Professional Weather Station Gamit ang ESP8266 at ESP32 DIY: 9 Mga Hakbang (na may Mga Larawan)

2024 May -akda: John Day | [email protected]. Huling binago: 2024-01-30 13:09

Ang LineaMeteoStazione ay isang kumpletong istasyon ng panahon na maaaring makitungo sa mga propesyonal na sensor mula sa Sensirion pati na rin ang ilang bahagi ng Davis Instrument (Rain Gauge, Anemometer)

Ang proyekto ay inilaan bilang istasyon ng panahon ng DIY ngunit nangangailangan lamang ng bahagi ng pagpupulong, sapagkat ang mga board ay bibigyan na ng program ng aking pati na rin ang kumpletong PCB. Ibabahagi ang code na Opensource para sa mga taong nais na subukang gawin ito mula sa simula o baguhin ito!

MAAARI MONG MAKITA ANG WEATHER STATION SA WeatherCloud, Wunderground at LineaMeteo (Italian Weather network!) (Ang Anemometer ay hindi na-install) at narito din ang isang Bersyon sa THINGSPEAK para sa paghahambing sa pagitan ng SHT3x at SHT1x. Ginagamit ko ang SHT1x ngayon

Mangyaring Tandaan (Ang mga link sa itaas ay pupunta sa Offline dahil ang istasyon ng panahon ay aalisin sa Pebrero 2021 dahil lumilipat ako sa isang apartment)

MAAARI MO ANG LAHAT NG INFO AT MAG-UPDATE NG CODE DITO SA GithUB

Hakbang 1: Listahan ng Mga Bahagi

Gumagana ito kasama ang isang kumbinasyon ng mga board ng pagpapaunlad ng ESP8266 at ESP32 at binubuo pangunahin ng 3 mga aparato:

1. DEVICE 1: WEMOS D1 MINI PRO (Bagong Bersyon) + dinisenyo PCB (Kailangang mai-install sa LABAS) AT SOLAR PANEL Ito ang bahagi na magiging labas at binubuo ito sa isang development board at PCB. Ginagamit ito upang kolektahin ang data ng panahon na ipapadala sa Firebase ng Google. Ang data ay nakolekta sa real time mula sa bawat sensor, ngunit ang oras ng pag-upload ay mapipili sa mga setting ng istasyon ng panahon na ipapaliwanag sa manu-manong pagkatapos. Ang maximum at minimum na temperatura ay kokolektahin sa real time. Sa ibaba ng larawan ng kumpletong yunit:

2. DEVICE 2: WEMOS D1 MINI PRO (Old Version) + presyon ng BMP180 Ito ang bahagi na humahawak sa lahat ng mga komunikasyon sa network at kinokolekta rin nito ang data mula sa Firebase ng Google. Ang mga tungkulin ng lupon ay binubuo sa:  Pagkolekta ng data  Pagbabahagi ng ilang data sa isang IP Address sa isang format na handa nang magamit upang makipag-usap sa network ng panahon ng LineaMeteo.  Magpadala ng Data sa weathercloud  Magpadala ng Data sa wunderground  Magpadala ng Data sa Thingspeak

Ang kaso ay naka-print sa 3D mula sa

3. DEVICE 3: LOLIND32 ESP32 + PCB designed + INK Display + BME680Ito ang bahagi na hinahawakan lamang ang pagpapakita ng data sa display at mayroon din itong sensor na nangongolekta ng data ng kalidad ng hangin, presyon, temperatura at halumigmig. Ang ginamit na display ay isang display ng 4.2 Inch na tinta, maaaring magamit isang tatak na WaweShare o GoodDisplay.

Ang kaso ay naka-print sa 3D mula sa: Kahon para sa ePaper + ESP32 Impormasyon na Ipakita ng sidoh10 - Thingiverse

Hakbang 2: DEVICE 2: Interface sa Wi-Fi at Firebase Google

** TINGNAN ANG MANUAL NG STATIKANG WEATHER SA link ng GithUB SA itaas PARA SA Dagdag na mga tiyak na DETALYE **

Una sa lahat kailangan namin upang lumikha ng isang Firebase account. Upang magawa iyon kakailanganin mo ang isang account sa Google na maaari mong likhain kung wala ka pa.

