Stesen Cuaca Profesional Menggunakan ESP8266 dan ESP32 DIY: 9 Langkah (dengan Gambar)

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2024-01-30 11:06

LineaMeteoStazione adalah stesen cuaca lengkap yang dapat dihubungkan dengan sensor profesional dari Sensirion serta beberapa komponen Instrumen Davis (Rain Gauge, Anemometer)

Projek ini ditujukan sebagai stesen cuaca DIY tetapi hanya memerlukan bahagian pemasangan, kerana papan akan sudah diprogramkan oleh saya dan juga PCB yang lengkap. Kod tersebut akan dikongsi Opensource untuk orang yang ingin mencuba melakukannya dari awal atau mengubahnya!

ANDA BOLEH MENCARI STESEN CUACA DI WeatherCloud, Wunderground dan LineaMeteo (rangkaian Cuaca Itali!) (Anemometer tidak Dipasang) dan di sini juga Versi dalam THINGSPEAK untuk perbandingan antara SHT3x dan SHT1x. Saya menggunakan SHT1x pada masa ini untuk memantau suhu di dalam kotak tahan cuaca, tetapi anda juga boleh menggunakannya untuk memantau suhu dan kelembapan tanah atau tujuan lain!

Harap Perhatikan (Pautan di atas akan Tidak Langsung kerana stesen cuaca akan dikeluarkan pada Februari 2021 kerana saya bergerak di sebuah apartmen)

ANDA BOLEH MENEMUKAN SEMUA INFO DAN KOD KEMASKINI DI SINI DI GITHUB

Langkah 1: Senarai Komponen

Ia berfungsi dengan gabungan papan pengembangan ESP8266 dan ESP32 dan terdiri terutamanya dari 3 peranti:

1. PERANTI 1: WEMOS D1 MINI PRO (Versi Baru) + PCB yang dirancang (Perlu dipasang DI LUAR) DAN PANEL SOLAR Ini adalah bahagian yang akan berada di luar dan ia terdiri daripada satu papan pengembangan dan PCB. Ini digunakan untuk mengumpulkan data cuaca yang akan dikirim ke Firebase Google. Data dikumpulkan secara real time dari setiap sensor, tetapi waktu muat naik dapat dipilih dalam pengaturan stesen cuaca yang akan dijelaskan dalam manual setelahnya. Suhu maksimum dan minimum akan dikumpulkan dalam masa nyata. Di bawah gambar unit lengkap:

2. PERANTI 2: WEMOS D1 MINI PRO (Versi Lama) + tekanan BMP180Ini adalah bahagian yang mengendalikan semua komunikasi rangkaian dan ia juga mengumpulkan data dari Firebase Google. Tugas dewan terdiri daripada:  Mengumpulkan data  Berkongsi beberapa data ke Alamat IP dalam format yang siap digunakan untuk berkomunikasi dengan rangkaian cuaca LineaMeteo.  Menghantar Data ke cuaca cuaca  Menghantar Data ke wunderground  Menghantar Data ke Thingspeak

Sarungnya dicetak 3D dari

3. PERANTI 3: LOLIND32 ESP32 + PCB yang dirancang + Tampilan INK + BME680Ini adalah bahagian yang hanya mengendalikan visualisasi data pada paparan dan ia juga mempunyai sensor yang mengumpulkan data kualiti udara, tekanan, suhu dan kelembapan. Paparan yang digunakan adalah paparan dakwat 4.2 Inch, boleh digunakan jenama WaweShare atau GoodDisplay.

Sarungnya dicetak 3D dari: Kotak untuk Paparan Maklumat ePaper + ESP32 oleh sidoh10 - Thingiverse

Langkah 2: PERANTI 2: Antaramuka ke Wi-Fi dan Firebase Google

** LIHAT MANUAL STESEN CUACA DI LINK GITHUB DI ATAS UNTUK LEBIH LANJUT KHUSUS **

Pertama sekali kita perlu membuat akaun Firebase. Untuk melakukannya, anda memerlukan akaun Google yang boleh anda buat jika anda belum memilikinya.

Untuk menyediakan akaun Firebase, anda perlu mengikuti langkah-langkah berikut:

1. Pergi ke FIREBASE dan klik pada 'Bermula'

Log masuk ke akaun Google anda

2. Klik 'Tambah projek' 'Aggiungi progetto'

3. Beri nama untuk projek anda! Klik 'Teruskan' 'Continua'. Ikuti langkah dan Buat projek. Gunakan akaun lalai untuk Firebase.

4. 'Teruskan' gambaran keseluruhan projek '' Panoramica del progetto 'di atas dan pilih' tetapan projek '' Impostazioni progetto '

5. Klik pada 'Akaun Perkhidmatan' 'Akaun di Servizio' dan 'Buat Akaun Perkhidmatan' 'Crea akaun di servizio'

6. Kembali ke ‘Project Overview’ dan Buat Realtime Database ‘Crea database’ dan ikuti langkah-langkahnya dan pilih lokasi terdekat untuk pangkalan data.

