» » » Метеостанция на солнечной батареи с передачей данных по WiFi

Метеостанция на солнечной батареи с передачей данных по WiFi




Эта метеостанция вторая версия устройства. Первая модель метеостанции была популярна и изготовлена многими людьми в разных странах мира. По эксплуатации первой модели возникло много предложений и пожеланий, которые мастер и попытался реализовать во второй версии устройства.

Особенностями этого устройства являются:
-Мониторинг параметров погоды (температура, влажность, давление и т.д.)
-Передача данных по каналу WiFi
-Удаленный мониторинг состояния батареи
-Дополнительные порты для установки дополнительных датчиков
-Литий-ионный аккумулятор 3400 мАч
-Солнечная панель 1 Вт
-Независимость от внешнего источника питания
-Возможность установки в удаленных местах или в сложных географических условиях

Инструменты и материалы:
-Модуль ESP8266 с антенной;
-Модуль заряда TP 4056;
-Датчик температуры, давления и влажности BME280;
-Датчик давления BMР280;
-Датчик температуры DS18B20;
-Плата Wemos D1 mini Pro;
-Крепеж;
-Переключатель SPDT;
-Клеммы;
-Аккумуляторная батарея 18650;
-Держатель батареи 18650;
-Солнечная панель;
-Провода;
-Коннекторы;
-Супер-клей;
-Резистор 220 кОм;
-3D принтер;
-Паяльные принадлежности;
-Клеевой пистолет;
-Кусачки;
-Нож;




Шаг первый: питание
Сначала автор рассказывает о электронных устройствах, которые он собирается использовать.
Метеостанцию мастер будет устанавливать на ферме и главной проблемой была какой использовать источник питания. Ионно-литиевый аккумулятор 3400 мАч отлично справится с работой, но его нужно заряжать. Для зарядки мастер решил использовать солнечную панель с модулем зарядки TP4056.

Такие модули бывают с защитой и без. Мастер советует устанавливать с защитой. Защита не даст аккумулятору перезарядится или разрядится ниже критических 2,4 В.


Шаг второй: датчики BMP\Е 280
Датчик BME280 отличается от датчика BMР280 способностью измерять влажность. На устройство можно установить любой из этих датчиков, в зависимости от задачи.




Шаг третий: дополнительные датчики
На плату, разработанную мастером можно дополнительно подключить до пяти датчиков, таких, как:
Датчик GY-1145 -для измерения УФ и ИК
Датчик HDC1080 - для измерения температуры и влажности
Датчик DS18B20 - для измерения температуры
и другие.
Все эти устройства могут применяться вмести или отдельно в зависимости от задач.





Шаг четвертый: передача данных
На плате Wemos D1 mini Pro установлена антенна, но для лучшего приема есть возможность установить дополнительную. Перед ее установкой необходимо перепаять резистор на плате, так, как показано на фото.




Шаг пятый: резистор
Метеостанция работает на 18650 литий-ионных батареях, поэтому очень важно следить за ее состоянием. Максимальное входное напряжение на плате Wemos составляет около 3,2 ~ 3,3 В, а напряжение полностью заряженной батареи 18650 составляет 4,2 В. Таким образом, нужно понизить напряжение. Для этой цели мастер устанавливает резистор 220 кОм. На печатной плате он обозначен R1 и расположен чуть выше держателя батареи.

Шаг шестой: спящий режим
Для экономии заряда батареи и корректности показаний метеостанция работает в режиме сон/бодрствование. Энергопотребление в разных режимах приведено в таблице ниже.
Режим работы ----- Спящий режим
1. ESP8266 170 мА -------- 10 мкА
2. CH340 12 мА --------- 50 мкА
3. Встроенный светодиод 3 мА ----------- 0 мкА
4. Монитор напряжения 0,006 мА ----- 6 мкА
Всего 185 мА ---- 66 мА
Если цикл будет 10 минут сна\30 сек бодрствования, то энергопотребление выглядит следующим образом:
-Время пробуждения 185 мА в течение 0,5 минут = 92,5 мА-минут
-Время сна 0,066 мА в течение 9,5 минут = 0,627 мА-минут
-Всего за 10 минут = 93,13 мА-минут
Таким образом, среднее потребление тока составляет 9,3 мА.