Upang mai-set up ang Firebase account kailangan mong sundin ang mga sumusunod na hakbang:

1. Pumunta sa FIREBASE at mag-click sa 'Magsimula'

Mag-sign IN sa iyong Google account

2. Mag-click sa 'Magdagdag ng isang proyekto' 'Aggiungi progetto'

3. Magbigay ng isang pangalan sa iyong proyekto! I-click ang 'Magpatuloy' na 'Continua'. Sundin ang mga hakbang at Lumikha ng proyekto. Gamitin ang default na account para sa Firebase.

4. 'Pumunta sa' pangkalahatang ideya ng proyekto '' Panoramica del progetto 'sa itaas at piliin ang' mga setting ng proyekto '' Impostazioni progetto '

5. Mag-click sa 'Service Account' 'Account di Servizio' at 'Lumikha ng Account ng Serbisyo' 'Crea account di servizio'

6. Bumalik sa 'Pangkalahatang-ideya ng Proyekto' at Lumikha ng Realtime Database na 'Crea database' at sundin ang mga hakbang at piliin ang pinakamalapit na lokasyon para sa database.

7. LAHAT NG TAPOS! I-save ngayon ang iyong link sa proyekto na maaari mong makita sa real time database at pati na rin ang lihim na maaari mong makita ang 'Account ng Serbisyo' 'Account di servizio' sa ilalim ng 'Database Secret' 'Segreti Database'

Kakailanganin mo lamang ang naka-highlight sa larawan sa ibaba at ang lihim sa database upang mai-program ang istasyon ng panahon! Upang maipadala sa iyo ang board na naka-program ay kakailanganin ko ang mga kredensyal at para din sa iyo na i-program ang board.

Hakbang 3: SETUP WI-FI (TINGNAN ANG MANWAL SA ONGITUB PARA SA Mga LARAWAN)

Upang ma-setup ang koneksyon sa Wi-Fi sundin ang mga sumusunod na hakbang:

· I-plug ang USB cable mula sa DEVICE 2 sa isang USB port (maaari kang gumamit ng isang normal na charger para sa iyong telepono o anumang magagamit na USB port, halimbawa sa iyong router (inirekumendang pagpipilian))

· Kapag NAKA-ON na ang DEVICE 2 makikita mo ito sa mga koneksyon sa Wi-Fi na magagamit sa iyong smartphone o computer na may pangalan na LineaMeteoStazioneR.

· Subukang kumonekta at magtatanong ito ng isang password. PASSWORD: LaMeteo2005

· Mag-click sa i-configure ang Wi-Fi at piliin ang iyong Wi-Fi network at ipasok ang iyong password at i-click ang I-save. Ngayon ang DEVICE 2 ay susubukan na kumonekta at kung nabigo ay kinakailangan kang simulan muli ang mga pamamaraan na sinusundan dati.

· Matapos konektado ang DEVICE 2, bumalik sa iyong Realtime database at makikita mo na maraming impormasyon ang lumitaw.

Hakbang 4: I-setup ang DEVICE 1 (Sa Labas)

Ito ang pag-install na nangangailangan upang ma-secure ang istasyon ng panahon sa labas. Kinakailangan ang isang solar radiation shield para sa ambient temperatura at sensor ng kahalumigmigan. Kinakailangan din ang isang kahon ng patunay ng panahon para sa tamang pag-iimbak ng baterya at PCB.

