Stație meteo alternativă: 5 pași

2024 Autor: John Day | [email protected]. Modificat ultima dată: 2024-01-30 11:42

O altă stație meteo, da, dar de alt fel!

Am publicat deja, vezi un articol anterior, o sondă care măsoară calitatea aerului.

Stația descrisă aici include completări și modificări.

Caracteristici adăugate:

• Măsurarea temperaturii, umidității și a presiunii atmosferice (modul BME280).
• Măsurarea cantității de ploaie.

Modificări față de proiectul anterior:

• Măsurarea tensiunii bateriei.
• Carcasă compactă care cuprinde toate elementele.
• Modificări ale diagramei electronice.

Memento al obiectivelor:

• Minimizați consumul de energie.
• Minimizează conexiunea Wifi. (30 de secunde la fiecare 30 de minute).
• Mediu sigilat.
• Încărcarea automată a bateriei.

Particularitatea reală constă în sonda care măsoară cantitatea de ploaie. Se bazează pe o măsurare capacitivă.

Pasul 1: Principiul măsurării nivelului capacitiv

Principiul măsurării nivelului capacitiv se bazează pe variația capacității unui condensator. Ansamblul este compus dintr-un tub metalic și o tijă metalică izolată plasată în centrul tubului.

Tija și peretele tubului formează un condensator, a cărui capacitate depinde de cantitatea de apă din tub: Tubul de vid are o capacitate mai mică și cu capacitate de apă va crește.

Un dispozitiv electronic măsoară creșterea capacității și generează o tensiune proporțională cu nivelul apei.

Rq: Tija fiind izolată, nu curge apa.

Evaluarea variabilelor implicate

Suprafața de recepție a pâlniei este de aproximativ 28 cm2 (4,3 mp). Cel al tubului este de aproximativ 9 cm2 (1,4 mp). Raportul de suprafață este de aproximativ 3. Deci, un centimetru de apă pe pâlnie va umple tubul cu 3cm Această multiplicare oferă o precizie mai bună. În cazul montării noastre, capacitatea măsurată este de aproximativ 100pF.

Calibrare:

Odată ce ansamblul este complet, vom trece la calibrare cu o sticlă de măsurare. Vom continua cm cu cm la nivelul pâlniei. Vom ajusta R8 și R13 pentru a calibra valoarea minimă și maximă. (vezi schema următoare)

Pasul 2: Diagrama montării indicatorului analogic al nivelului apei

Acest model este inspirat de site-ul

Monostabilul este un 555. Lățimea impulsului 555 este proporțională cu nivelul apei. R7 și C5 formează un filtru low-pass pentru a netezi valoarea DC a trenului de impulsuri.

Decalajul de tensiune la ieșirea de 555 este eliminat în stadiul diferențial format de un amplificator quad LM324.

Stația alimentată de 5V a fost adăugat un convertor de tensiune pentru a produce 12V. Aceasta este pentru a asigura funcționarea optimă a indicatorului de nivel. Tensiunea de ieșire este reglată pentru a oferi maximum 3,7 V la intrarea plăcii de control.

Pasul 3: Diagrama echipamentului de direcție

Dispozitivul este controlat de un mini controler ESP8266 Wemos D1.

Suportă nivelul bateriei și al apei:

Intrarea A0 suportă până la 3,3V. Se utilizează alternativ pentru măsurarea tensiunilor.

Pentru baterie activând portul GPIO2 (D4).

Pentru nivelul apei prin activarea portului GPIO14 (D5). Activarea acestui port energizează etapa de măsurare capacitivă. Aceasta este pentru a limita consumul de energie.

Măsurarea calității aerului se face prin alimentarea modulului de către SDS011 GPIO15 (D8). Intrarea GPIO12 (D6) citește datele seriale. În același timp, modulul BME280 este alimentat. Comunicarea se face prin GPIO4 și GPIO5 (D1, D2) pentru a recupera temperatura, umiditatea și presiunea atmosferică.

