Estació meteorològica professional amb bricolatge ESP8266 i ESP32: 9 passos (amb imatges)

2024 Autora: John Day | [email protected]. Última modificació: 2024-01-30 08:10

LineaMeteoStazione és una estació meteorològica completa que es pot connectar amb sensors professionals de Sensirion, així com amb algun component de l’instrument Davis (pluviòmetre, anemòmetre)

El projecte està pensat com a estació meteorològica de bricolatge, però només requereix la part de muntatge, perquè les taules ja les donaré programades per mi, així com el PCB complet. El codi es compartirà Opensource per a les persones que vulguin provar de fer-ho des del principi o modificar-lo.

PODEU TROBAR L’ESTACIÓ METEOROL INGICA A WeatherCloud, Wunderground i LineaMeteo (xarxa meteorològica italiana!) (L’anemòmetre no està instal·lat) i aquí també hi ha una versió a THINGSPEAK per a la comparació entre SHT3x i SHT1x. En aquest moment estic fent servir el SHT1x per controlar la temperatura dins de la caixa resistent a la intempèrie, però també podeu utilitzar-lo per controlar la temperatura del sòl i la humitat o altres usos.

Tingueu en compte (els enllaços anteriors quedaran fora de línia perquè l'estació meteorològica s'eliminarà el febrer de 2021 perquè em mudo a un apartament)

AQUÍ A GITHUB, PODEU TROBAR TOTES LES INFORMACIONS I ACTUALITZACIÓ DEL CODI

Pas 1: Llista de components

Funciona amb una combinació de plaques de desenvolupament ESP8266 i ESP32 i es compon principalment de 3 dispositius:

1. DISPOSITIU 1: WEMOS D1 MINI PRO (nova versió) + PCB dissenyat (que s’ha d’instal·lar EXTERIOR) I PANELL SOLAR Aquesta és la part que quedarà a l’exterior i consta d’una placa de desenvolupament i la PCB. S'utilitza per recopilar les dades meteorològiques que s'enviaran a Firebase de Google. Les dades es recopilen en temps real de cada sensor, però el temps de pujada es pot seleccionar a la configuració de l’estació meteorològica que s’explicarà al manual després. La temperatura màxima i mínima es recollirà en temps real. A sota de la foto de la unitat completa:

2. DISPOSITIU 2: WEMOS D1 MINI PRO (versió antiga) + pressió BMP180 Aquesta és la part que gestiona totes les comunicacions de xarxa i també recopila les dades de Firebase de Google. Les funcions del tauler consisteixen en:  Recopilació de dades  Compartir algunes dades a una adreça IP en un format preparat per utilitzar-se per comunicar-se amb la xarxa meteorològica de LineaMeteo.  Enviar dades a weathercloud  Enviar dades a wunderground  Enviar dades a Thingspeak

El cas està imprès en 3D des de

3. DISPOSITIU 3: dissenyat per PCB LOLIND32 ESP32 + + Pantalla de TINTA + BME680. Aquesta és la part que s’encarrega de visualitzar les dades de la pantalla i també té un sensor que recopila dades de qualitat de l’aire, pressió, temperatura i humitat. La pantalla utilitzada és una pantalla de tinta de 4,2 polzades, es pot utilitzar amb marques WaweShare o GoodDisplay.

La caixa està impresa en 3D des de: Caixa per a ePaper + ESP32 Information Display per sidoh10 - Thingiverse

Pas 2: DISPOSITIU 2: interfície amb Wi-Fi i Firebase Google

** VEURE EL MANUAL DE L'ESTACIÓ METEOROL INGICA A L'ENLLAÇ DE GITHUB A LA MAJORIA PER A DETALLS MÉS ESPECÍFICS **

Primer de tot, hem de crear un compte de Firebase. Per fer-ho, necessitareu un compte de Google que podeu crear si encara no en teniu cap.

Per configurar el compte de Firebase, heu de seguir els passos següents:

1. Aneu a FIREBASE i feu clic a "Comença"

Inicieu la sessió al vostre compte de Google

2. Feu clic a "Afegeix un projecte" "Afegeix projecte"

3. Posa un nom al teu projecte! Feu clic a "Continua" a "Continua". Seguiu els passos i creeu el projecte. Utilitzeu el compte predeterminat per a Firebase.