7. SEMUA SELESAI! Sekarang simpan pautan projek anda yang dapat anda temui dalam pangkalan data masa nyata dan juga rahsia yang boleh anda temui 'Akaun Perkhidmatan' 'Akaun di servizio' di bawah 'Rahsia Pangkalan Data' 'Pangkalan Data Segreti'

Anda hanya memerlukan yang diserlahkan dalam gambar di bawah ini dan rahsia pangkalan data untuk memprogram stesen cuaca! Untuk menghantar papan yang sudah diprogramkan kepada saya, saya memerlukan kelayakan tersebut dan juga untuk anda memprogram papan kenyataan.

Langkah 3: SIAPKAN WI-FI (LIHAT MANUAL DI GITHUB UNTUK GAMBAR)

Untuk menyediakan sambungan Wi-Fi ikuti langkah-langkah berikut:

· Pasangkan kabel USB dari DEVICE 2 ke port USB (anda boleh menggunakan pengecas biasa untuk telefon anda atau port USB apa pun yang ada, misalnya pada penghala anda (pilihan yang disyorkan))

· Setelah PERANGKAT 2 AKTIF, anda akan menemuinya di sambungan Wi-Fi yang tersedia di telefon pintar atau komputer anda dengan nama LineaMeteoStazioneR.

· Cuba sambungkan dan ia akan meminta kata laluan. KATA LALUAN: LaMeteo2005

· Klik pada konfigurasi Wi-Fi dan pilih rangkaian Wi-Fi anda dan masukkan kata laluan anda dan klik Simpan. Sekarang PERANTI 2 akan cuba menyambung dan jika gagal, anda diminta untuk memulakan semula prosedur yang diikuti sebelumnya.

· Setelah PERANGKAT 2 disambungkan, kembali ke pangkalan data Realtime anda dan anda akan melihat bahawa banyak maklumat telah muncul.

Langkah 4: Siapkan PERANGKAT 1 (Luar)

Ini adalah pemasangan yang memerlukan keselamatan stesen cuaca di luar. Perisai sinaran suria diperlukan untuk sensor suhu dan kelembapan persekitaran. Juga diperlukan kotak bukti cuaca untuk penyimpanan bateri dan PCB yang betul.

1. Pasang papan di kotak kalis cuaca seperti contoh di bawah dan pasangkan bateri (HATI-HATI + DAN - DAN BATERAI HARUS DIKENAKAN 100% SEBELUM MULAI PERTAMA):

2. Sambungkan semua sensor yang ada di papan menggunakan penyambung RJ12 atau terminal skru, bergantung pada jenis sensor yang digunakan. (Rujuk senarai ‘Sensor dan spesifikasi yang serasi) (SENSOR DITERUSKAN DENGAN LEMBAGA ADAPAT YANG DITENTUKAN KHUSUS UNTUK SENSOR SHT3X DAN UV DAN JUGA SATU UNTUK SHT35 ON TINDIE) LIHAT FOTO

3. Pasangkan penyambung bateri ke Wemos D1 Mini Pro dan tetapkan sambungan Wi-Fi sama dengan PERANTI 2. Nama rangkaian akan menjadi 'LineaMeteoStazioneS'

Selepas itu pasangkan juga USB dari penukar panel solar. (Foto itu hanya mewakili prototaip dan penukar USB akan disambungkan untuk anda, anda hanya perlu menyambungkan panel solar)

Langkah 5: Konfigurasikan Tetapan Stesen Cuaca Dengan Firebase

SETIAP PENGATURAN DIPERLUKAN UNTUK MENGHILANGKAN DARIPADA KUASA

PERANTI 2 DAN HUBUNGI KUASA

Setelah mengikuti prosedur di atas, anda akan mendapati bahawa pangkalan data masa nyata anda akan kelihatan seperti ini (jika sensor indeks UV disambungkan, ia tidak akan menunjukkan 655):

Pangkalan data dikategorikan sebagai berikut:

· Ubah Masa

Pilihan ini digunakan untuk mengatur TIMEZONE anda yang akan menjadi waktu anda (perlu diubah ketika penerangan cahaya siang berlaku) dan untuk mengatur SendDataTime. Sebaiknya jangan memuat naik data lebih cepat daripada 90 saat untuk menjimatkan jangka hayat bateri DEVICE 1

CurrentDay dan RESETDATA tidak perlu disentuh. Untuk menetapkan semula semua data dalam pangkalan data masukkan 0 di RESETDATA.

· Sambungan

Sambungan digunakan untuk mengetahui alamat IP PERANGKAT 2 anda sekarang dan untuk memantau kekuatan isyarat Wi-Fi PERANGKAT 1. Cuba simpan PERANTI 1 dengan kekuatan isyarat sekurang-kurangnya -75 atau lebih.

