Ηλιακός μετεωρολογικός σταθμός ESP32: 4 βήματα (με εικόνες)

2024 Συγγραφέας: John Day | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2024-01-30 08:35

Για το πρώτο μου έργο IoT ήθελα να φτιάξω έναν Μετεωρολογικό Σταθμό και να στείλω τα δεδομένα στο data.sparkfun.com.

Μικρή διόρθωση, όταν αποφάσισα να ανοίξω τον λογαριασμό μου στο Sparkfun, δεν δέχονταν περισσότερες συνδέσεις, οπότε επιλέγω έναν άλλο συλλέκτη δεδομένων IoT thingspeak.com.

Συνεχίζοντας…

Το σύστημα θα τοποθετηθεί στο μπαλκόνι μου και θα ανακτήσει θερμοκρασία, υγρασία και πίεση αέρα. Ο μικροελεγκτής που επιλέχθηκε για αυτό το έργο είναι ο μικροελεγκτής FireBeetle ESP32 IOT που παρέχεται από την DFRobot.

Ελέγξτε τη σελίδα wiki DFRobot για περισσότερες πληροφορίες σχετικά με αυτόν τον μικροελεγκτή και πώς να ανεβάσετε τον κώδικα χρησιμοποιώντας το Arduino IDE.

Όλες οι φυσικές παράμετροι δίνονται από τον αισθητήρα BME280. Ελέγξτε επίσης τη σελίδα wiki για περισσότερες πληροφορίες.

Για να μετατρέψετε το σύστημα εντελώς "ασύρματα", η απαραίτητη ισχύς παρέχεται από δύο ηλιακούς συλλέκτες 6V που μπορούν να αποδώσουν ισχύ 2W. Τα κελιά θα συνδεθούν παράλληλα. Η ενέργεια που παράγεται στη συνέχεια αποθηκεύεται σε μπαταρία ιόντων λιθίου πολυμερούς 3,7V με χωρητικότητα +/- 1000mAh.

Η μονάδα Solar Lipo Charger της DFRobot θα είναι υπεύθυνη για τη διαχείριση της ενέργειας.

Βήμα 1: Στοιχεία

Για αυτό το έργο θα χρειαστείτε:

• 1x - DFRobot FireBeetle ESP32 IOT
• 1x - DFRobot Gravity - I2C BME280
• 1x - DFRobot 3.7V πολυμερές ιόν ιόντων λιθίου
• 1x - DFRobot Solar Lipo Charger
• Ηλιακό πάνελ 2x - 6V 1W
• 1x - Διάτρητη σανίδα
• 1x - Γυναικεία κεφαλίδα
• 1x - Περίβλημα/κουτί
• Καλώδια
• Βίδες

Επίσης, θα χρειαστείτε τα ακόλουθα εργαλεία:

• Πυροβόλο θερμής κόλλας
• Συγκολλητικό σίδερο
• Μηχάνημα διάτρησης

Βήμα 2: Συναρμολόγηση

Ο μικροελεγκτής FireBeetle ESP32 IOT τροφοδοτείται από μπαταρία 3,7V που είναι συνδεδεμένη με τον φορτιστή Solar Lipo στη θύρα εισόδου μπαταρίας. Τα ηλιακά κύτταρα συνδέονται στις θύρες PWR In. Οι θύρες Vcc και GND του μικροελεγκτή FireBeetle ESP32 IOT συνδέονται με τις θύρες Vout του φορτιστή Solar Lipo.

Η ισχύς BME280 τροφοδοτείται από τη θύρα 3.3V του μικροελεγκτή FireBeetle ESP32 IOT. Η επικοινωνία γίνεται μέσω των γραμμών I2C (SDA / SCL).

Για να στερεώσω όλα τα εξαρτήματα στο κουτί, χρησιμοποίησα μια σανίδα, μερικές κεφαλίδες και σύρματα.

Για τα ηλιακά κύτταρα, χρησιμοποίησα απλά θερμή κόλλα για να τα στερεώσω στο επάνω κάλυμμα του κουτιού. Δεδομένου ότι το κουτί είχε ήδη τρύπες, δεν χρειάζεται να κάνετε περισσότερα:)

Σημείωση: Οι διόδους πρέπει να τοποθετούνται στους ηλιακούς συλλέκτες για να αποφευχθεί η βλάβη τους και η αποφόρτιση της μπαταρίας.

Μπορείτε να διαβάσετε περισσότερα για αυτό στο:

www.instructables.com/community/Use-of-diodes-when-connecting-solar-panels-in-para/

Βήμα 3: Κωδικός

Για να χρησιμοποιήσετε τον κωδικό μου, είναι απαραίτητες κάποιες αλλαγές.

Το πρώτο είναι να ορίσετε το όνομα και τον κωδικό πρόσβασης του δικτύου wifi. Το δεύτερο είναι να λάβετε ένα κλειδί API από το Thingspeak.com. Θα το εξηγήσω παρακάτω. Μπορείτε επίσης να ορίσετε ένα νέο διάστημα ύπνου, εάν το επιθυμείτε.

Εάν δεν έχετε λογαριασμό Thingspeak, θα πρέπει να μεταβείτε στη διεύθυνση www.thingspeak.com και να εγγραφείτε μόνοι σας.

Αφού επαληθευτεί το email σας, μπορείτε να μεταβείτε στα Κανάλια και να δημιουργήσετε ένα νέο κανάλι. Προσθέστε τις μεταβλητές που θέλετε να ανεβάσετε. Για αυτό το έργο, Θερμοκρασία, Υγρασία και Πίεση.

Κάντε κύλιση προς τα κάτω και πατήστε "Αποθήκευση καναλιού". Μετά από αυτό, μπορείτε να κάνετε κλικ στα κλειδιά API. Και ανακτήστε το κλειδί εγγραφής API. Στη συνέχεια, προσθέστε το στο αρχείο κώδικα.

Εάν όλα είναι σωστά, ο Μετεωρολογικός σας Σταθμός μπορεί να ξεκινήσει την αποστολή δεδομένων στο κανάλι σας.

Βήμα 4: Συμπέρασμα

Όπως πάντα στα έργα μου θα δώσω χώρο για μελλοντικές βελτιώσεις, αυτό δεν είναι διαφορετικό.

Κατά τη διάρκεια της ανάπτυξης, αρχίζω να ανησυχώ για την κατανάλωση ενέργειας του συστήματος. Τοποθετώ ήδη τα ESP32 και BME280 για ύπνο και ακόμα κι έτσι έχω κατανάλωση περίπου 2mA !!! Όντας ο BME280 ο μεγάλος υπεύθυνος για αυτό, πιθανότατα θα χρειαστώ έναν διακόπτη για να απενεργοποιήσω εντελώς τη μονάδα κατά τη διάρκεια του ύπνου.

Ένα άλλο ενδιαφέρον χαρακτηριστικό θα ήταν η ανάκτηση της τάσης της μπαταρίας. Μετά από κάποια έρευνα και δοκιμή ορισμένων εσωτερικών λειτουργιών του ESP32 τίποτα δεν λειτούργησε. Έτσι πιθανότατα θα προσθέσω ένα διαχωριστή τάσης και θα το συνδέσω σε μια Αναλογική Είσοδο και θα διαβάσω απευθείας την τάση. Παρακαλώ ενημερώστε με αν βρείτε μια καλύτερη λύση.

Παρακαλώ γράψτε μου αν βρήκατε κάποιο λάθος ή εάν έχετε οποιαδήποτε πρόταση/βελτίωση ή απορίες. "Μην βαριέσαι, κάνε κάτι"