMĚNIT NASTAVENÍ NA ZAŘÍZENÍ ZAŘÍZENÍ AŽ 3 HODINY 1. Důvodem je, že zařízení se přepne do režimu spánku každé 3 hodiny, aby šetřilo energii, pokud není detekován déšť. Když se probudí, znovu zkontroluje nastavení. Můžete také ručně resetovat kliknutím na tlačítko reset, jak je znázorněno na fotografii dříve.

 Anemometr: Davisův anemometr

 UVIndex: SI1145

Krok 8: SPECIFIKACE A SOLÁRNÍ PANEL (VÍCE INFORMACÍ O GITHUBU V MANUÁLU)

Spotřeba: Zařízení 1 = průměrně 19 mA, pokud je doba nahrávání 90 sekund.

Zařízení 3 = 2mA v průměru, pokud je vždy automaticky aktualizováno.

Baterie ZAŘÍZENÍ 1: 3,7 V 21700 lithiová baterie (doporučeno 5 000 mAh) (autonomie bez slunce 8 dní*)

VAROVÁNÍ: Buďte opatrní s lithiovou baterií s vysokou teplotou (více než 45 ° C), krabici odolnou proti povětrnostním vlivům umístěte do stínu. Kromě toho, pokud se často vyskytuje záporná teplota -10 ° C nebo podmínky pod 0 přetrvávají po dlouhou nebo extrémní zápornou teplotu (příklad -20 ° C), bude vyžadována konkrétní baterie pro nízkou teplotu. V tomto případě bude nutné upravit desku plošných spojů pro baterii 18650 odolnou vůči chladnému počasí -40 ° C s menší kapacitou (2900 mAh). Autonomie bez slunce bude 5 dní. *Bez slunce znamená úplnou tmu, lehký zamračený den neznamená vůbec žádnou sluneční energii, ale také jej nelze počítat jako slunečný den.

 Baterie ZAŘÍZENÍ 3: 3,7 V 18650 lithiová baterie (doporučeno 3 000 mAh) (autonomie bez dobíjení 6 týdnů)

 Solární panel 6-20V (6V důrazně doporučeno)

Watt v závislosti na vaší poloze z Global Solar Atlas. S méně než 1 500 kWh/m2 nemůže meteorologická stanice pracovat samostatně. Pokud je použit režim spánku, stačil by menší solární panel menší než minimum. (VIZ FOTO) Zeptejte se, POKUD POŽADUJETE VZOREK PRO VÝPOČET VELIKOSTI SOLÁRNÍHO PANELU.

 Délka kabelu pro řadu SHT3x by neměla přesáhnout 3 m

 Délka kabelu pro řadu SHT1x a SHT7x by neměla přesáhnout 10 m

Krok 9: ŘEŠENÍ PROBLÉMŮ A KONTAKTY

Pokud jedno ze ZAŘÍZENÍ nefunguje podle očekávání, bude vyžadován RESET. Pokud RESET nefunguje, vyjměte konektor baterie nebo vyjměte baterii a restartujte zařízení.

U ZAŘÍZENÍ 1 VŽDY vložte nejprve baterii a poté konektor solárního panelu.

 Pokud zařízení DEVICE 3 zobrazuje 100% při nabíjení, je to v tuto chvíli normální, protože deska nemá konkrétní IC pro stav nabití, takže je ovlivněna vnitřním odporem článku.

 Další dotazy týkající se problémů mě prosím kontaktujte.

KONTAKTY Chcete -li diskutovat o objednání meteorologické stanice nebo zdroje materiálu, pošlete mi prosím e -mail Eugenio [email protected]

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