ESP8266 - 12 Weatherstation: 4 ขั้นตอน (พร้อมรูปภาพ)

2024 ผู้เขียน: John Day | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2024-01-30 13:05

โครงงานนี้เกี่ยวกับการสร้างและทดสอบสถานีตรวจอากาศตาม ESP8266 - 12 แนวคิดนี้ใช้พลังงานต่ำพร้อมชาร์จแบตเตอรี่โดยใช้เซลล์แสงอาทิตย์ คำแนะนำนี้อ้างอิงจากระบบการชาร์จ 2 โครงการก่อนหน้าของฉันและตัวบันทึก esp

บอม:

บอร์ดต้นแบบ PCB

s.click.aliexpress.com/e/bgL8ra4o

s.click.aliexpress.com/e/cZld3Uu0

กรณี

s.click.aliexpress.com/e/bnH8vwuC

s.click.aliexpress.com/e/cgh1TZZA

เซลล์แสงอาทิตย์ 6V:

s.click.aliexpress.com/e/boPIbdcU

s.click.aliexpress.com/e/P2CdlvQ

s.click.aliexpress.com/e/hpaB1es

ESP 8266 12

s.click.aliexpress.com/e/uPIsjqu

s.click.aliexpress.com/e/c2KA2QyC

แบตเตอรี่. แบตเตอรี่ลิเธียมไอออน 18650

ที่วางถ่าน18650

เซนเซอร์.

คุณสามารถเลือกอะไรก็ได้ ฉันชอบเซ็นเซอร์ I2C ฉันเลือกเซ็นเซอร์วัดแสง MAX44009 https://s.click.aliexpress.com/e/mF3rZpQ (MAX44009)

s.click.aliexpress.com/e/mF3rZpQ (BME280 - เซ็นเซอร์อุณหภูมิ ความชื้น และความดัน)

หรือ.

DS18B20 1-Wire Temperature Sensor https://s.click.aliexpress.com/e/bhmyP8ha จัดส่งฟรี:

s.click.aliexpress.com/e/bhmyP8ha

2 x ตัวเก็บประจุเซรามิก 100 nF

1x ตัวเก็บประจุด้วยไฟฟ้า 47microF (สามารถใช้ 470microFarad)

s.click.aliexpress.com/e/bFvGcnB6 *

* ตัวเก็บประจุแบบแพ็ค

s.click.aliexpress.com/e/bFvGcnB6

s.click.aliexpress.com/e/bcwvHbiC

1x CP2102 USB ไปยังโมดูลอนุกรม UART

s.click.aliexpress.com/e/btKG0HlO

NS

2x ปุ่มกดสัมผัส

s.click.aliexpress.com/e/DEGyCsC

2x เขียงหั่นขนมยาวหรือ 1xlong เขียงหั่นขนม + 1x เขียงหั่นขนมสั้นหรือ 1x pcb (ซึ่งดีกว่าความจุต่ำ) https://s.click.aliexpress.com/e/DEGyCsC (ยาว)

s.click.aliexpress.com/e/DEGyCsC (สั้น)

1x แพ็คของสายดูปองท์ (ไม่ดีเช่นนั้นควรซื้ออันหนากว่านี้เพื่อการเชื่อมต่อที่ดี)

ตัวต้านทาน: 3x 10kΩ 2x 4.7kΩ 1x 2.2kΩ 1x 300kΩ 1x 100kΩ

แพ็ค:

s.click.aliexpress.com/e/DEGyCsC

s.click.aliexpress.com/e/bzLcEtPS

ขั้นตอนที่ 1: สร้าง

ฉันอธิบายเพียงส่วนหลักสำหรับ esp weatherstation รายละเอียดเพิ่มเติมเกี่ยวกับโครงการที่สอนได้ก่อนหน้านี้ของฉัน

ฉันใช้ ESP8266 - 12 ไมโครคอนโทรลเลอร์ คุณสามารถใช้ ESP8266 - 7 พร้อมเสาอากาศ สำหรับชิป esp ที่ใช้งานได้ คุณต้องมีโมดูลสเต็ปดาวน์ 3.3 V ซึ่งแปลงแรงดันไฟฟ้าจากแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนเป็น 3.3 V ฉันใช้แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนจากแบตเตอรี่โน้ตบุ๊กรุ่นเก่า

สำหรับการชาร์จแบตเตอรี่ ฉันใช้โซลาร์เซลล์ โดยทั่วไปคุณต้องการโซลาร์เซลล์ ซึ่งให้สูงสุด 7 V (ขึ้นอยู่กับโมดูลการชาร์จ TP4056) และกระแสไฟสูงสุดประมาณ 200 mA จากเซลล์แสงอาทิตย์ กระแสสูงสุดขึ้นอยู่กับแบตเตอรี่ เป็นกฎ C/10 แต่สำหรับแบตเตอรี่ลิเธียม คุณสามารถชาร์จด้วย 500 mA ได้เช่นกัน (C คือความจุของแบตเตอรี่)

