Arduino Ultra Low Power Weather Station: 5 ขั้นตอน

2024 ผู้เขียน: John Day | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2024-01-30 13:06

คู่มือนี้จะแสดงวิธีสร้างสถานีตรวจอากาศที่ใช้พลังงานต่ำเป็นพิเศษโดยใช้ Arduino nano, bme 280 และโมดูลวิทยุ rf433 ซึ่งจะมีอายุประมาณ 1.5 ถึง 2 ปีสำหรับ 2 LiPo 18650 และความสามารถในการขยายเพิ่มเซ็นเซอร์เพิ่มเติมและ แผงโซลาร์เซลล์

ขั้นตอนที่ 1: อะไหล่

เครื่องส่ง:

• 1 x Arduino Pro mini (ถอดไฟ LED และตัวควบคุมแรงดันไฟฟ้าออก)
• 1 x Bme280 เซ็นเซอร์ (เซ็นเซอร์ใด ๆ ที่ทำได้ เพียงแค่เพิ่มโค้ดเล็กน้อย)
• 1 x ตัวแปลงบั๊ก (ตัวเลือกที่มีประสิทธิภาพมากที่สุด)
• 1 x ไดโอด (อุปกรณ์เสริม)
• 2 x 18650s (แบตเตอรี่ใดก็ได้หากอยู่ในช่วง 2-5.5v)
• 1 x เขียงหั่นขนม
• ส่วนหัวและสายเคเบิลบางตัวและตัวเมีย
• เครื่องส่งสัญญาณ 1 x Rf433 (พร้อมเสาอากาศ)
• 1 x แผงโซลาร์เซลล์ (อุปกรณ์เสริม)
• 1 x กล่องกันฝน (ฉันใช้ทัปเปอร์แวร์ตัวเก่า)

ผู้รับ:

• 1 x Arduino Pro mini (ในกรณีนี้ Arduino จะทำได้)
• 1 x จอแสดงผลคริสตัลเหลว
• 1 x Rf433 ตัวรับ (พร้อมเสาอากาศ)

ขั้นตอนที่ 2: สร้างมัน

วางสายทุกอย่างตามนั้นในโปรโตบอร์ดสำหรับเครื่องรับ ตรวจสอบให้แน่ใจว่าได้สร้างเสาอากาศตามความถี่ของโมดูลของคุณด้วยหน้าแบบนี้ ความยาวของเสาอากาศควรเท่ากันสำหรับเครื่องรับและตัวส่ง

ขั้นตอนที่ 3: รหัส

รหัสของเครื่องส่งสัญญาณได้รับการปรับให้เหมาะกับพลังงานต่ำโดยใช้ไลบรารี LowPower.h และไลบรารี bme280 ของ adafruit

ตัวรับสัญญาณที่อยู่อีกด้านหนึ่งไม่มีการเพิ่มประสิทธิภาพสำหรับพลังงานต่ำ แม้ว่าคุณจะเพิ่มด้วยตัวเองได้อย่างง่ายดาย

บางตัวเลือกมีการแสดงความคิดเห็นในโค้ดเพื่อประหยัดพลังงาน แต่สามารถยกเลิกการใส่ความคิดเห็นเพื่อจุดประสงค์ในการดีบักได้อย่างง่ายดาย

ขั้นตอนที่ 4: ผลลัพธ์

การวัดกระแสจากด้านเครื่องส่งสัญญาณจะแสดงกระแสการนอนหลับที่ประมาณ 11uA โดยจะทำเช่นนี้เป็นเวลาประมาณ 24 วินาที จากนั้นจะส่งอุณหภูมิ ความชื้น และความกดอากาศ ใช้เวลาประมาณ 350ms ในการทำเช่นนั้น และใช้ประมาณ 11.5 mA แต่คุณสามารถเพิ่มเซ็นเซอร์ของคุณเองและขยายสถานีตรวจอากาศได้อย่างง่ายดาย

ในการคำนวณรันไทม์ฉันใช้เครื่องคิดเลขที่มีประโยชน์นี้จาก Oregon ที่ฝังอยู่ การแทนที่ค่าในเครื่องคำนวณออนไลน์จะแสดงระยะเวลาดำเนินการประมาณ 1.5 ปี ซึ่งถือว่าค่อนข้างยอมรับได้เมื่อพิจารณาจาก LiPos ขนาด 1, 500mAh สองตัวที่ติดตั้ง ในทางกลับกัน แผงโซลาร์เซลล์ เวลาทำงานจะไม่ถูกจำกัดด้วยการบริโภคประเภทนี้

ฉันจะเพิ่มไอซีป้องกันแบตเตอรี่หรือรหัสสำหรับตรวจสอบแบตเตอรี่ในภายหลัง

ฉันหวังว่าคุณจะพบว่ามีประโยชน์ คำถามหรือการแก้ไขใด ๆ โปรดทิ้งไว้ด้านล่าง

ขั้นตอนที่ 5: แก้ไข:

ฉันได้เปลี่ยนโมดูล rf433 ด้วยบอร์ด nrf24l01 และเสาอากาศ และสำหรับเครื่องรับ ฉันได้เพิ่ม esp8266 และใช้ Blynk เพื่อรับข้อมูลบนโทรศัพท์ของฉัน ด้วยการตั้งค่านี้ คุณสามารถมีสถานีตรวจอากาศได้หลายสถานีโดยที่ตัวรับสัญญาณเดียวสื่อสารกลับ ไปยังโทรศัพท์ของคุณ ถ้าใครอยากได้ code schematics หรือ custom PCB ที่ผมออกแบบไว้ ทักมาคุยกันครับ