Модульная солнечная метеостанция: 5 шагов (с изображениями)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последнее изменение: 2024-01-30 11:48

Одним из проектов, который я хотел построить какое-то время, была модульная метеостанция. Модульная в том смысле, что мы можем добавлять нужные датчики, просто изменяя программное обеспечение.

Модульная метеостанция разделена на три части. На главной плате есть Wemos, аккумулятор, соединение с солнечной панелью, зарядное устройство и АЦП (аналого-цифровой преобразователь). Первая спутниковая печатная плата управляет аналоговыми соединениями, а вторая спутниковая печатная плата управляет цифровыми. Они подключаются с помощью кабеля UTP cat5 и разъемов RJ45.

Данные передаются на сервер MQTT. Homeassistant читает оттуда, показывает на панели инструментов и сохраняет статистику.

Запасы

• Wemos D1 Mini - 1
• DHT22 - 1
• БМП180 - 1
• Соединительные кабели
• 18650 аккумулятор - 1
• 18650 держатель -1
• Женские заголовки
• Мужские заголовки
• Розетка RJ45 - 4 шт.
• IP68 PG7 Кабельный разъем - 2 шт.
• TP4056 - 1
• Солнечная панель 6 Вт - 1
• Водонепроницаемые футляры - 2
• Печатная плата
• Кабель UTP категории 5
• 16-контактный разъем IC - 1
• MCP3008 (для будущего использования) - 1

Шаг 1: Сборка

Сначала я проверил, достаточно ли энергии от солнечной панели. Затем я приступил к созданию прототипа. Эта версия будет питаться от аккумулятора 18650, заряжаемого от солнечной панели. Он будет контролировать влажность, температуру, давление и напряжение самого аккумулятора. Все это будет контролироваться Wemos D1 Mini, а данные будут передаваться на сервер MQTT. После загрузки программы в Wemos я подтвердил мощность и протестировал ее работу.

Шаг 2: код и схема

Весь код и схемы печатных плат доступны на моем GitHub.

Шаг 3: печатная плата

Затем я нарисовал печатную плату в Autodesk Eagle. У этого есть бесплатная версия, которая позволяет вам проектировать печатные платы с двумя слоями и площадью 80 см2. После рисования схемы создается посадочное место компонентов. Просто сделайте соединения и разместите их в желаемом месте.

Наконец, необходимо сгенерировать файлы Gerber для отправки на PCBway.

Это видео спонсируется PCBway. Некоторое время они поддерживают телеканал. Заказать печатную плату на PCBWay очень просто. Просто укажите размер, желаемое количество и отправьте файлы Gerber. PCBway быстро создает и отправляет печатные платы. При сборке компоненты легко стыкуются, сварка выполняется легко, а печатные платы имеют отличную отделку. Разместите заказ и получите приветственный бонус в размере 5 долларов США.

Шаг 4: Коробка

После сварки всех компонентов я приступил к сборке коробки. Для этого я использовал водонепроницаемый чехол, который у меня был. Я установил водостойкий кабельный разъем для подключения к датчикам и спроектировал опору для установки фильтра в Autodesk Fusion 360. Этот фильтр позволяет воздуху циркулировать, предотвращая конденсацию и попадание посторонних предметов. Я также разработал опоры для печатной платы и солнечной панели. После установки солнечной панели я начал строить ящик, в котором будут храниться датчики. Процедура аналогична основной.

Соединив все компоненты, я установил в коробку крепежную скобу.

Затем я установил фильтры в оба бокса. Они состоят из куска ткани, застрявшего между двумя печатными опорами.

Шаг 5: установка и тестирование

Наконец, я установил метеостанцию снаружи и проверил данные. На данный момент работают только цифровые датчики. В будущем я планирую добавить больше цифровых датчиков (УФ-датчик,…) и аналоговых датчиков (анемометр,…).

Надеюсь, вам понравился этот проект. У меня есть видео о других проектах, так что посмотрите их и не забудьте подписаться на мой канал и подписаться на меня в социальных сетях.