ESP32 Weathercloud Weather Station: 16 ขั้นตอน (พร้อมรูปภาพ)

2024 ผู้เขียน: John Day | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2024-01-30 13:03

ปีที่แล้ว ฉันได้เผยแพร่ Instructable ที่ใหญ่ที่สุดจนถึงปัจจุบันที่เรียกว่า Arduino Weathercloud Weather Station เป็นที่นิยมมากฉันจะพูด มันถูกนำเสนอบนหน้าแรกของ Instructables, บล็อก Arduino, พิพิธภัณฑ์ Wiznet, Instructables Instagram, Arduino Instagram และบน Weathercloud Twitter มันยังเป็นหนึ่งใน 100 คำสั่งสอนอันดับต้น ๆ ของปี 2018! และนั่นก็เป็นเรื่องใหญ่มากสำหรับผู้ผลิตรายเล็กอย่างฉัน ฉันดีใจที่ได้เห็นปฏิกิริยาเชิงบวกมากมาย และฉันได้อ่านความคิดเห็นและคำแนะนำทุกข้ออย่างละเอียดถี่ถ้วน เป็นเวลาประมาณ 8 เดือนที่ฉันได้ทำงานในสถานีใหม่ที่ได้รับการขัดเกลานี้ ฉันแก้ไขและปรับปรุงสิ่งต่าง ๆ ฉันพยายามทำให้มันเล็กลง เรียบง่ายขึ้น ฉลาดขึ้น เท่ขึ้น และปล่อยให้ราคาที่ยอมรับได้อยู่ที่ 150€ (165$) สถานีนี้ติดตั้งอยู่ที่ฟาร์มหุ่นยนต์ใกล้เมืองเซเนก ประเทศสโลวาเกีย นี่คือข้อมูลปัจจุบัน

ฉันจะพยายามอธิบายกระบวนการคิดทั้งหมดของฉันที่นี่ ดังนั้นหากคุณต้องการสร้างให้ถูกต้อง ให้ข้ามไปทางขวาไปยังขั้นตอนที่ 3

คุณสมบัติ:

• การวัดค่าอุตุนิยมวิทยา 12 ค่า
• การใช้เซ็นเซอร์ที่แตกต่างกัน 8 ตัว
• IoT - ข้อมูลเป็นสาธารณะบนคลาวด์
• การทำงาน 5V 500mA
• การสื่อสารผ่าน Wi-Fi
• ทนฝนและแดดได้อย่างสมบูรณ์
• ดูเท่
• มันคือ DIY

ขอบคุณมากสำหรับ Lab Cafe makerspace ที่ให้พื้นที่และการสนับสนุนขณะสร้างสถานีนี้ ไปตรวจสอบพวกเขา!

เครดิตภาพ: ME (แน่นอน) + Viktor Demčák

UPDATE 7/18/2020: สวัสดีทุกคน! มันเป็นเวลานาน. พวกคุณหลายคนเขียนถึงฉันเกี่ยวกับปัญหาหลายอย่างเกี่ยวกับฮาร์ดแวร์และซอฟต์แวร์ ฮาร์ดแวร์ใหม่จะพร้อมใช้ในอีกไม่กี่สัปดาห์ข้างหน้า แต่จนกว่าจะถึงตอนนั้น ฉันจะออกเฟิร์มแวร์ใหม่ ซอฟต์แวร์นี้จะช่วยขจัดปัญหาบางอย่าง ไปที่ขั้นตอนที่ 12 เพื่อเรียนรู้เพิ่มเติม และที่สำคัญ สนุก!