Шаг седьмой: солнечная панель
Из предыдущего шага делается вывод, что среднее потребление тока составляет 9,3 мА. Необходимый ток для работы устройства в течение всего дня = 9,3 мА х 24 часа = 223,2 мАч

Количество солнечного излучения зависит от того, в какой части земного шара вы находитесь. Чтобы узнать количество солнечной излучения можно использовать Глобальный солнечный атлас . Принимая во внимание минимум 1 час полного солнечного света, автор выбирает солнечную панель.

Итак, цель - получить 223,2 мАч за 1 час. Для зарядки литий-ионной батареи 3,7 В достаточно солнечной панели с напряжением от 5 до 6 В. Требуемая номинальная мощность солнечной панели = 223,2 мА при напряжении от 5 до 6 вольт. Номинальная мощность солнечной панели = 223,2 мА х 5 В = 1,1 Вт. Значит нужна солнечная панель 1 Вт / 5 В - 6 В.



Шаг восьмой: схема и печатная плата
Печатную плату и схему мастер разработал с использованием специального программного обеспечения фирмы, занимающейся изготовлением плат.



Схема-солнечная WiFi метеостанция V2.0.pdf
После разработки платы, осталось только отправить заказ и дождаться доставки.



Шаг девятый: монтаж
После получение платы необходимо произвести монтаж компонентов. Припаивает на плату монтажные разъемы согласно схемы.
1. Плата Wemos - 2 х 8 контактов
2. BMP280 - 1 х 6-контактный
3. Порт I2C - 1 х 4 контакта
4. Порт P1 - 1 х 4 контакта
5. Порт P2- 1 х 3 контакта
6. Порт P3- 1 х 4 контакта
7. Порт P4 - 1 х 3 контакта
Затем припаивает держатель батареи, резистор, переключатель.




Устанавливает модули и батарею (проверяет).




Монтирует крепеж.



Шаг десятый: корпус
Корпус мастер на печатал на 3D. Для загрузки можно скачать файл STL



.
Шаг одиннадцатый: сборка
Устанавливает плату в корпус.




Устанавливает модули, антенну, аккумулятор.



На супер-клей закрепляет солнечную панель.





Шаг двенадцатый: программное обеспечение
Чтобы использовать устройство с библиотекой Arduino, необходимо установить IDE Arduino с поддержкой плат ESP8266, согласно этому руководству.

Настройки должны быть следующие:
PU Frequency: 80MHz 160MHz
Flash Size: 4M (3M SPIFFS) – 3M File system size 4M (1M SPIFFS) – 1M File system size
Upload Speed: 921600 bps

Перед загрузкой кода необходимо установить следующие библиотеки:
ESP8266, BMP280, Blynk

Перед использованием функции глубокого сна контакт Wemos D0 должен быть подключен к контакту RST. Это можно сделать, замкнув перемычку JP2.
Solar-WiFi-Weather-Station-V2.0.rar



Шаг тринадцатый: приложение Blynk
Загрузить приложение на Android или на iPhone
Авторизоваться. Нажать на значок QR и сканировать QR-код приведенный ниже. Придет код авторизации.

Затем нужно загрузить Arduino согласно этой инструкции.

Метеостанция на солнечной батареи с передачей данных по WiFi

Все готово. В дальнейшем мастер планирует добавить еще несколько датчиков ветра, дождя и т.д.



Источник
Становитесь автором сайта, публикуйте собственные статьи, описания самоделок с оплатой за текст. Подробнее здесь.

Музыкальная шкатулка с аудио модулем

Делаем уничтожитель комаров и других насекомых

8.3
Идея
  • 1
  • 2
  • 3
  • 4
  • 5
  • 6
  • 7
  • 8
  • 9
  • 10
7.5
Описание
  • 1
  • 2
  • 3
  • 4
  • 5
  • 6
  • 7
  • 8
  • 9
  • 10
8.5
Исполнение
  • 1
  • 2
  • 3
  • 4
  • 5
  • 6
  • 7
  • 8
  • 9
  • 10
Итоговая оценка: 8.11 из 10 (голосов: 6 / История оценок)

