Alternativ väderstation: 5 steg

2024 Författare: John Day | [email protected]. Senast ändrad: 2024-01-30 12:39

En annan väderstation, ja, men av ett annat slag!

Jag har redan publicerat, se en tidigare artikel, en sond som mäter luftkvaliteten.

Stationen som beskrivs här inkluderar tillägg och modifieringar.

Tillagda funktioner:

• Mätning av temperatur, luftfuktighet och atmosfärstryck (modul BME280).
• Mäter mängden regn.

Ändringar från föregående projekt:

• Mätning av batterispänningen.
• Kompakt hus som omfattar alla element.
• Ändringar i det elektroniska diagrammet.

Påminnelse om målen:

• Minimera strömförbrukningen.
• Minimera Wifi -anslutningen. (30 -talet var 30: e minut).
• Försluten miljö.
• Automatisk batteriladdning.

Den verkliga särdragen ligger i sonden som mäter mängden regn. Den är baserad på en kapacitiv mätning.

Steg 1: Princip för kapacitiv nivåmätning

Principen för kapacitiv nivåmätning är baserad på variationen i kapacitans hos en kondensator. Enheten består av ett metallrör och en isolerad metallstav placerad i mitten av röret.

Stången och rörets vägg bildar en kondensator, vars kapacitans beror på mängden vatten i röret: Vakuumröret har en lägre kapacitet och med vattenkapacitet kommer att öka.

En elektronisk enhet mäter kapacitetsökningen och genererar en spänning proportionell mot vattennivån.

Rq: Stången som isoleras går ingen ström över vattnet.

Utvärdering av involverade variabler

Trattens mottagningsyta är cirka 28 cm2 (4,3 kvm). Det hos röret är cirka 9 cm2 (1,4 kvm). Ytförhållandet är cirka 3. Så en centimeter vatten på tratten fyller röret med 3 cm Denna multiplikation ger bättre noggrannhet. Vid vår montering är den uppmätta kapacitansen cirka 100pF.

Kalibrering:

När monteringen är klar fortsätter vi till kalibreringen med ett mätglas. Vi fortsätter cm för cm på trattens nivå. Vi justerar R8 och R13 för att kalibrera lägsta och högsta värde. (se följande diagram)

Steg 2: Diagram över montering av den analoga vattennivåindikatorn

Detta mönster är inspirerat av webbplatsen

Monostabilen är en 555. Pulsbredden på 555 är proportionell mot vattennivån. R7 och C5 bildar ett lågpassfilter för att jämna ut pulstågets DC-värde.

Spänningsförskjutningen vid utgången 555 elimineras i differentialsteget som bildas av en fyrhjulsförstärkare LM324.

Stationen som drivs av 5V en spänningsomvandlare tillsattes för att producera 12V. Detta för att säkerställa optimal drift av nivåindikatorn. Utgångsspänningen justeras för att ge maximalt 3,7V vid ingången till styrkortet.

Steg 3: Diagram över styrutrustningen

Enheten styrs av en ESP8266 Wemos D1 minikontroller.

Stöder batteri och vattennivåer:

A0 -ingången stöder upp till 3,3V. Den används växelvis för att mäta spänningar.

För batteriet genom att aktivera GPIO2 -porten (D4).

För vattennivån genom att aktivera GPIO14 -porten (D5). Aktivering av denna port ger energi till det kapacitiva mätsteget. Detta för att begränsa strömförbrukningen.

Mätning av luftkvaliteten görs genom att strömförsörja modulen med SDS011 GPIO15 (D8). GPIO12 -posten (D6) läser seriell data. Samtidigt får BME280 -modulen ström. Kommunikation sker med GPIO4 och GPIO5 (D1, D2) för att återställa temperaturen, luftfuktigheten och atmosfärstrycket.

Slutligen aktiveras magnetventilen som tömmer röret i slutet av dagen av GPIO13 (D7).

Styrenheten är programmerad med EspEasy med följande kod.

Steg 4: ESPEASY -regeln

på System#Boot do gpio, 15, 1

gpio, 13, 1

gpio, 2, 0

gpio, 14, 1

timerSet, 1, 20

låt, 1, 0

endon

På System#Wake do

gpio, 15, 1

gpio, 13, 1

gpio, 2, 0

gpio, 14, 1

timerSet, 1, 20

låt, 1, 0

endon

på Wifi#Frånkopplad gör

om [VAR#2] = 0

låt, 2, 1

låt, 3, 180

endif

endon

på Wifi#Ansluten gör

// meddela 1, system_is_started

låt, 2, 0

låt, 3, 1800

endon

På SDS011#PM10 gör

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

På regler#Timer = 1 do // Batterinivå

låt, 1, [TENS#A0]

låt, 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 // stäng av batterispänning

gpio, 14, 0 // slå på vattennivåuppsamling

timer Set, 2, 10

endon

På regler#Timer = 2 do // vattennivå

låt, 1, [TENS#A0]

låt, 1, [VAR#1] -60

om %v1 %<0

låt, 1, 0

annan

låt, 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 // stäng av vattenmätning

timer Set, 3, 5

endon

På regler#Timer = 3 do // rensa vatten

om %syshour %= 23 // 23h

om %sysmin %> = 30 //> 30min

meddela 1, ecoulement

gpio, 15, 0 // stäng av SDS

gpio, 13, 0 // slå på dräneringsventilen

timer Set, 4, 240

annan

timer Set, 4, 5

endif

annan

timer Set, 4, 5

endif

endon

På regler#Timer = 4 gör // det är dags att sova

gpio, 13, 1 // stäng av dräneringsventilen

somnar, %v3 %

endon

Steg 5: Komponentarrangemang i ett PVC -rör

Den kapacitiva sonden, även om den inte är komplex, förtjänar uppmärksamhet eftersom dess finish och dess justering måste behandlas.

Kontrollkort och SDS011 -sonden är monterade på ett stöd för att underlätta införandet i PVC -röret.

Slutsats:

Denna enhet, liksom den föregående, representerar inte några speciella svårigheter för personer med kunskap om Domoticz och ESPEasy -programvara.

Det kan effektivt mäta

• Förekomsten av fina partiklar,
• Atmosfärstryck,
• Luftfuktigheten,
• Temperatur,
• Regnhöjden,

Och det här nära ditt hem.

Projektet kommer också med tekniska idéer:

Effektstyrning med vassrelä, PNP- eller MOSFET -transistor. Användningen av GPIO2 och GPIO15. Användning av port A0 genom multiplexering. Programmering (regel) för ESP8266 -styrenheten.

Projektet publiceras också på https://dangasdiy.top/ (flerspråkigt)