ขั้นตอนที่ 1: ออกแบบ

การออกแบบสถานีตรวจอากาศเป็นกระบวนการที่ยาวนานและรอบคอบ คุณมีตัวเลือกมากมายให้เลือก สิ่งเหล่านี้คือสิ่งสำคัญที่คุณควรคำนึงถึงเมื่อออกแบบสถานีตรวจอากาศ (หรืออย่างน้อยฉันก็ทำอย่างนั้น):

1) งบประมาณ นี้สวยตัวเองอธิบาย

2) ที่ตั้ง สิ่งนี้สำคัญมากเนื่องจากจะส่งผลต่อการติดตั้งตลอดจนเทคโนโลยีการสื่อสารและแหล่งพลังงานที่ต้องการ สถานีตรวจอากาศระยะไกลต้องการเครื่องส่งสัญญาณระยะไกลและแหล่งพลังงานแบบยั่งยืน เช่น แผงโซลาร์เซลล์

3) ตัวแปรที่วัดได้ คุณเพียงแค่ต้องการวัดอุณหภูมิหรือความชื้น? จากนั้นคุณสามารถวางโพรบได้เกือบทุกที่ แต่ถ้าคุณต้องการวัดปริมาณน้ำฝน ลม รังสีดวงอาทิตย์ ดัชนี UV หรือสิ่งอื่น ๆ ที่เกี่ยวข้องกับดวงอาทิตย์หรือปริมาณน้ำฝน เซ็นเซอร์จะต้องไม่อยู่ในเงามืดและไม่สามารถปิดกั้นทั้งจากด้านบนหรือด้านข้างได้

4) ความถูกต้อง คุณต้องการให้การวัดของคุณได้รับการสอบเทียบอย่างแม่นยำและเทียบเคียงได้กับสถาบันสภาพอากาศแห่งชาติหรือเป็นค่ามือสมัครเล่นที่เพียงพอสำหรับคุณหรือไม่?

ดังนั้นตอนนี้คุณควรมีภาพลักษณ์ที่ดีในสิ่งที่คุณต้องการ ไปที่กระดานวาดภาพกันเถอะ! นี่คือกฎพื้นฐานบางอย่างที่ฉันคิดเกี่ยวกับ:

1) ปกป้องเซ็นเซอร์อุณหภูมิ คุณต้องทำสิ่งนี้อย่างแน่นอน ความร้อนสามารถเดินทางได้หลายวิธี โดยสามารถแผ่รังสีและนำผ่านโครงสร้างของสถานีเองได้ ดังนั้น พยายามเคลือบชิ้นส่วนโลหะทั้งหมด และใส่เซ็นเซอร์อุณหภูมิในเกราะป้องกันรังสี ฉันรู้ว่าสถานีฉายรังสีของฉันไม่สมบูรณ์แบบ แต่ก็ช่วยได้

2) ตั้งเซ็นเซอร์ลมให้สูงขึ้น เซ็นเซอร์วัดลมควรจะอยู่ในระดับสูง 10 เมตรตามมาตรฐานสากล ฉันไม่มีเงินซื้อเสาสูง 10 เมตร ดังนั้นท่อ 2 เมตรเหนือหลังคาก็เพียงพอแล้วสำหรับฉัน

3) พื้นที่โล่งรอบและเหนือสถานี หากคุณต้องการวัดแสงแดด คุณไม่สามารถให้เซ็นเซอร์อยู่ในเงามืดได้ หากคุณต้องการวัดปริมาณน้ำฝน คุณไม่สามารถมีสิ่งกีดขวางละอองน้ำได้ ดังนั้นตรวจสอบให้แน่ใจว่าพื้นที่รอบ ๆ และเหนือสถานีนั้นปลอดโปร่ง

ไปต่อกันเลย ดังนั้น สำหรับสถานีของฉัน ฉันตัดสินใจว่าต้องการวัดตัวแปรเหล่านี้: อุณหภูมิอากาศ อุณหภูมิพื้นดิน ความชื้นสัมพัทธ์ ความกดอากาศ ดัชนีความร้อน จุดน้ำค้าง ลมหนาว ปริมาณน้ำฝน รังสีดวงอาทิตย์ ดัชนี UV ความเร็วลม และทิศทางลม มีเซ็นเซอร์ทั้งหมด 8 ตัว ซึ่งมีโมดูลที่ติดตั้งบน PCB ขนาดเล็ก 3 โมดูล และโพรบภายนอก 5 ตัว ฉันต้องการไมโครคอนโทรลเลอร์ 2 ตัวแยกกัน ตัวหนึ่งสำหรับจัดการแค่การวัดปริมาณน้ำฝน และอีกตัวสำหรับอย่างอื่น

