Сделайте персональную метеостанцию: 10 шагов (с изображениями)

2025 Автор: John Day | [email protected]. Последнее изменение: 2025-01-23 15:05

Сидя в своей комнате, вы начинаете потеть или чувствовать озноб; Вы задаетесь вопросом, какой будет температура в вашей комнате? или какая будет влажность? Это случилось со мной некоторое время назад.

Это привело к созданию персональной метеостанции, которая отслеживает температуру, влажность, давление и интенсивность света в вашей комнате и загружает их на частный канал на сайте thingspeak.com.

Давайте начнем.

Шаг 1. Быстрое видео

Вот небольшой видеоролик, который резюмирует все за 5 минут.

Нажмите здесь, чтобы посмотреть на YouTube

Шаг 2. Электронные компоненты, необходимые для персональной метеостанции

Описание: мы будем использовать DHT11 для измерения влажности, BMP180 для измерения температуры и давления и светозависимый резистор (LDR), чтобы получить приблизительное представление об интенсивности света. Arduino nano будет собирать данные с этих датчиков и отправлять их на ESP8266 для загрузки на ваш частный канал на сайте thingspeak.com. Мы будем питать нашу Arduino nano от настенного адаптера 12 В-2 А, а датчики и ESP8266 будут получать преобразованное с понижением напряжение от понижающего преобразователя на основе LM2596.

Список компонентов:

1. Датчик давления и температуры BMP180,
2. Датчик влажности DHT11,
3. Светозависимый резистор (LDR),
4. Модуль Wi-Fi ESP8266 (готовая прошивка),
5. Ардуино нано,
6. 2 резистора - 51 кОм и 4,7 кОм,
7. Понижающий преобразователь LM2596,
8. Разъем постоянного тока,
9. Переключатель и
10. Настенный адаптер 12В-2А.

Шаг 3. Инструменты и дополнительные предметы, необходимые для персональной метеостанции

Описание: Мы будем использовать инструмент для зачистки проводов для зачистки проводов, файл для сглаживания порезов / отверстий на корпусе, клеевой пистолет для размещения компонентов внутри корпуса, отвертку для закрытия крышки корпуса и паяльник с припоем для сборки схемы на печатной плате общего назначения (GCB). Пластиковая коробка 4x4x2 дюйма действует как ограждение. Для правильной сборки на GCB нам также понадобятся штекерная и женская полоса Berg вместе с гнездовыми разъемами.

Список инструментов:

1. Инструмент для зачистки проводов,
2. Файл,
3. Клей-пистолет,
4. Отвертка и
5. Припой и припой проволокой.

Список дополнительных предметов:

1. Пластиковая коробка 4x4x2 дюйма (я использовал этот размер, любые близлежащие размеры подойдут),
2. Печатная плата общего назначения,
3. мужская и женская полоса айсберга и
4. гнездовые разъемы.

Шаг 4: Требования к программному обеспечению

Описание: Чтобы увидеть значение данных датчиков, нам понадобится частный канал на сайте thingspeak.com. Нам понадобится Arduino IDE для написания кода arduino для arduino nano. (Я предполагаю, что у вас есть ПК / ноутбук и Wi-Fi с доступом в Интернет)

Список требований к ПО:

1. Частный канал на сайте Thingspeak.com и
2. Arduino IDE (желательно последняя версия).

Вы можете скачать последнюю версию Arduino IDE с arduino.cc.

Теперь давайте создадим частный канал на сайте thingspeak.com.

Шаг 5. Создание частного канала на сайте Thingspeak.com

Чтобы сделать частный канал на сайте thingspeak.com, выполните следующие действия:

1. Откройте свой веб-браузер, перейдите на сайт thingspeak.com и щелкните вкладку «Зарегистрироваться» в правом верхнем углу (изображение №1).
2. Заполните данные и нажмите «Создать учетную запись» (Изображение № 2).
3. Теперь перейдите на вкладку «Новый канал» (изображение № 3).
4. Снова заполните детали для канала и включите 4 поля (так как мы будем отправлять 4 значения датчика), прокрутите вниз и нажмите вкладку «Сохранить канал» (изображение № 4/5).
5. На этой странице перейдите на вкладку «Ключи API» и запишите свой «Ключ API записи».

Это все, ребята, теперь у вас есть личный канал Thingspeak.

Теперь давайте соберем всю электронику вместе.