4. "Vés a" Visió general del projecte "" Panoràmica del projecte "a la part superior i selecciona" Configuració del projecte "" Impostazioni progetto"

5. Feu clic a "Compte de servei" "Compte de servei" i "Crea compte de servei" "Crea compte di servizio"

6. Torneu a "Visió general del projecte" i creeu una base de dades en temps real "Crea una base de dades" i seguiu els passos i seleccioneu la ubicació més propera per a la base de dades.

7. TOT FET! Ara deseu l'enllaç del projecte que podeu trobar a la base de dades en temps real i també el secret que podeu trobar a "Compte de servei" "Account di servizio" a "Base de dades secreta" "Segreti Database"

Necessitareu només el ressaltat a la imatge següent i el secret de la base de dades per programar l’estació meteorològica. Per enviar-vos el fòrum ja programat, necessitaré aquestes credencials i també per a que programeu el tauler.

Pas 3: CONFIGURAR WI-FI (VEURE EL MANUAL A GITHUB PER A IMATGES)

Per configurar la connexió Wi-Fi, seguiu els passos següents:

· Connecteu el cable USB de DEVICE 2 a un port USB (podeu utilitzar un carregador normal per al vostre telèfon o qualsevol altre port USB disponible, per exemple al vostre encaminador (opció recomanada))

· Un cop el DISPOSITIU 2 estigui activat, el trobareu a les connexions Wi-Fi disponibles al vostre telèfon intel·ligent o ordinador amb el nom de LineaMeteoStazioneR.

· Intenteu connectar-vos i us demanarà una contrasenya. CONTRASENYA: LaMeteo2005

· Feu clic a configurar Wi-Fi i seleccioneu la vostra xarxa Wi-Fi, introduïu la vostra contrasenya i feu clic a Desa. Ara el DISPOSITIU 2 intentarà connectar-se i, si falla, se us demanarà que torneu a iniciar els procediments seguits abans.

· Després de connectar el DEVICE 2, torneu a la vostra base de dades en temps real i veureu que ha aparegut molta informació.

Pas 4: configureu el DISPOSITIU 1 (exterior)

Aquesta és la instal·lació que requereix assegurar l’estació meteorològica a l’exterior. Es necessita un escut solar contra la radiació per al sensor de temperatura i humitat ambiental. També es requereix una caixa resistent a la intempèrie per al correcte emmagatzematge de la bateria i el PCB.

1. Instal·leu el tauler a la caixa resistent a la intempèrie com es mostra a continuació i instal·leu la bateria (ATENCIÓ + I - I LA BATERIA HAURIA DE CARREGAR-SE 100% ABANS DEL PRIMER INICI):

2. Connecteu tot el sensor disponible a la placa mitjançant els connectors RJ12 o el terminal de cargol, en funció del tipus de sensor utilitzat. (Consulteu la llista de Sensors i especificacions compatibles) (ELS SENSORS ESTAN CONNECTATS AMB UNA PLAÇA D'ADAPTADORS DISSENYADA ESPECÍFICAMENT PER ALS SENSORS SHT3X I UV I TAMBÉ UNA PER AL SHT35 A TINDIE) VEURE FOTOS

3. Connecteu el connector de la bateria al Wemos D1 Mini Pro i configureu la connexió Wi-Fi de la mateixa manera que DEVICE 2. El nom de la xarxa serà "LineaMeteoStazioneS"

Després d'això, endolleu també l'USB del convertidor del panell solar. (La foto només representa un prototip i el convertidor USB ja estarà connectat per a vosaltres, només haureu de connectar el panell solar)

Pas 5: configureu els paràmetres de l'estació meteorològica amb Firebase

CADA CONFIGURACIÓ FET REQUISITS PER DESCONECTAR-SE DE LA POTÈNCIA

DISPOSITIU 2 I REConnecteu-vos a l'alimentació

Després de seguir els procediments anteriors, trobareu que la vostra base de dades en temps real tindrà aquest aspecte (si el sensor d'índex UV està connectat, no mostrarà 655):

La base de dades es classifica de la següent manera:

· ChangeTime

Aquesta opció s'utilitza per configurar la vostra ZONA HORARIA que serà la vostra hora (cal modificar-la quan s'apliqui l'estalvi de llum del dia) i per configurar la SendDataTime. Es recomana no penjar les dades més de 90 segons per estalviar la durada de la bateria del DEVICE 1

No cal tocar CurrentDay i RESETDATA. Per restablir totes les dades de la base de dades, introduïu 0 a RESETDATA.