ฉันตัดสินใจใส่ทุกอย่างที่ทำได้บน PCB เดียว ฉันใส่ PCB ในกล่อง IP65 ที่มีฝาปิดโปร่งใส เพื่อให้แสงแดดส่องผ่านไปยังเซ็นเซอร์รังสีดวงอาทิตย์และดัชนี UV ได้ เซ็นเซอร์อื่นๆ ทั้งหมดจะเชื่อมต่อกับกล่องควบคุมหลักด้วยสายเคเบิล นั่นคือทั้งหมดสำหรับการออกแบบของฉัน

ขั้นตอนที่ 2: Weathercloud

"ESP32 Weathercloud Weather Station" Weatherclud คืออะไร? Weathercloud เป็นเครือข่ายขนาดใหญ่ของสถานีตรวจอากาศที่รายงานข้อมูลแบบเรียลไทม์จากทั่วทุกมุมโลก ได้ฟรีและมีสถานีตรวจอากาศมากกว่า 10,000 สถานีเชื่อมต่ออยู่ ประการแรก ฉันมีเว็บไซต์ HTML ของตัวเองที่ข้อมูลทั้งหมดถูกส่งไป แต่การสร้างเว็บไซต์และกราฟิกของคุณเองนั้นยาก และง่ายกว่ามากที่จะส่งข้อมูลทั้งหมดไปยังแพลตฟอร์มคลาวด์ขนาดใหญ่ที่มีกราฟิกที่ดีและเซิร์ฟเวอร์ที่เสถียร ฉันค้นหาวิธีส่งข้อมูลไปยัง weathercloud และพบว่าคุณสามารถทำได้อย่างง่ายดายด้วยการโทร GET แบบง่ายๆ ปัญหาเดียวของ Weathercloud คือบัญชีฟรีช่วยให้คุณสามารถส่งข้อมูลทุก ๆ สิบนาทีเท่านั้น แต่นั่นไม่น่าจะเป็นปัญหาสำหรับการใช้งานส่วนใหญ่ คุณจะต้องสร้างบัญชี Weathercloud เพื่อให้สามารถใช้งานได้ จากนั้นคุณจะต้องสร้างโปรไฟล์สถานีบนเว็บไซต์ของพวกเขา เมื่อคุณสร้างโปรไฟล์สถานีตรวจอากาศบน Weathercloud คุณจะได้รับ Weathercloud ID และ Weathercloud KEY เก็บสิ่งเหล่านี้ไว้เพราะ Arduino ต้องการให้พวกเขารู้ว่าจะส่งข้อมูลไปที่ใด

ขั้นตอนที่ 3: รายการชิ้นส่วน

ตกลง สำหรับโครงการนี้ คุณจะต้องมีทุกสิ่งที่ระบุไว้อย่างเรียบร้อยใน Google Docs BOM ของฉันที่นี่

ค่าใช้จ่ายโครงการโดยประมาณ: 150€/165$

ขั้นตอนที่ 4: เครื่องมือ

เครื่องมือเหล่านี้อาจมีประโยชน์ (แม้ว่าเครื่องมือส่วนใหญ่จะจำเป็นจริงๆ):

เครื่องตัดเลเซอร์

ช่างเชื่อม

เลื่อยเหล็ก

เครื่องปอกสายไฟ

สว่านไฟฟ้า

สว่านแบตเตอรี่

หัวแร้ง

คีม

ไขควง

ปืนกาว

มัลติมิเตอร์

ดอกสว่านเจาะต้นไม้

ขั้นตอนที่ 5: การออกแบบแผงควบคุม

ฉันไปกับสถาปัตยกรรมแบบรวมศูนย์ ซึ่งหมายความว่าทุกสิ่งที่สามารถทำได้ไม่เพียงอยู่ในกล่องเดียว แต่อยู่บนแผงวงจรเดียว ฉันเพิ่งได้เรียนรู้วิธีออกแบบ PCB ซึ่งเป็นทักษะที่มีคุณค่าและมีประโยชน์มาก โครงการทั้งหมดมีความประณีตและแม่นยำยิ่งขึ้นและสง่างามยิ่งขึ้นไปอีก สะดวกมาก: คุณเพียงแค่ส่งไฟล์ของคุณไปยังประเทศจีน และพวกเขาทำงานเดินสายทั้งหมด และส่งบอร์ดทั้งหมดให้กับคุณ จากนั้นคุณเพียงแค่ประสานส่วนประกอบเข้าที่แล้วเสร็จ