Шаг 6: Схема персональной метеостанции

Прилагаю изображение схемы персональной метеостанции. Для этого прилагаю также файл фритзинга. Подключения довольно простые.

1. BMP180 подключается к порту I2C на arduino nano.
2. LDR соединен как делитель напряжения с резистором 51 кОм, а переход соединен с выводом A1 Arduino nano.
3. Вывод данных DHT11 подтягивается высоко с помощью резистора 4,7 кОм и подключается к выводу A0 Arduino nano.
4. TX и RX ESP8266 подключаются к D10 и D11 Arduino nano соответственно. CH_PD ESP8266 подключается к шине 3,3 В.
5. Отрегулируйте выход модуля LM2596 до 3,3 В, поворачивая потенциометр на этом модуле. Подключите выход этого модуля к Vcc и Gnd BMP180, DHT11, LDR и Vcc и Gnd ESP8266 соответственно.
6. Вход модуля LM2596 осуществляется от настенного адаптера 12V-2A, который также подключается к Vin и Gnd Arduino nano.

Нам нужно собрать эту схему на плате общего назначения. Давайте сделаем это.

Шаг 7: Сборка схемы на печатной плате общего назначения (GCB)

Аппаратные средства и дополнительные элементы из шага 3 теперь в продаже.

1. Используйте полоску женского айсберга для размещения Arduino nano и ESP8288 на GCB,
2. Используйте паяльник и припой, чтобы электрически подключить их к плате,
3. Используйте гнездовые соединители для увеличения досягаемости всех датчиков и модуля LM2596, поскольку они будут прилипать к крышке и стенке корпуса.
4. Используйте мужскую полоску айсберга, чтобы сделать точки соединения для женских удлинителей, выполненных в 3,
5. Реализуйте принципиальную схему на GCB, используя провода (зачистите их с помощью инструмента для зачистки проводов) или направляющую из расплавленной припойной проволоки и, наконец,
6. Перед включением цепи проверьте наличие сортировки с помощью мультиметра.

Теперь, когда все оборудование размещено на GCB, давайте посмотрим на код.

Шаг 8: Код

Код для персональной метеостанции довольно прост. Я правильно прокомментировал код для удобства переноса. Прежде чем записывать код, позаботьтесь о следующих вещах.

1. Убедитесь, что все библиотеки установлены,
2. Замените дефис на SSID вашей точки доступа (маршрутизатора Wi-Fi) в строке 14 кода,
3. Замените дефис на ПАРОЛЬ вашей сети Wi-Fi в строке 15 кода,
4. Замените дефисы ключом API записи приватного канала Thingspeak в строке 17 и
5. При программировании Arduino nano убедитесь, что источник питания 12 В постоянного тока ВЫКЛЮЧЕН.

Вот ссылка на github (Personal Weather Station) для загрузки кода и библиотек, которые я использовал.

Теперь, когда у нас есть оборудование и программное обеспечение, остается только упаковка.

Шаг 9: Подготовка корпуса

Теперь нам нужно проделать отверстия разной формы и размера на коробке 4х4х2 дюйма. Нам нужно проделать отверстия для гнезда постоянного тока и включить любую желаемую стену корпуса. Также нам нужно проделать отверстия для датчиков на крышке корпуса.

Я приложил изображение, показывающее размеры отверстий, которые нам нужно проделать в корпусе.

Используйте горячее лезвие, чтобы разрезать пластик.

Воспользуйтесь напильником, чтобы сгладить отверстия.

Теперь ваш корпус готов к размещению вашей схемы.

Шаг 10: закрытие крышки

Поместите собранный GCB внутрь корпуса.

Поместите выключатель и разъем постоянного тока в отверстия на стене; датчики на отверстиях крышки. Завершите их положение и используйте клеевой пистолет, чтобы зафиксировать их. Наконец, используйте отвертку, чтобы закрыть крышку.

Вот и все, ваша персональная метеостанция. Включите источник питания и наблюдайте за температурой, влажностью, давлением и интенсивностью света в вашей комнате из любой точки мира через свой смартфон / ПК / ноутбук / планшет на частном канале Thingspeak.

Вот и все по этому поучительно. Комментарий в случае сомнений.

Если вам понравились эти инструкции, есть большая вероятность, что вам понравится мой канал на YouTube. Спасибо за прочтение.