Добавить комментарий

    • smilesmilesxaxaokdontknowyahoonea
      bossscratchfoolyesyes-yesaggressivesecret
      sorrydancedance2dance3pardonhelpdrinks
      stopfriendsgoodgoodgoodwhistleswoontongue
      smokeclappingcraydeclarederisivedon-t_mentiondownload
      heatirefullaugh1mdameetingmoskingnegative
      not_ipopcornpunishreadscarescaressearch
      tauntthank_youthisto_clueumnikacuteagree
      badbeeeblack_eyeblum3blushboastboredom
      censoredpleasantrysecret2threatenvictoryyusun_bespectacled
      shokrespektlolprevedwelcomekrutoyya_za
      ya_dobryihelperne_huliganne_othodifludbanclose
19 комментариев
  1. Korolev
    [quote]Количество солнечного излучения зависит от того, в какой части земного шара вы находитесь[/quote] Активность Солнца не зависит от моего геоположения! [quote] smile
    1. pogranec Автор
      Естественно, любой здравомыслящий человек понимает, что разговор идет о количестве солнечного излучения в каждой конкретной местности. Потому автор и приводит ссылку на [url=https://usamodelkina.ru/index.php?do=go&url=aHR0cHM6Ly9nbG9iYWxzb2xhcmF0bGFzLmluZm8v]атлас-калькулятор[/url], о котором вы скромно умолчали.
      1. Korolev
        любой здравомыслящий человек понимает, что разговор идет о
        Я делаю замечание конкретно по Вашему изложению, а не по ссылкам автора и не по предположениям здравомыслящих людей! smile
        1. pogranec Автор
          А я пишу для здравомыслящих людей, а не для почтальонов Печкеных. А слова об излучении даже не мое изложение.Слово в слово авторские: "Количество солнечного излучения зависит от того, в какой части земного шара вы находитесь."
        2. Korolev
          Слово в слово авторские:
          В чем Ваша функция, попугай Кеша? smile
        3. pogranec Автор
          Ну уж не вас развлекать.
  2. Dmitrij
    интересно, как правильнее..... Я б написал батареЕ, но, судя по всему, это творительный падеж - Кем? Чем? Батареей

    Метеостанция на солнечной - чем? батареей. Но вообще чето не звучит xaxa Fatal error....

    А дательный и предложный падежи не подходят laugh1
    "Марти! Думать нужно в четырех измерениях..."
    1. pogranec Автор
      Правильно не батерее и не батареи, а панели.-))))
    2. pogranec Автор
      Кстати, ввел словосочетание в "Склонение словосочетаний он-лайн", везде пишет батареи
      1. Иван_Похмельев
        Я тоже туда ввёл и вижу "батарее". ;)
        1. pogranec Автор
          Потому.как вводишь на солнечной батарее, ставит везде е, а батареи ставит и-))) Ради интереса написал батарео, тоже просклоняло с О-))))
        2. Иван_Похмельев
          Вводить надо "батарея".
        3. Валерий
          А это ещё вводить куда-то что-то надо? )))))) А так сразу не видно?
          П.С. Я думал - народ прикалывается над опечаткой....
          Але нови ностра алис!
        4. Korolev
          А это ещё вводить куда-то что-то надо?
          "Что Вы имеете ввиду?", - "А вот что имею, то сейчас и введу!" smile
    3. Иван_Похмельев
      Конечно, на батарее. На печке, на лавке, на родине, на амбразуре. Падеж - предложный. Склонение - первое.
    4. Валерий
      А дательный и предложный падежи не подходят laugh1

      У меня таких вообще не бывает!!! Вместо дательного - отбирательный, а вместо предложного - посылательный на.... boss
      Але нови ностра алис!
  3. Иван_Похмельев
    Электрически и программно изделие, видимо, нормально отработано. Но конструктивно годится только для мягкого сухого климата. Таких мест на нашей планете, мне кажется, немного. Автору, наверно, повезло с местом установки станции.
    1. pogranec Автор
      Да, согласен. Автор из Индии кажется. Но в комментариях пишут люди об установке и в северных странах. Корпус нужно другой.
      1. Иван_Похмельев
        На большей части Индии жаркий влажный климат, так что там долго изделие не протянет.

Добрый день, Гость!


Зарегистрируйтесь

Или войдите на сайт, если уже зарегистрированы...

Войти

Добавьте самоделку

Добавьте тему

Онлайн чат

Опрос
Сайту нужен форум, сообщество?

Последние комментарии

Все комментарии