PCB มีไมโครคอนโทรลเลอร์ทั้งคู่ในสถานีนี้: ESP32 (หน่วยควบคุมหลัก) และ Arduino NANO (ตัวประมวลผลปริมาณน้ำฝน) นอกจากนี้ยังมีเซ็นเซอร์บางตัวซึ่งรวมถึง BME280, BHT1750 และ ML8511 แล้วมีโมดูล DS3231 RTC สุดท้ายแต่ไม่ท้ายสุด มีตัวต้านทานและขั้วต่อสกรูบางตัว

ฉันออกแบบบอร์ดของฉันใน Autodesk Eagle เพียงดาวน์โหลดไฟล์ Gerber ที่มีชื่อเรียกว่า "ESP32 weather station.zip" แล้วอัปโหลดไปยัง JLC PCB หรือถ้าคุณต้องการแก้ไข คุณสามารถดาวน์โหลดไฟล์ "ESP32 weather station schematic.sch" และ "ESP32 weather station board.brd" และแก้ไขใน Eagle ฉันขอแนะนำอย่างยิ่งให้ลงทะเบียนเรียน Circuit Board Design Class จาก Instructables ก่อน

ขั้นตอนที่ 6: การบัดกรี

โอเค ทุกคน คุณคงเคยทำสิ่งนี้มาก่อน กระดานที่สวยงามที่ฉันออกแบบนี้มีรอยเท้าซิลค์สกรีนที่สวยงามพิมพ์อยู่ เมื่อคุณมีสิ่งนั้น การบัดกรีควรเป็นชิ้นเค้กเพราะคุณจะเห็นได้อย่างชัดเจนว่าจะไปทำอะไร มีเพียงส่วนประกอบ THT ที่มีระยะห่างมาตรฐาน 0.1 ดังนั้น ต่อและประสานบอร์ดเพราะคุณฉลาดและคุณสามารถทำได้ด้วยตัวเอง! ไม่ควรใช้เวลานานกว่าครึ่งชั่วโมง

อัปเดต 2020-07-18: ไม่จำเป็นต้องใช้โมดูล RTC อีกต่อไป ไม่จำเป็นต้องติดตั้งบนกระดาน คุณสามารถเรียนรู้เพิ่มเติมในขั้นตอนที่ 12

ขั้นตอนที่ 7: การสร้างเกราะป้องกันรังสี

เมื่อฉันสร้างสิ่งนี้ ฉันพูดกับตัวเองว่า "เอาล่ะ คุณทำมาแล้วสองครั้ง ไม่มีโอกาสที่คุณจะทำมันพังในตอนนี้" และฉันไม่ได้

แผงป้องกันรังสีดวงอาทิตย์เป็นสิ่งที่ใช้กันทั่วไปในสถานีตรวจอากาศเพื่อป้องกันการแผ่รังสีแสงอาทิตย์โดยตรง ดังนั้นจึงช่วยลดข้อผิดพลาดในการวัดอุณหภูมิได้ นอกจากนี้ยังทำหน้าที่เป็นตัวยึดสำหรับเซ็นเซอร์อุณหภูมิ เกราะป้องกันรังสีมีประโยชน์มากแต่มักจะทำจากเหล็กและมีราคาแพง ดังนั้นฉันจึงตัดสินใจสร้างเกราะป้องกันด้วยตัวเอง ฉันสร้าง Instructable ที่แสดงวิธีทำเกราะป้องกันรังสีเช่นนี้