สำหรับการวัด ฉันใช้ 3 เทอร์มอมิเตอร์ DS18b20 ซึ่งใช้แนวคิดแบบเส้นเดียว นอกจากนี้ ฉันยังตรวจสอบที่อยู่สากลของธีมแต่ละตัวด้วย ทำไมต้อง 3 เมตร? ตรวจสอบในสไลด์ถัดไป

ESP ยังวัดได้ด้วยเสาอากาศ wifi! ฉันวัดความแรงของ SSID ที่ฉันเชื่อมต่อ โดยปกติจะอยู่ในหน่วย dB esp ของฉันตรวจสอบจำนวนเครือข่าย wifi รอบบ้านด้วย บางครั้งเป็น 2 บางครั้งเป็น 3 หรือ 4

ขั้นตอนที่ 2: การวัด

สำหรับการวัด ฉันใช้เทอร์โมมิเตอร์ 3 ตัว หนึ่งตัววัดอุณหภูมิภายในกล่อง ซึ่งคือ esp และฮาร์ดแวร์ทั้งหมด เทอร์โมมิเตอร์ที่สองวัดอุณหภูมิของอากาศภายนอก ฉันเพียงแค่ติดเซ็นเซอร์หลังกระดานบนระเบียง เทอร์โมมิเตอร์ตัวที่สามที่ฉันใช้วัดอุณหภูมิภายในขวด เวลามีแดด อากาศภายในขวดค่อนข้างร้อน ดังนั้นมันจึงเหมือนกับเครื่องตรวจจับรังสีแสงอาทิตย์

ฉันยังวัดแรงดันแบตเตอรี่ด้วยตัวแปลงดิจิทัลแบบแอนะล็อก (ADC) ESP ใช้ ADC สูงสุด 1 V จึงต้องแบ่ง votlage จากแบตเตอรี่ลิเธียมให้น้อยกว่า 1 V

นอกจากนี้ ESP ยังวัดความแรงของ SSID ของฉันและจำนวนเครือข่าย wifi รอบๆ บ้านของฉันด้วย

ขั้นตอนที่ 3: การทดสอบ

สำหรับการทดสอบฉันใช้ช่อง Thingspeak (https://thingspeak.com/channels/297517?fref=gc) ฉันสร้างกราฟได้ 8 กราฟ อุณหภูมิภายนอก ADC (ค่าจาก ADC ซึ่งวัดแรงดันไฟฟ้าของแบตเตอรี่) ความแตกต่าง (อุณหภูมิภายนอก - อุณหภูมิในขวด) อุณหภูมิในกล่อง ความแรงของ wifi จำนวน "wifies" อุณหภูมิบนดวงอาทิตย์ =in ขวด.

esp ของฉันส่งข้อมูลไปที่ thingspeak ทุก ๆ 28 นาที (ฉันตั้งไว้ที่ 30 นาที แต่นาฬิกาภายในสั่นโดยมีสัญญาณรบกวนเล็กน้อย แต่โดยพื้นฐานแล้ว ช่วงเวลาประมาณ 28 นาที)

มันใช้งานได้ค่อนข้างดี แต่เมื่อสัปดาห์ที่แล้ว ฉันพบว่าวันละครั้ง มีค่าหายไปหนึ่งค่า ช่วงเวลานานกว่า 28 นาที = 56 นาที บางทีเซิร์ฟเวอร์ Thingspeak อาจมีปัญหาเล็กน้อย

นอกจากนี้ คุณยังสามารถสร้างกราฟจากค่าเหล่านี้และเพิ่มกราฟนี้ไปยังช่องทางอื่นใน Thingspeak (ใช้เครื่องมือ MATLAB Analysis และ MATLAB Visualization) ฉันใช้มัน แต่อาจทำให้ค่าของฉันหายไปเล็กน้อย (ค่าที่หายไปเกิดขึ้นหลังจากฉันลบกราฟใหม่และช่องใหม่ด้วย)

ขั้นตอนที่ 4: กราฟ

เป็นการดีที่จะตรวจสอบอุณหภูมิภายนอกและวิเคราะห์อุณหภูมิในขวดของฉัน ซึ่งเปรียบเสมือนเรือนกระจก อุณหภูมิอาจสูงถึง 30 °C (86 F) เมื่ออยู่ข้างนอกประมาณ 15 °C (59 F) นอกจากนี้ อุณหภูมิภายนอกของฉันยังไม่ถูกต้อง บนเว็บไซต์การคาดการณ์ในภูมิภาคของฉัน ฉันตรวจสอบว่าอุณหภูมิภายนอกที่ฉันวัดนั้นยังคงสูงกว่า บางทีฉันอาจต้องการการแยกตัวที่ดีกว่านี้

อุณหภูมิภายนอก

อุณหภูมิที่ SUN