1. I-install ang board sa kahon ng patunay ng panahon tulad ng halimbawa sa ibaba at i-install ang baterya (MAG-INGAT + AT - AT ANG BATTERY DAPAT 100% CHARGED BAGO PA UNANG SIMULA):

2. Ikonekta ang lahat ng magagamit na sensor sa board gamit ang mga konektor ng RJ12 o ang terminal ng tornilyo, depende sa uri ng ginamit na sensor. (Sumangguni sa listahan ng 'Compatible sensor at pagtutukoy) (SENSORS AY KONEKTO SA ISANG ADAPTER BOARD NA GINAPARLIKTONG PARA SA SHT3X AT UV SENSORS AT IBA DIN PARA SA SHT35 SA TINDIE) TINGNAN ANG LITRATO

3. I-plug IN ang konektor ng baterya sa Wemos D1 Mini Pro at i-setup ang koneksyon sa Wi-Fi na katulad ng DEVICE 2. Ang pangalan ng network ay magiging 'LineaMeteoStazioneS'

Matapos ang plug na iyon din ang USB mula sa converter ng solar panel. (Ang larawan ay kinatawan lamang ng isang prototype at ang USB converter ay konektado para sa iyo, kakailanganin mo lamang ikonekta ang solar panel)

Hakbang 5: I-configure ang Mga Setting ng Weather Station Sa Firebase

ANG LAHAT NG SETTING NA GINAWA NG KINAKAILANGAN UPANG MABUBUO SA KAPANGYARIHAN

DEVICE 2 AT I-reconnect sa KAPANGYARIHAN

Matapos sundin ang mga pamamaraan sa itaas makikita mo na ang iyong real time database ay ganito ang hitsura (kung nakakonekta ang UV index sensor hindi ito ipapakita 655):

Ang database ay ikinategorya bilang sumusunod:

· ChangeTime

Ginagamit ang opsyong ito upang maitakda ang iyong TIMEZONE na magiging iyong oras (kailangang mabago kapag nalalapat ang pag-save ng ilaw sa araw) at upang itakda ang SendDataTime. Inirerekumenda na huwag i-upload ang data nang mas mabilis kaysa sa 90 segundo upang mai-save ang buhay ng baterya ng DEVICE 1

Ang KasalukuyangDay at RESETDATA ay hindi kailangang hawakan. Upang mai-reset ang lahat ng data sa database ipasok ang 0 sa RESETDATA.

· Koneksyon

Ginagamit ang koneksyon upang malaman ang iyong kasalukuyang IP address ng DEVICE 2 at upang subaybayan ang lakas ng signal ng Wi-Fi ng DEVICE 1. Subukang panatilihin ang DEVICE 1 na may kahit isang -75 o higit pang lakas ng signal.

Maaaring magamit ang IPAddress upang ipasa ang pagpapasa ng IP upang mai-set up ang iyong mga aparato sa network ng panahon ng LineaMeteo. (Ang PortForwarding ay maaaring gawin sa router, ngunit ang bawat router ay magkakaiba, kaya kailangan mong malaman ang sa iyo. Ang panlabas na port ay dapat na 4600 at ang panloob na port ay dapat na 80, halimbawa sa ibaba)

· Presyon

Narito ang nakaimbak na halaga ng Presyon at posible ring i-Calibrate ito batay sa antas ng dagat. Sumangguni sa ilang malapit sa istasyon ng panahon o pagtingin sa kasalukuyang presyon ng atmospera sa forecast. Ang bawat numero ay nangangahulugang 1Pa

· Ulan

Narito ang nakaimbak na halaga ng ulan sa 24H at pati na rin mga ibang halaga na nauugnay sa ulan. Maaari mong gamitin ang bawat tipping bucket rain gauge kaya nangangahulugan ito na kakailanganin mong i-calibrate kung magkano ang bilang ng bawat tipping. Baguhin ang 'mmGoccia' upang mabago ang tipping count sa mm. Ang default ay 0.2mm

· SHT1x

Naglalaman ito ng data ng serye ng Sensirion SHT1x o SHT7x.

· SHT3x

Naglalaman ito ng data ng serye ng Sensirion SHT3x.

· Mga serbisyo

Naglalaman ito ng lahat ng mga serbisyong magagamit upang magamit sa istasyon ng panahon na ito.

OPENWEATHER

Maaari mong i-set up ang iyong sariling account sa OpenWeather para sa kasalukuyang paglalarawan ng panahon sa DEVICE 3 (hanapin ang Aking Mga API Key at kopyahin ang API sa Mga Serbisyo, OpenWeather.)

Ang uri ng hemisphere ay hilaga kung nakatira ka sa hilagang hemisphere o timog sa southern hemisphere upang maipakita ang wastong seksyon ng astronomiya na ipinakita.