ขั้นตอนที่ 8: กล่องควบคุม

เห็นได้ชัดว่าส่วนหลักของสถานีนี้คือกล่องควบคุม มีไมโครคอนโทรลเลอร์หลักและรอง เซ็นเซอร์บางตัว RTC และส่วนประกอบแบบพาสซีฟบางตัว ทั้งหมดนี้อยู่ในแพ็คเกจ IP65 ที่สะดวกสบาย กล่องมีฝาปิดโปร่งแสงเพื่อให้แสงแดดส่องผ่านไปยังเซ็นเซอร์ UV และรังสีดวงอาทิตย์ได้

ก่อนที่เราจะสามารถติดตั้ง PCB ได้ เราต้องเตรียมกล่องสำหรับสายเคเบิล มีสายไฟและสายไฟข้อมูลห้าเส้นอยู่ในกล่อง เพื่อรักษาคุณสมบัติการกันน้ำของสถานี เราจะต้องใช้ต่อมสายเคเบิลกันน้ำ โดยเฉพาะ PG7 หนึ่งตัวสำหรับสายไฟ PG7 ตัวที่สองสำหรับเซ็นเซอร์วัดลมและปริมาณน้ำฝน และ PG11 ตัวที่สามสำหรับเซ็นเซอร์อุณหภูมิทั้งคู่ ฉันใส่ต่อมที่ใหญ่กว่า (PG11) ไว้ตรงกลางผนังด้านหนึ่งของกล่อง และต่อมที่เล็กกว่า (PG7) สองต่อมที่ผนังฝั่งตรงข้าม ดังนั้นขั้นตอนการเปลี่ยนกล่องจะเป็นดังนี้:

1) ทำเครื่องหมายจุดกึ่งกลางสำหรับแต่ละหลุมด้วยเครื่องหมาย

2) เจาะรูเล็ก ๆ ด้วยดอกสว่านบาง ๆ

3) ค่อยๆ เพิ่มขนาดของรูด้วยสว่านเจาะต้นไม้

4) ล้างหลุม

5) ใส่และยึดต่อมสายเคเบิลในแต่ละรู

ขั้นตอนที่ 9: PCB Mount

เนื่องจากฉันมี Autodesk Eagle เวอร์ชันทดลองสำหรับนักเรียนเท่านั้น ฉันจึงไม่สามารถออกแบบ PCB ที่ใหญ่กว่า 8 ซม. ทุกอย่างเข้ากับบอร์ดนี้ ไม่เป็นไร ปัญหาอยู่ที่กล่องควบคุมเท่านั้น รูยึดบอร์ดที่ให้มาในกล่องห่างกัน 14 ซม. ซึ่งหมายความว่าเราต้องการตัวยึดสำหรับ PCB นี่อาจเป็นบอร์ด (ไม้/พลาสติก/โลหะ) ที่เราจะติด PCB จากนั้นเราจะแนบบอร์ดยึดเข้ากับกล่องควบคุม ด้วยวิธีนี้ PCB จะถูกยึดเข้ากับกล่องควบคุม

คุณสามารถสร้างที่ยึดได้ตามที่คุณต้องการ คุณสามารถทำด้วยตัวเองจากแผ่นไม้หรือเหล็ก คุณสามารถตัดด้วยเลเซอร์ (เหมือนฉัน) หรือพิมพ์ 3 มิติก็ได้ ฉันรวมขนาดของกระดานด้วย ดังนั้นคุณจึงเลือกได้ หากคุณมีเครื่องตัดเลเซอร์ การตัดด้วยเลเซอร์เป็นตัวเลือกที่ง่ายที่สุด คุณสามารถค้นหาไฟล์เครื่องตัดเลเซอร์ได้ที่นี่ทั้งในรูปแบบ.pdf และ.svg

อย่างที่คุณเห็นฉันได้ใช้ผู้ถือหลายรูปแบบ สุดท้าย ฉันเลือกใช้อะครีลิคเพราะไม่ได้รับผลกระทบจากความชื้น (เหมือนไม้) และไม่ดึงดูดความร้อน (เหมือนเหล็ก)

