Беспроводная метеостанция Arduino WiFi Wunderground: 10 шагов (с изображениями)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последнее изменение: 2024-01-30 11:50

В этом руководстве я покажу вам, как создать персональную беспроводную метеостанцию с использованием Arduino.

Метеостанция - это устройство, которое собирает данные, связанные с погодой и окружающей средой, с помощью множества различных датчиков. Мы можем измерить многие вещи, например:

• Температура
• Влажность
• Ветер
• Барометрическое давление
• УФ-индекс
• Дождь

На создание этой метеостанции меня вдохновил Грег с сайта www.cactus.io Анемометр Дэвиса, измеритель скорости ветра и дождя, авторские права на код Arduino принадлежат ему.

Я использую Arduino Uno в качестве основной платы.

Модуль Wi-Fi ESP8266 будет отправлять данные на www.wunderground.com

Weather Underground - это коммерческий погодный сервис, предоставляющий информацию о погоде в режиме реального времени через Интернет.

Я буду использовать эти датчики:

• Температура - Даллас DS18B20
• Влажность, давление - BME280
• УФ, солнечный - ML8511
• Аненометр и направление ветра - Davis 6410
• Датчик дождя - Ventus W174

Шаг 1: Детали

Детали, необходимые для создания этого проекта, следующие:

1. Ардуино Уно
2. ESP8266 ESP-01 или ESP-12
3. BME280
4. ML8511
5. Дэвис 6410
6. Ventus W174

Шаг 2: Схема и схема подключения

Шаг 3: Плата Arduino Uno Weather Station Shield

Дизайн печатной платы (PCB) я использовал, «Sprint-Layout». Экспортировал в файлы Gerber.

Для создания этого щита метеостанции Arduino Uno вам понадобятся:

1. ML8511 UVB Датчик УФ-лучей Прорыв УФ-датчика Аналоговый выход для Arduino Ebay
2. Водонепроницаемый цифровой термозонд или датчик DS18B20 Arduino Sensor Ebay
3. Комплект JST-XH 4Pin 2,54 мм клеммный корпус PCB Заголовок провода разъемы Ebay
4. Датчик атмосферного давления Датчик температуры и влажности Breakout BME280Ebay
5. 1x ESP8266 ESP12F Ebay
6. 1x резистор 1к 0805
7. 1x 120R 0805 резистор
8. 8x 0R 1206 перемычка (резистор)
9. медная доска
10. 2 резистора 4,7 кОм
11. 1x резистор 10 кОм
12. 1x 3 мм светодиод
13. 1x разъем RJ45 Ebay
14. 1x 47 мкФ электролитический конденсатор
15. 1x 40-контактные штыри для заголовка Ebay
16. 1x регулятор напряжения Sot-223 Ams1117 Ams117-3.3 3.3V 1A Ebay
17. 1x 2,54 мм шаговый переключатель DIP 2 Ebay

Шаг 4. Библиотеки датчиков Arduino, руководство и другая информация

1) Проект метеостанции Arduino www.cactus.io

2) Руководство по анемометру Davis 6410

3) Библиотека драйвера Adafruit BME280 (датчик барометрического давления)

4) Библиотека УФ-датчика ML8511

5) Библиотека Arduino для интегральных схем Maxim Temperature DS18B20 DS18S20 - обратите внимание, что в этой серии есть проблема. DS1822 DS1820 MAX31820

6) Библиотека для чипов Dallas / Maxim 1-Wire

7) Wunderground (протокол загрузки персональной метеостанции)

feedback.weather.com/customer/en/portal/articles/2924682-pws-upload-protocol?b_id=17298&fbclid=IwAR3KTp6uTCxjdVCiXmoIvPpYdJHAtREcrRUaH41NJSM8b-LqnDu

8) Метеостанция NodeMCU

Шаг 5: пайка печатной платы

Щит метеостанции Я был объявлен в кейсе Raspberry Pi. Я думаю, это выглядит лучше.

Шаг 6: Установка персональной метеостанции

Местоположение метеостанции - самая важная часть установки. Если метеостанция расположена под деревом или навесом, данные об осадках, измеренные станцией, будут неверными. Если вы разместите свою метеостанцию в переулке, вы вполне можете получить эффект аэродинамической трубы на анемометре, что приведет к ошибочным данным о ветре. Метеостанция должна иметь хорошую "наводку" или расстояние от любого другого высокого объекта.

Стандартные измерения ветра следует проводить на высоте 10 метров над землей. Мне больше всего подходит крыша.

Метеостанция питается от солнечных батарей. Так что он автономен.

Самая частая ошибка при установке метеостанции связана с неправильной установкой датчика термометра. Метеорологи определяют температуру как температуру в тени при хорошей вентиляции. При размещении метеостанции убедитесь, что:

• На датчик термометра никогда не попадают прямые солнечные лучи.
• Термометр хорошо вентилируется и не блокируется от ветра.
• Если термометр установлен на крыше, убедитесь, что он находится не менее чем на 1,5 метра над крышей.
• Если термометр расположен над травой, он снова должен быть не менее чем на 1,5 метра над поверхностью травы.
• Термометр находится на расстоянии не менее 15 метров от ближайшей мощеной поверхности.

Так что я использую укрытие от непогоды. Я сделал его из трубки ПВХ. Таким образом, метеостанция может быть размещена под прямыми солнечными лучами, а термометр находится внутри укрытия.

Подробнее об установке метеостанции здесь

Шаг 7: AT-команды ESP8266

Сначала необходимо подготовить модуль Wi-Fi ESP8266. Измените CWMODE на 1 = режим станции (клиент) и подключите ESP8266 к маршрутизатору WiFi. Я использую последовательный адаптер usb to ttl. Его нужно только подключить 4 провода (+ 3,3 В, GND TX, RX)

Или вы можете использовать Arduino для отправки AT-команд на ESP8266.

AT-команды:

В

AT + CWMODE?

AT + CWMODE = 1

AT + CWJAP = "ваш ssd", "пароль"

больше AT-команд здесь

Шаг 8: Код Arduino

1. Перед загрузкой кода в Arduino Uno зарегистрируйтесь на wunderground.com, чтобы получить идентификатор станции WU и ключ / пароль.

2. Измените этот идентификатор и ключ / пароль на код Arduino вашей метеостанции.

• идентификатор символа = "xxxxxxxx"; // ID подземной метеостанции
• Строка PASSWORD = "xxxxxxxx"; // пароль подземной метеостанции

3. Измените altitudepws, чтобы получить измерители относительного давления (м).

4. #define DEBUG 1 // если вы проверяете только данные датчиков.

5. Я использую 30-секундный цикл для отправки данных на Wunderground.com. 25 секунд я потрачу на измерение скорости ветра. Другое время - для чтения данных датчика.

Шаг 9: Результат

Он работает и отправляет данные датчиков на Wunderground.com. Я очень счастлив;)

Шаг 10: Беспроводная метеостанция WiFi Personal NodeMCU ESP12 WiFi V2

Новая версия метеостанции v2 нажмите