· Connexió

La connexió s'utilitza per conèixer la vostra adreça IP actual del DEVICE 2 i per controlar la intensitat del senyal Wi-Fi del DEVICE 1. Proveu de mantenir el DEVICE 1 amb una intensitat del senyal com a mínim de -75 o superior.

IPAddress es pot utilitzar per reenviar l'IP per configurar els vostres dispositius a la xarxa meteorològica de LineaMeteo. (PortForwarding es pot fer al router, però cada router és diferent, de manera que heu de conèixer el vostre. El port extern ha de ser 4600 i el port intern ha de ser 80, exemple a continuació)

· Pressió

Aquí s’emmagatzema el valor de la pressió i també és possible calibrar-lo en funció del nivell del mar. Consulteu alguna estació meteorològica propera o vegeu la pressió atmosfèrica actual sobre la previsió. Cada número significa 1 pa

· Pluja

Aquí s’emmagatzema el valor de la pluja les 24 hores i també altres valors relacionats amb la pluja. Podeu utilitzar cada pluviòmetre de dipòsit de bolcs, de manera que haureu de calibrar el valor de cada descens. Modifiqueu "mmGoccia" per canviar el recompte de voltes en mm. El valor per defecte és de 0,2 mm

· SHT1x

Conté les dades de la sèrie Sensirion SHT1x o SHT7x.

· SHT3x

Conté les dades de la sèrie Sensirion SHT3x.

· Serveis

Conté tots els serveis disponibles per utilitzar amb aquesta estació meteorològica.

OPENWEATHER

Podeu configurar el vostre propi compte a OpenWeather per obtenir la descripció meteorològica de l’estat actual al DEVICE 3 (cerqueu Les meves claus API i copieu-les a l’API a Serveis, OpenWeather).

Tipus d’hemisferi nord si viviu a l’hemisferi nord o sud a l’hemisferi sud per mostrar la secció d’astronomia correcta.

Idioma "en" o "it" per canviar d'anglès a italià al DEVICE 3.

Latitud i longitud per mostrar la descripció correcta de les condicions meteorològiques al DISPOSITIU 3

Si des de l’hemisferi sud serà un nombre negatiu a Latitude.

THINGSPEAK

Creeu un compte a ThingSpeak i cerqueu WriteAPIkey i copieu-lo a myWriteAPIKey, per veure la diferència amb els gràfics entre les sèries SHT1x i SHT3x si es connecten els 2 sensors o simplement monitoritzeu el SHT1x

WeatherCloud

Podeu enllaçar l’estació meteorològica amb la xarxa Weather Cloud mitjançant aquesta opció. Aneu a Configuració dels vostres dispositius i seleccioneu "Enllaça"; us proporcionarà l'identificador i la clau que podeu copiar a la base de dades.

WunderGround

Podeu enllaçar l’estació meteorològica amb WunderGround mitjançant aquesta opció.

Cerqueu l’identificador i la clau a Els meus dispositius i copieu-los a la base de dades.

· Dormir

Per defecte, s'estableix a 1, però es pot canviar a 0 per habilitar el mode de repòs. En mode de suspensió, el pluviòmetre i l'anemòmetre no funcionaran, de manera que s'han de desconnectar del PCB

El mode de repòs si s’utilitza amb bateria durarà de mitjana 6 mesos sense recarregar la bateria amb el panell solar.

· UVIndex

Conté el valor de la UVindex actual.

· Vent

Conté els valors del vent, com ara els graus de direcció del vent i també la velocitat del vent i la ràfega. Aquí es pot ajustar el desplaçament, per tal d’assenyalar la direcció correcta de la direcció del vent. 0 graus o 360 graus haurien de ser punt nord.

Pas 6: Configuració de la VISUALITZACIÓ DEL DISPOSITIU 3 (MÉS FOTOS DISPONIBLES A GITHUB)

El DEVICE 3 s’alimenta amb una sola bateria 18650, que es pot recarregar mitjançant USB tal com es mostra a la foto (la foto no representa el projecte final, sinó només el prototip, al seu interior tindrà un disseny de PCB adequat). mostra el sensor BME680.

La pantalla s'actualitza automàticament cada 20 minuts i cada 1 hora després de mitjanit i fins a les 7:00. Però es pot actualitzar manualment fent clic al botó que hi ha a la part dreta del quadre.

UNA VEGADA REFRESCAT, TAMBÉ CANVIARÀ LA LLENGUA SELECCIONADA A LA CONFIGURACIÓ A LA BASE DE FOC

Un cop instal·lada la bateria, seguiu els mateixos procediments de DEVICE 2 per connectar-vos a Wi-Fi.