IPAddress dapat digunakan untuk port forwarding IP untuk mengatur perangkat Anda di jaringan cuaca LineaMeteo. (PortForwarding dapat dilakukan di router, tetapi setiap router berbeda, jadi Anda harus tahu milik anda. Port luaran harus 4600 dan port dalaman harus 80, contoh di bawah)

· Tekanan

Di sini disimpan nilai Tekanan dan juga mungkin untuk Mengkalibrasi berdasarkan permukaan laut. Lihat beberapa stesen cuaca berhampiran atau lihat tekanan atmosfera semasa ramalan. Setiap nombor bermaksud 1Pa

· Hujan

Di sini disimpan nilai hujan dalam 24H dan juga nilai-nilai lain yang berkaitan dengan hujan. Anda boleh menggunakan alat pengukur hujan setiap timbal sehingga ini bermakna anda perlu menentukur berapa banyak jumlah timbal. Ubah suai ‘mmGoccia’ untuk menukar kiraan tip dalam mm. Lalai ialah 0.2mm

· SHT1x

Ini mengandungi data siri Sensirion SHT1x atau SHT7x.

· SHT3x

Ini mengandungi data siri Sensirion SHT3x.

· Perkhidmatan

Ini mengandungi semua perkhidmatan yang tersedia untuk digunakan dengan stesen cuaca ini.

PEMBUKA

Anda boleh menyiapkan akaun anda sendiri di OpenWeather untuk keterangan cuaca keadaan semasa di DEVICE 3 (cari Kunci API Saya dan salin dalam API dalam Perkhidmatan, OpenWeather.)

Hemisfera jenis utara jika anda tinggal di hemisfera utara atau selatan di hemisfera selatan untuk menunjukkan bahagian astronomi yang betul dipamerkan.

Bahasa ‘en’ atau ‘it’ untuk bertukar dari Bahasa Inggeris ke Bahasa Itali pada PERANTI 3.

Lintang dan garis bujur untuk memaparkan keterangan keadaan cuaca yang betul pada PERANTI 3

Sekiranya dari hemisfera selatan ia akan menjadi nombor negatif pada Latitud.

PEMIKIRAN

Buat akaun di ThingSpeak dan cari WriteAPIkey dan salin di myWriteAPIKey, untuk melihat perbezaan dengan grafik antara siri SHT1x dan SHT3x jika menghubungkan 2 sensor atau hanya memantau SHT1x

WeatherCloud

Anda boleh menghubungkan stesen cuaca ke rangkaian Weather Cloud menggunakan pilihan ini. Pergi ke Tetapan pada peranti anda dan pilih 'Pautan', ia akan memberi anda ID dan Kunci yang boleh anda salin dalam pangkalan data.

WunderGround

Anda boleh menghubungkan stesen cuaca ke WunderGround menggunakan pilihan ini.

Cari ID dan Kunci pada Peranti Saya dan salin ke pangkalan data.

· Tidur

Secara lalai ditetapkan ke 1 tetapi boleh diubah menjadi 0 untuk mengaktifkan mod tidur. Dalam mod tidur, alat pengukur hujan dan anemometer tidak akan berfungsi sehingga terpaksa diputuskan dari PCB

Mod tidur jika digunakan pada bateri akan bertahan rata-rata 6 bulan tanpa mengisi semula bateri dengan panel solar.

· UVIndex

Ini mengandungi nilai UVindex semasa.

· Angin

Ini mengandungi nilai Angin, seperti darjah Arah Angin dan juga Kelajuan Angin dan Hembusan. Ia dapat menyesuaikan Offset di sini, untuk menunjukkan arah yang tepat dari Arah Angin. 0 darjah atau 360 darjah hendaklah ke arah Utara.

Langkah 6: Siapkan TAMPILAN PERANGKAT 3 (LEBIH FOTO YANG TERSEDIA DI GITHUB)

DEVICE 3 dihidupkan dengan satu bateri tunggal 18650, yang dapat diisi ulang melalui USB seperti yang ditunjukkan dalam foto (Foto tidak mewakili projek akhir tetapi hanya prototaip, di dalamnya akan mempunyai reka bentuk PCB yang tepat.) Lingkaran kecil menunjukkan sensor BME680.

Paparan disegarkan setiap 20 minit secara automatik dan setiap 1 jam selepas tengah malam hingga 7:00. Tetapi ia boleh disegarkan secara manual dengan mengklik butang di sebelah kanan kotak.

SEKALI DIKEMBANGKAN ITU JUGA AKAN MENGUBAH BAHASA YANG DIPILIH DALAM PENGATURAN DALAM KEBAKARAN

Setelah bateri dipasang, ikuti prosedur PERANTI 2 yang sama untuk menyambung ke Wi-Fi.