ขั้นตอนที่ 10: การประกอบ + การเดินสายไฟ

นี้จะเป็นเรื่องง่ายสวยที่จะทำ แต่ค่อนข้างยากที่จะอธิบายเพราะมีขั้นตอนเล็ก ๆ มากมาย มาเริ่มกันเลยดีกว่า:

1) ใส่สายเคเบิลทั้งหมดลงในรูที่กำหนด อย่าเพิ่งยึดสายเคเบิลต่อม

2) เชื่อมต่อสายไฟทั้งหมดจากเซ็นเซอร์วัดลม เซ็นเซอร์วัดปริมาณน้ำฝน และจากสายไฟตามแผนผังการเดินสายที่ให้มา อย่าเพิ่งต่อสายเคเบิลจากเซ็นเซอร์อุณหภูมิ

3) หากติดตั้งแล้ว ให้ถอดที่ยึด PCB ออก จากนั้นพลิก PCB เพื่อให้สายเคเบิลไปที่ด้านล่างของมัน ยึดที่ยึด PCB ให้แน่นเพื่อให้สายเคเบิลถูกยึดในแนวระนาบระหว่าง PCB กับที่ยึด

4) ใส่และขันสกรูเข้ากับ PCB mount ด้วย PCB

5) ยึดต่อมสายเคเบิลที่มีขนาดเล็กกว่า (PG7) สองอัน อย่าเพิ่งยึดอันที่ใหญ่กว่า

6) ใส่และเชื่อมต่อสายเคเบิลจากเซ็นเซอร์อุณหภูมิตามแผนผังการเดินสายที่ให้มา

7) ใส่ฝาครอบด้านบนแล้วขันให้เข้าที่

ขั้นตอนที่ 11: มีความสุข

ขั้นตอนนี้เป็นเหมือนด่านตรวจ ณ จุดนี้ คุณควรทำตัวเองให้ดูเหมือนสิ่งที่คุณเห็นในภาพ ถ้าถูกต้องก็ยินดี ไปเถอะ หาของว่างและพักผ่อนให้ตัวเอง เพราะนี่ไม่ใช่แค่ก้าวเล็กๆ ก้าวเดียวสำหรับผู้ชาย แต่เป็นการก้าวกระโดดครั้งใหญ่ของมนุษยชาติ ถ้าไม่ ให้ดูขั้นตอนก่อนหน้าและค้นหาปัญหา หากไม่ช่วยแสดงความคิดเห็นหรือส่งข้อความถึงฉัน

ดังนั้นเมื่อคุณแข็งแรงและฟิตอีกครั้ง คุณสามารถก้าวไปข้างหน้าในส่วนการเขียนโค้ดและการดีบัก

ขั้นตอนที่ 12: การเข้ารหัสและการดีบัก

เย้ๆ ทุกคนชอบเขียนโค้ด! และแม้ว่าคุณจะไม่ทำเช่นนั้น ก็ไม่สำคัญเพราะคุณสามารถดาวน์โหลดและใช้รหัสของฉันได้

ประการแรก คุณต้องเพิ่มโมดูล ESP32 dev ให้กับผู้จัดการบอร์ดของคุณ ในการดำเนินการนี้ คุณจะต้องดาวน์โหลดแพ็คเกจ JSON และติดตั้งผ่านตัวจัดการบอร์ด ดูบทช่วยสอนนี้โดย Random Nerd Tutorials

ตอนนี้คุณต้องดาวน์โหลดไลบรารีที่จำเป็นทั้งหมด ฉันสร้างไฟล์ ZIP "Libraries.zip" เพื่อให้คุณทำให้มันง่ายขึ้น อย่านำเข้าไฟล์เก็บถาวรไปยัง Arduino IDE เหมือนไลบรารี่แบบคลาสสิก ให้แตกไฟล์เก็บถาวรและย้ายไฟล์ทั้งหมดไปที่ Documents/Arduino/libraries แทน ตอนนี้คุณสามารถดาวน์โหลดทั้งสี่โปรแกรมของฉัน: "Wi-Fi_Weathercloud_API_test.ino", "System_test.ino", "ESP32_Weathercloud_Weather_Station.ino"