Wika ‘en’ o ‘it’ upang mabago mula Ingles hanggang Italyano sa DEVICE 3.

Latitude at longitude upang ipakita ang tamang paglalarawan sa kondisyon ng panahon sa DEVICE 3

Kung mula sa southern hemisphere ito ay magiging isang negatibong numero sa Latitude.

THINGSPEAK

Lumikha ng isang account sa ThingSpeak at hanapin ang WritingAPIkey at kopyahin sa myWriteAPIKey, upang makita ang pagkakaiba sa mga graphic sa pagitan ng serye na SHT1x at SHT3x kung nakakonekta ang 2 sensor o upang subaybayan lamang ang SHT1x

WeatherCloud

Maaari mong i-link ang istasyon ng panahon sa network ng Weather Cloud gamit ang pagpipiliang ito. Pumunta sa Mga Setting sa iyong mga aparato at piliin ang 'Link', bibigyan ka nito ng ID at Key na maaari mong kopyahin sa database.

WunderGround

Maaari mong i-link ang istasyon ng panahon sa WunderGround gamit ang pagpipiliang ito.

Hanapin ang ID at Key sa Aking Mga Device at kopyahin ito sa database.

· Matulog

Bilang default ay nakatakda sa 1 ngunit maaaring mabago sa 0 upang paganahin ang mode ng pagtulog. Sa mode ng pagtulog ang rain gauge at anemometer ay hindi gagana kaya kailangan nilang idiskonekta mula sa PCB

Ang mode ng pagtulog kung ginamit sa baterya ay tatagal ng average na 6 na buwan nang hindi muling nag-recharge ng baterya gamit ang solar panel.

· UV index

Naglalaman ito ng halaga ng kasalukuyang UVindex.

· Hangin

Naglalaman ito ng mga halaga ng Hangin, tulad ng mga degree ng Wind Direction at pati na rin ang Bilis ng Hangin at ang Gust. Maaari itong ayusin ang Offset dito, upang maituro ang tamang direksyon ng Direksyon ng Hangin. 0 degree o 360 degree ay dapat na point North.

Hakbang 6: I-set up ang DEVICE 3 DISPLAY (KARAGDAGANG LARAWANG MAAARING SA GITHUB)

Ang DEVICE 3 ay pinalakas ng isang solong baterya noong 18650, na maaaring muling ma-recover ng USB na ipinapakita sa larawan (Ang larawan ay hindi kumakatawan sa pangwakas na proyekto ngunit ang prototype lamang, sa loob nito ay magkakaroon ng wastong disenyo ng PCB.) Ang maliit na bilog ipinapakita ang sensor ng BME680.

Ang pag-refresh ng display tuwing 20 minuto awtomatikong at bawat 1 oras pagkatapos ng hatinggabi at hanggang 7:00. Ngunit Maaari itong mai-refresh nang manu-mano sa pag-click sa pindutan sa kanang bahagi ng kahon.

SA sandaling i-refresh ito ay mababago din ang wikang napili sa mga setting sa sunog

Matapos mai-install ang baterya sundin ang parehong mga pamamaraan ng DEVICE 2 upang kumonekta sa Wi-Fi.

Ang pangalan ng network ay magiging 'LineaMeteoStazioneVisual'

Ang baterya ay dapat na sapat na sisingilin bago magsimula.

Hakbang 7: NAKAKATULONG SENSORS (KARAGDAGANG IMPORMASYON SA GITHUB)

Temperatura / kahalumigmigan MAIN: SHT3x series Sensirion. Katumpakan sumangguni sa datasheet ng bawat isa

sensor

 Temperatura / kahalumigmigan IKALAWANG (maaaring magamit para sa temperatura ng lupa at basa-basa): SHT1x at SHT7x series Sensirion. Ang katumpakan ay tumutukoy sa datasheet ng bawat sensor.