Nama rangkaian akan menjadi 'LineaMeteoStazioneVisual'

Bateri harus cukup dicas sebelum dimulakan.

Langkah 7: SENSOR YANG SESUAI (MAKLUMAT LANJUT DI GITHUB)

Suhu / kelembapan UTAMA: Sensirion siri SHT3x. Ketepatan merujuk kepada lembaran data masing-masing

sensor.

 Suhu / kelembapan KEDUA (boleh digunakan untuk suhu tanah dan lembab): Sensirion siri SHT1x dan SHT7x. Ketepatan merujuk kepada lembaran data setiap sensor.

 Suhu, Kelembapan, Kualiti udara Dalaman: BME680

 Tekanan: BMP180

 Tolok Hujan: Setiap tolok hujan baldi tipping, resolusi boleh laras. APABILA PENYELESAIAN DIADAKAN, MUNGKIN MENGAMBIL HINGGA 3 JAM UNTUK MENGUBAH PENGATURAN PADA PERANTI 1. Ini kerana peranti akan tidur setiap 3 jam untuk menjimatkan tenaga sekiranya hujan tidak dikesan. Apabila bangun, ia akan memeriksa tetapannya sekali lagi. Anda juga dapat mengatur semula secara manual dengan mengklik butang reset seperti yang ditunjukkan pada foto sebelumnya.

 Anemometer: Anemometer Davis

 UVIndex: SI1145

Langkah 8: SPESIFIKASI DAN PANEL SOLAR (MAKLUMAT LANJUT MENGENAI GITHUB DI MANUAL)

Penggunaan: Peranti 1 = 19mA secara purata jika masa muat naik adalah 90 saat.

Peranti 3 = 2mA rata-rata jika selalu dikemas kini secara automatik.

Bateri PERANGKAT 1: 3.7V 21700 Bateri litium (Disyorkan 5000mAh) (Autonomi tanpa cahaya matahari 8 hari *)

PERINGATAN: Berhati-hati dengan bateri litium dengan suhu tinggi (lebih dari 45C), kotak kalis cuaca harus diletakkan di tempat teduh. Selanjutnya jika suhu negatif -10C kerap berlaku atau keadaan di bawah 0 berterusan untuk suhu negatif yang panjang atau melampau (contoh -20C) bateri tertentu untuk suhu sejuk akan diperlukan. Dalam kes ini, PCB perlu diubah suai untuk bateri 18650 yang tahan terhadap cuaca sejuk -40C dengan kapasiti kurang (2900mAh). Autonomi tanpa matahari akan menjadi 5 hari. * Tanpa matahari bererti kegelapan sepenuhnya, hari yang cerah mendung tidak bermaksud tidak ada tenaga matahari sama sekali tetapi ia juga tidak dapat dikira sebagai hari yang cerah.

 Bateri PERANGKAT 3: 3.7V 18650 Bateri litium (Disyorkan 3000mAh) (Autonomi tanpa mengecas 6 minggu)

 Panel Suria 6-20V (6V sangat disyorkan)

Watt bergantung pada lokasi anda dari Global Solar Atlas. Dengan kurang dari 1500 kWh / m2 stesen cuaca tidak dapat berfungsi secara autonomi. Sekiranya mod tidur digunakan panel suria yang lebih kecil kurang dari minimum akan mencukupi. (LIHAT FOTO) TANYA JIKA ANDA MEMERLUKAN FORMULA UNTUK PENGHITUNGAN UKURAN PANEL SOLAR.

 Panjang kabel untuk siri SHT3x tidak boleh melebihi 3m

 Panjang kabel untuk siri SHT1x dan SHT7x tidak boleh melebihi 10m

Langkah 9: MENYELESAIKAN DAN MENGHUBUNGI

Sekiranya salah satu PERANTI tidak berfungsi seperti yang diharapkan, RESET akan diperlukan. Tanggalkan penyambung bateri atau tanggalkan bateri dan mulakan semula peranti jika RESET tidak berfungsi.

Untuk PERANTI 1, SELALU meletakkan bateri terlebih dahulu dan kemudian penyambung panel solar.

 Sekiranya PERANGKAT 3 menunjukkan 100% semasa mengecas, itu adalah perkara biasa buat masa ini, kerana papan tidak mempunyai IC khusus untuk keadaan pengisian, jadi dipengaruhi oleh rintangan dalaman sel.

 Pertanyaan lain mengenai masalah sila hubungi saya.

HUBUNGI Untuk membincangkan mengenai pesanan stesen cuaca atau sumber bahan sila e-mel saya Eugenio [email protected]

Forum topik LineaMeteo: Strumenti meteo:: Stazione Meteo Completa WiFi Con ESP8266 E ESP32 E Arduino! (lineameteo.it)