Arduino WiFi bezvadu laika stacija Wunderground: 10 soļi (ar attēliem)

2024 Autors: John Day | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2024-01-30 10:53

Šajā pamācībā es jums parādīšu, kā izveidot personisku bezvadu laika staciju, izmantojot Arduino

Meteoroloģiskā stacija ir ierīce, kas apkopo datus, kas saistīti ar laika apstākļiem un vidi, izmantojot daudzus dažādus sensorus. Mēs varam izmērīt daudzas lietas, piemēram:

• Temperatūra
• Mitrums
• Vējš
• Barometriskais spiediens
• UV indekss
• Lietus

Mans iedvesmas avots, lai izveidotu šo laika staciju, ir Gregs no www.cactus.io Davis anemometra, vēja ātruma un lietus mērītāja Arduino koda autortiesības pieder viņam.

Es izmantoju Arduino Uno kā galveno plati.

ESP8266 WiFi modulis nosūtīs datus uz vietni www.wunderground.com

Weather Underground ir komerciāls laikapstākļu pakalpojums, kas nodrošina reāllaika informāciju par laika apstākļiem, izmantojot internetu.

Es izmantošu šādus sensorus:

• Temperatūra - Dalasas DS18B20
• Mitrums, spiediens - BME280
• UV, saules - ML8511
• Anenometrs un vēja virziens - Davis 6410
• Lietus mērītājs - Ventus W174

1. darbība: detaļas

Lai izveidotu šo projektu, ir nepieciešamas šādas detaļas:

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

2. darbība. Shēma un elektroinstalācijas shēma

3. solis: PCB Arduino Uno laika stacijas vairogs

Dizains iespiedshēmas plates (PCB), man tika izmantota,, Sprint-Layout programmatūra. Eksportēts uz Gerber failiem.

Lai izveidotu šo Arduino Uno laika stacijas vairogu, jums būs nepieciešams:

1. ML8511 UVB UV staru sensora izlaušanās UV gaismas sensora analogā izeja Arduino Ebay
2. Ūdensnecaurlaidīgs digitālais termiskais zonde vai sensors DS18B20 Arduino sensors Ebay
3. JST-XH komplekts 4Pin 2,54 mm termināla korpusa PCB galvenes vadu savienotāji ebay
4. Atmosfēras spiediena sensora temperatūras mitruma sensors BME280Ebay
5. 1x ESP8266 ESP12F ebay
6. 1x 1k 0805 rezistors
7. 1x 120R 0805 rezistors
8. 8x 0R 1206 džemperis (rezistors)
9. vara dēlis
10. 2x 4,7K rezistors
11. 1x 10k rezistors
12. 1x 3 mm LED
13. 1x RJ45 ligzda Ebay
14. 1x 47uF elektrolītiskais kondensators
15. 1x 40pins galvenes tapas Ebay
16. 1x sprieguma regulators Sot-223 Ams1117 Ams117-3.3 3.3V 1A Ebay
17. 1x 2,54 mm augstuma slēdzis DIP 2 Ebay

4. darbība: Arduino sensoru bibliotēkas, rokasgrāmata un cita informācija

1) Arduino laika stacijas projekts www.cactus.io

2) Davis 6410 anemometra rokasgrāmata

3) Adafruit BME280 draivera (barometriskā spiediena sensora) bibliotēka

4) ML8511 UV sensoru bibliotēka

5) Arduino bibliotēka maksimālās temperatūras integrētajām shēmām DS18B20 DS18S20 - Lūdzu, ņemiet vērā, ka, šķiet, ir problēma ar šo sēriju. DS1822 DS1820 MAX31820

6) Dalasas bibliotēka/Maxim 1-Wire Chips

7) Wunderground (Personal Weather Station Upload Protocol)

feedback.weather.com/customer/en/portal/articles/2924682-pws-upload-protocol?b_id=17298&fbclid=IwAR3KTp6uTCxjdVCiXmoIvPpYdJHAtREcrRUaH41NJSM4k-Lqn8

8) NodeMCU laika stacija

5. solis: PCB lodēšana

Laikapstākļu vairogs, kurā es biju ievietots Raspberry Pi korpusā. Es domāju, ka tas izskatās labāk.