În cele din urmă, electrovalva care va scurge conducta la sfârșitul zilei este activată de GPIO13 (D7).

Controlerul este programat cu EspEasy prin următorul cod.

Pasul 4: Regula ESPEASY

pe System # Boot do gpio, 15, 1

gpio, 13, 1

gpio, 2, 0

gpio, 14, 1

timerSet, 1, 20

lasă, 1, 0

endon

Pe sistemul # Wake do

gpio, 15, 1

gpio, 13, 1

gpio, 2, 0

gpio, 14, 1

timerSet, 1, 20

lasă, 1, 0

endon

pe Wifi # Deconectat faceți

dacă [VAR # 2] = 0

lasă, 2, 1

lasă, 3, 180

endif

endon

pe Wifi # Conectat do

// notificați 1, system_is_started

lasă, 2, 0

lasă, 3, 1800

endon

Pe SDS011 # PM10 faceți

SendToHTTP 192.168.1.231, 8082, /json.htm?type=command¶m=udevice&idx=76&nvalue=0&svalue=%rssi%

SendToHTTP 192.168.1.231, 8082, /json.htm?type=command¶m=udevice&idx=63&nvalue=0&svalue=[SDS011#PM10]

SendToHTTP 192.168.1.231, 8082, /json.htm?type=command¶m=udevice&idx=62&nvalue=0&svalue=[SDS011#PM25]

endon

On Rules # Timer = 1 do // Nivelul bateriei

să, 1, [TENS # A0]

să, 1, [VAR # 1] * 0,004

SendToHTTP 192.168.1.231, 8082, /json.htm?type=command¶m=udevice&idx=60&nvalue=0&svalue=%v1%

gpio, 2, 1 // opriți captarea tensiunii bateriei

gpio, 14, 0 // activați captarea nivelului apei

timerSet, 2, 10

endon

Pe reguli # Timer = 2 do // nivelul apei

să, 1, [TENS # A0]

să, 1, [VAR # 1] -60

dacă% v1% <0

lasă, 1, 0

altceva

să, 1, [VAR # 1] * 0,0625

endif

SendToHTTP 192.168.1.231, 8082, /json.htm?type=command¶m=udevice&idx=68&nvalue=0&svalue=%v1%

gpio, 14, 1 // opriți captarea nivelului apei

timerSet, 3, 5

endon

Pe reguli # Temporizator = 3 faceți // purgați apa

dacă% syshour% = 23 // 23h

dacă% sysmin%> = 30 //> 30mn

notifica 1, ecoulement

gpio, 15, 0 // opriți SDS

gpio, 13, 0 // porniți supapa de scurgere

timerSet, 4, 240

altceva

timerSet, 4, 5

endif

altceva

timerSet, 4, 5

endif

endon

Pe reguli # Temporizator = 4 faceți // este timpul să dormiți

gpio, 13, 1 // opriți supapa de scurgere

adâncime,% v3%

endon

Pasul 5: Aranjarea componentelor într-un tub din PVC

Sonda capacitivă, chiar dacă nu este complexă, merită atenție deoarece finisajul și ajustarea acesteia vor trebui tratate.

Plăcile de comandă și sonda SDS011 sunt montate pe un suport pentru a facilita introducerea lor în tubul din PVC.

Concluzie:

Acest ansamblu, ca și cel precedent, nu reprezintă nicio dificultate specială pentru persoanele cu cunoștințe despre software-ul Domoticz și ESPEasy.

Poate măsura în mod eficient

• Prezența particulelor fine,
• Presiune atmosferică,
• Nivelul de umiditate,
• Temperatura,
• Înălțimea ploii,

Și asta aproape de casa ta.

Proiectul vine și cu idei tehnice:

Controlul puterii prin releu reed, PNP sau tranzistor MOSFET. Utilizarea GPIO2 și GPIO15. Utilizarea portului A0 prin multiplexare. Programare (regulă) a controlerului ESP8266.

Proiectul a fost publicat și pe https://dangasdiy.top/ (multilingv)