ESP8266 - 12 метеостанция: 4 шага (с изображениями)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последнее изменение: 2024-01-30 11:51

Этот проект посвящен созданию и тестированию метеостанции на базе ESP8266-12. Концепция основана на низком энергопотреблении с зарядкой батареи с помощью солнечных элементов. Это руководство основано на моих предыдущих двух проектах системы зарядки и регистратора esp.

Спецификация:

Печатная плата прототипа

s.click.aliexpress.com/e/bgL8ra4o

s.click.aliexpress.com/e/cZld3Uu0

кейс

s.click.aliexpress.com/e/bnH8vwuC

s.click.aliexpress.com/e/cgh1TZZA

Солнечные элементы 6В:

s.click.aliexpress.com/e/boPIbdcU

s.click.aliexpress.com/e/P2CdlvQ

s.click.aliexpress.com/e/hpaB1es

ESP 8266 12

s.click.aliexpress.com/e/uPIsjqu

s.click.aliexpress.com/e/c2KA2QyC

Аккумулятор. Литий-ионный аккумулятор 18650.

Держатель для аккумулятора 18650

Датчик.

Выбирать можно что угодно, мне нравятся датчики I2C, выбираю датчик освещенности MAX44009 https://s.click.aliexpress.com/e/mF3rZpQ (MAX44009)

s.click.aliexpress.com/e/mF3rZpQ (BME280 - датчик температуры, влажности и давления)

или.

Датчик температуры DS18B20 1-Wire https://s.click.aliexpress.com/e/bhmyP8ha бесплатная доставка:

s.click.aliexpress.com/e/bhmyP8ha

2 x керамический конденсатор 100 нФ

1x электролитический конденсатор 47 мкФ (можно использовать 470 мкФ)

s.click.aliexpress.com/e/bFvGcnB6 *

* блоки конденсаторов

s.click.aliexpress.com/e/bFvGcnB6

s.click.aliexpress.com/e/bcwvHbiC

1x CP2102 USB для последовательного модуля UART

s.click.aliexpress.com/e/btKG0HlO

п

2x тактильные кнопки

s.click.aliexpress.com/e/DEGyCsC

2x длинные макеты или 1xдлинный макет + 1x короткий макет или 1x печатная плата (что лучше, низкая емкость) https://s.click.aliexpress.com/e/DEGyCsC (long)

s.click.aliexpress.com/e/DEGyCsC (коротко)

1x пакет кабелей dupont (не такой уж хороший, лучше купите более толстый, для хорошего соединения)

Резисторы: 3 x 10 кОм 2 x 4,7 кОм 1x 2,2 кОм 1x 300 кОм 1x 100 кОм

Пакеты:

s.click.aliexpress.com/e/DEGyCsC

s.click.aliexpress.com/e/bzLcEtPS

Шаг 1: Сборка

Я описываю только основные части для esp weatherstation, более подробно о моих предыдущих инструктируемых проектах.

Я использую микроконтроллер ESP8266 - 12, вы можете использовать ESP8266 - 7 с антенной. Для работы микросхемы esp вам понадобится понижающий модуль на 3,3 В, который преобразует напряжение литий-ионного аккумулятора в 3,3 В. Я использую литий-ионный аккумулятор от старого аккумулятора ноутбука.

Для зарядки аккумулятора я использую солнечный элемент, в основном вам нужен солнечный элемент, который дает максимум 7 В (в зависимости от зарядного модуля TP4056) и максимальный ток около 200 мА от солнечного элемента. Максимальный ток зависит от батареи, это правило C / 10, но для литиевых батарей вы также можете заряжать 500 мА (C - емкость батареи).

Для измерения я использую 3 термометра DS18b20, основанные на однопроводной концепции. Также проверяю универсальный адрес каждого человека в отдельности. Почему 3 метра? Отметьте следующий слайд.

Также ESP может измерять с помощью антенны Wi-Fi! Измеряю силу SSID, который подключаю. Обычно это единицы дБ. Также мой esp проверяет количество сетей Wi-Fi вокруг моего дома. Иногда 2, иногда 3 или 4.

Шаг 2: Измерение

Для измерения я использую 3 термометра, один измеритель температуры внутри коробки, где находится esp и все оборудование. Второй термометр измеряет температуру воздуха на улице. Я просто прикрепляю датчик за доской на балконе. Третий термометр я использую для измерения температуры внутри бутылки. В солнечную погоду воздух внутри бутылки довольно горячий. Так что это как детектор солнечного излучения.

Также я измеряю напряжение батареи с помощью аналогово-цифрового преобразователя (АЦП). ESP использует АЦП с максимумом 1 В, поэтому я должен разделить напряжение от литиевой батареи до менее 1 В.

Также ESP измеряет силу моего SSID и количество сетей Wi-Fi вокруг моего дома.

Шаг 3. Тестирование

Для тестирования использую канал Thingspeak (https://thingspeak.com/channels/297517?fref=gc). Я создаю 8 графиков, наружная температура, ADC (значения от ADC, которые измеряют напряжение батареи), разница (температура снаружи - температура в бутылке), температура в коробке, сила Wi-Fi, количество "wifi", температура на солнце = in бутылка.

Мой esp отправляет данные на thingspeak каждые 28 минут (я установил 30 минут, но внутренние часы колеблются с небольшим шумом, но в основном временной интервал составляет около 28 минут)

Он работает довольно хорошо, но на прошлой неделе я обнаружил, что раз в день не хватало одного значения. Временной интервал больше 28 минут = 56 минут. Возможно, сервер Thingspeak немного проблематичен.

Также вы можете создать график из этих значений и добавить этот график в другой канал на Thingspeak (используйте инструменты MATLAB Analysis и MATLAB Visualization). Я использую его, но, возможно, он немного не учитывает мои значения. (Отсутствующие значения случаются также после удаления новых графиков и новых каналов)

Шаг 4: графики

Приятно проверять температуру на улице и анализировать температуру в моей бутылке, которая похожа на теплицу. Температура может достигать более 30 ° C (86 F), когда на улице около 15 ° C (59 F). Также моя наружная температура не точна, на сайте прогнозов в моем регионе я проверяю, что внешняя температура, которую я измеряю, все еще выше. Может мне нужна лучшая изоляция.

температура на улице

температура на ВС