El nom de la xarxa serà "LineaMeteoStazioneVisual"

La bateria hauria d’estar prou carregada abans de començar.

Pas 7: SENSORS COMPATIBLES (MÉS INFORMACIÓ A GITHUB)

Temperatura / humitat PRINCIPAL: Sèrie SHT3x Sensirion. La precisió es refereix al full de dades de cadascun

sensor.

 Temperatura / humitat SECOND (es pot utilitzar per a la temperatura del sòl i la humitat): les sèries SHT1x i SHT7x Sensirion. La precisió es refereix al full de dades de cada sensor.

 Temperatura, humitat i qualitat de l’aire interior: BME680

 Pressió: BMP180

 Pluviòmetre: cada pluviòmetre de dipòsit que pot bolcar, resolució ajustable. QUAN LA RESOLUCIÓ AJUSTADA PODEU TRIGAR FINS A 3 HORES PER CANVIAR LA CONFIGURACIÓ DEL DISPOSITIU 1. Això es deu al fet que el dispositiu dorm cada 3 hores per estalviar energia si no es detecta pluja. Quan es desperti, tornarà a comprovar la configuració. També podeu restablir manualment fent clic al botó de restabliment, tal com es mostra a la foto anterior.

 Anemòmetre: anemòmetre Davis

 UVIndex: SI1145

Pas 8: ESPECIFICACIONS I PANELL SOLAR (MÉS INFORMACIÓ SOBRE GITHUB AL MANUAL)

Consum: dispositiu 1 = 19 mA de mitjana si el temps de càrrega és de 90 segons.

Dispositiu 3 = 2 mA de mitjana si sempre s'actualitza automàticament.

Bateria DISPOSITIU 1: 3,7 V 21700 Bateria de liti (recomanada 5000 mAh) (Autonomia sense sol 8 dies *)

ADVERTÈNCIA: Aneu amb compte amb les bateries de liti amb alta temperatura (més de 45 ° C), la caixa resistent a la intempèrie s’ha de posar a l’ombra. A més, si sovint es produeixen temperatures negatives de -10 ° C o es mantenen condicions inferiors a 0 durant una temperatura negativa llarga o extrema (exemple -20 ° C), caldrà una bateria específica per a temperatura freda. En aquest cas, caldrà modificar el PCB per obtenir una bateria 18650 resistent al fred -40C amb menys capacitat (2900mAh). L’autonomia sense sol serà de 5 dies. * Sense sol significa totalment foscor, un dia clar ennuvolat no significa gens d’energia solar, però tampoc no es pot comptar com un dia assolellat.

 Bateria DISPOSITIU 3: bateria de liti de 3,7 V 18650 (recomanada 3000 mAh) (autonomia sense recarregar 6 setmanes)

 Panell solar 6-20V (es recomana 6V)

Watt segons la vostra ubicació de Global Solar Atlas. Amb menys de 1500 kWh / m2, l’estació meteorològica no pot funcionar de forma autònoma. Si s'utilitza el mode de repòs, n'hi hauria prou amb un panell solar més petit que el mínim. (VEURE FOTO) PREGUNTEU SI NECESSITEU LA FMRMULA PER AL CÀLCUL DE LA MIDA DEL PANELL SOLAR.

 La longitud del cable de la sèrie SHT3x no ha de superar els 3 m

 La longitud del cable de les sèries SHT1x i SHT7x no ha de superar els 10 m

Pas 9: RESOLUCIÓ DE PROBLEMES I CONTACTS

Si un dels DISPOSITIUS no funciona tal com s’espera, caldria un RESET. Traieu el connector de la bateria o traieu-la i reinicieu el dispositiu si RESET no funciona.

Per al DISPOSITIU 1, SEMPRE poseu la bateria primer i després el connector del panell solar.

 Si el DISPOSITIU 3 es mostra al 100% mentre es carrega, és normal de moment, ja que la placa no té un CI específic per a l’estat de càrrega, de manera que està influït per la resistència interna de la cel·la.

 Altres preguntes sobre problemes, poseu-vos en contacte amb mi.

CONTACTES Per discutir sobre la comanda de l'estació meteorològica o la font del material, envieu-me un correu electrònic a Eugenio [email protected]

Fòrum temàtic de LineaMeteo: Struments meteo:: Stazione Meteo Completa WiFi Con ESP8266 E ESP32 E Arduino! (lineameteo.it)