6. darbība: Personal Weather Station uzstādīšana

Atrašanās vietas laika stacija ir vissvarīgākā instalācijas daļa. Ja laika apstākļu stacija atrodas zem koka vai pārkares, stacijas izmērītie nokrišņu dati nebūs pareizi. Ja jūs novietojat meteoroloģisko staciju alejā, jūs ļoti labi varat iegūt vēja tuneļa efektu uz anemometru, kā rezultātā tiek iegūti kļūdaini vēja dati. Meteoroloģiskajai stacijai jābūt ar labu atrašanos vai attālumu no jebkura cita augsta objekta.

Standarta vēja mērījumi jāveic 10 metrus virs zemes. Man vislabāk darbojas jumta segums.

Meteoroloģisko staciju darbina saules panelis. Tātad tas ir autonoms.

Visbiežāk sastopamā kļūda, uzstādot meteoroloģisko staciju, ir saistīta ar termometra sensora nepareizu novietošanu. Meteorologi definē temperatūru kā temperatūru ēnā ar lielu ventilāciju. Novietojot meteoroloģisko staciju, pārliecinieties:

• Termometra sensors nekad nesaņem tiešu saules gaismu.
• Termometrs saņem daudz ventilācijas un nav bloķēts no vēja.
• Ja termometrs ir novietots uz jumta, pārliecinieties, ka tas atrodas vismaz 1,5 metrus virs jumta.
• Ja termometrs ir novietots virs zāles, tam atkal jāatrodas vismaz 1,5 metrus virs zāles virsmas.
• Termometrs atrodas vismaz 15 metru attālumā no tuvākās bruģētās virsmas.

Tāpēc es izmantoju laika apstākļu patversmi. Es to izgatavoju no PVC caurules. Tādā veidā laika apstākļu staciju var novietot tiešos saules staros, un termometrs atrodas patversmē.

Plašāka informācija par meteoroloģiskās stacijas uzstādīšanu šeit

7. darbība: ESP8266 AT komandas

Vispirms tam jāsagatavo WiFi modulis ESP8266. Mainiet CWMODE uz 1 = stacijas režīms (klients) un pievienojiet ESP8266 savam WiFi maršrutētājam. Es izmantoju USB līdz ttl seriālo adapteri. Nepieciešams tikai savienot 4 vadus (+3.3V, GND TX, RX)

Vai arī varat izmantot Arduino, lai nosūtītu AT komandas uz ESP8266.

AT komandas:

AT

AT+CWMODE?

AT+CWMODE = 1

AT+CWJAP = "jūsu ssd", "parole"

vairāk AT komandu šeit

8. solis: Arduino kods

1. Pirms koda augšupielādes savā Arduino Uno reģistrējieties vietnē wunderground.com, lai iegūtu WU stacijas ID un atslēgu/paroli

2. Mainiet šo ID un atslēgu/paroli savā laika stacijas Arduino kodā.

• char ID = "xxxxxxxx"; // wunderground meteoroloģiskās stacijas ID
• String PASSWORD = "xxxxxxxx"; // wunderground meteoroloģiskās stacijas parole

3. Mainiet augstuma rādītājus, lai iegūtu relatīvā spiediena mērītājus (m)

4. #define DEBUG 1 // ja pārbaudāt tikai sensoru datus.

5. Es izmantoju 30 sekunžu cikla laiku, nosūtot datus uz Wunderground.com. 25 sekundes ņemšu vēja ātruma mērīšanai. Cits laiks ir paredzēts sensoru datu nolasīšanai.

9. solis: rezultāts

Tas darbojas un sūta sensoru datus uz vietni Wunderground.com. Es esmu ļoti priecīgs;)

10. darbība: IoT Personal NodeMCU ESP12 WiFi bezvadu laika stacija V2

Jauna laika stacijas versija v2 noklikšķiniet uz