 Temperatura, Humidity, kalidad ng Air sa Panloob: BME680

 Presyon: BMP180

 Rain Gauge: Ang bawat tipping bucket rain gauge, naaayos na resolusyon. KAPAG ADJUSTED RESOLUTION MAAARING MAAARING SA 3 ORAS PARA MABABAGO ANG SETTING SA DEVICE 1. Ito ay dahil natutulog ang aparato tuwing 3 oras upang makatipid ng enerhiya kung walang ulan na napansin. Kapag nagising ito, susuriing muli ang mga setting. Maaari mo ring manu-manong i-reset sa pamamagitan ng pag-click sa pindutan ng pag-reset tulad ng ipinakita sa larawan dati.

 Anemometer: Davis Anemometer

 UVIndex: SI1145

Hakbang 8: SPECIFICATIONS AND SOLAR PANEL (KARAGDAGANG IMPORMASYON SA GITHUB SA MANUAL)

Pagkonsumo: Ang aparato 1 = 19mA sa average kung ang oras ng pag-upload ay 90 segundo.

Ang aparato 3 = 2mA sa average kung palaging awtomatikong nai-update.

DEVICE ng baterya 1: 3.7V 21700 lithium ng baterya (Inirekumenda 5000mAh) (Awtonomiya nang walang araw 8 araw *)

BABALA: Mag-ingat sa baterya ng lithium na may mataas na temperatura (higit sa 45C), ang box na hindi tinatablan ng panahon ay dapat ilagay sa lilim. Bukod dito kung ang negatibong temperatura -10C ay madalas na nangyayari o ang kondisyon sa ibaba 0 ay nagpapatuloy para sa mahaba o matinding negatibong temperatura na nagaganap (halimbawa -20C) isang partikular na baterya para sa malamig na temperatura ang kakailanganin. Sa kasong ito ang PCB ay kailangang mabago para sa isang bateryang 18650 na lumalaban sa malamig na panahon -40C na may mas kaunting kapasidad (2900mAh). Ang awtonomiya nang walang araw ay magiging 5 araw. * Nang walang araw ay nangangahulugang ganap na kadiliman, ang isang ilaw na maulap na araw ay hindi nangangahulugang walang lakas ng araw ngunit hindi rin ito mabibilang bilang maaraw na araw.

 DEVICE ng Baterya 3: 3.7V 18650 Lithium ng baterya (Inirekumenda 3000mAh) (Awtonomiya nang hindi muling pag-recharge ng 6 na linggo)

 Solar Panel 6-20V (masidhing inirerekomenda ng 6V)

Watt depende sa iyong lokasyon mula sa Global Solar Atlas. Na may mas mababa sa 1500 kWh / m2 ang istasyon ng panahon ay hindi maaaring gumana nang autonomiya. Kung ang mode ng pagtulog ay ginamit ng isang maliit na solar panel na mas mababa sa minimum ay sapat. (TINGNAN ANG LARAWAN) TANONG KUNG KINAKAILANGAN MO ANG FORMULA PARA SA PAGKalkula NG SIZE NG SOLAR PANEL.

 Ang haba ng cable para sa serye ng SHT3x ay hindi dapat lumagpas sa 3m

 Ang haba ng cable para sa serye ng SHT1x at SHT7x ay hindi dapat lumagpas sa 10m

Hakbang 9: TROUBLESHOOTING AND CONTACTS

Kung ang isa sa mga DEVICES ay hindi gumagana tulad ng inaasahan isang RESET ay kinakailangan. Tanggalin ang konektor ng baterya o alisin ang baterya at i-restart ang aparato kung hindi gumana ang RESET.

Para sa DEVICE 1, Laging ilagay ang baterya at pagkatapos ay ang konektor ng solar panel.

 Kung ang DEVICE 3 ay nagpapakita ng 100% habang nag-recharging, normal ito sa sandaling ito, dahil ang board ay walang isang tukoy na IC para sa estado ng singil, kaya naiimpluwensyahan ito ng panloob na pagtutol ng cell.

 Iba pang mga katanungan tungkol sa mga problema mangyaring makipag-ugnay sa akin.

Mga KONTAK Upang talakayin ang tungkol sa pag-order ng istasyon ng panahon o mapagkukunan ng materyal mangyaring mag-email sa akin Eugenio [email protected]

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