เปิด "Wi-Fi_Weathercloud_API_test.ino" คุณจะต้องเปลี่ยนสองสามสิ่ง ประการแรก คุณจะต้องแทนที่ "SSID" และ "KEY" ด้วย SSID เครือข่าย Wi-Fi (ชื่อ) และรหัสผ่านของคุณ ประการที่สอง คุณจะต้องแทนที่ "WID" และ "KEY" ด้วย Weathercloud ID และ KEY ที่คุณควรมีจากขั้นตอนที่ 2 คุณจะต้องทำเช่นเดียวกันกับ "ESP32_Weathercloud_Weather_Station.ino" ไปต่อและอัปโหลดรหัสไปที่ ESP32 คุณควรเห็นข้อมูลที่กำหนดไว้ล่วงหน้าปรากฏขึ้นบนเว็บไซต์ Weathercloud หากถูกต้องให้ดำเนินการต่อ

อัปโหลด "System_test.ino" ไปยัง ESP32 และ "I2C_rainfall_sender" ไปยัง Arduino NANO เปิด Serial Console ของ ESP32 ที่ 115200 baud ตอนนี้คุณควรเห็นข้อมูลเซ็นเซอร์เข้ามาทุกๆ 15 วินาทีบนหน้าจอของคุณ เล่นกับเซ็นเซอร์ ส่องแสงในเซ็นเซอร์รังสีดวงอาทิตย์ เป่าเข้าไปในเซ็นเซอร์วัดความเร็วลม ทำให้หัววัดอุณหภูมิร้อน… วิธีนี้คุณสามารถทดสอบว่าทุกอย่างทำงานได้ดีหรือไม่ หากคุณสรุปว่าทุกอย่างเป็นไปตามที่ควรจะเป็น ให้ดำเนินการต่อ

อัปโหลด "ESP32_Weathercloud_Weather_Station.ino" ไปยัง ESP32 หากคุณทำทุกอย่างถูกต้องแล้ว คุณจะเห็นข้อมูลจริงจากสถานีเข้ามาในหน้า Weathercloud ทุกๆ 10 นาที หากใช้งานได้ แสดงว่าสถานีของคุณทำงานได้อย่างสมบูรณ์แล้ว และสิ่งเดียวที่ต้องทำคือติดตั้งในที่ที่ดี

อัปเดต 2020-07-18: โปรแกรมรอง/ทดสอบทั้งหมดยังคงเหมือนเดิม แต่โปรแกรมหลักของสถานีตรวจอากาศได้รับการอัพเกรด โครงสร้างของโค้ดมีความชัดเจนมากขึ้นกว่าเดิมมาก คุณสามารถตั้งค่าพารามิเตอร์ที่จำเป็นทั้งหมดได้ในตอนต้นของโค้ด ขณะนี้ ESP32 ได้รับเวลาจากเซิร์ฟเวอร์ NTP ดังนั้นจึงไม่จำเป็นต้องใช้โมดูล RTC อีกต่อไป สุดท้ายแต่ไม่ท้ายสุด ขณะนี้ ESP32 กำลังเรียกใช้ขั้นตอนการนอนหลับลึกเมื่อไม่ได้วัดและส่งข้อมูล ซึ่งจะช่วยลดการใช้พลังงานและยังช่วยยืดอายุการใช้งานของสถานีตรวจอากาศอีกด้วย หากต้องการใช้รหัสใหม่ เพียงดาวน์โหลดโค้ด "ESP32_Weathercloud_Weather_Station.ino" ที่อัปเกรดแล้ว และไฟล์ ZIP ที่อัปเดตพร้อมไลบรารี (Instructables ไม่ยอมรับดังนั้นนี่คือลิงก์ Google Drive) สนุก!

ขั้นตอนที่ 13: ติดตั้งสถานี

ดังนั้นหลังจากที่คุณได้ยืนยันว่าสถานีของคุณใช้งานได้แล้ว คุณต้องออกแบบและติดตั้งอุปกรณ์ดังกล่าว มันจะต้องแข็งแรง ทนทาน กระทัดรัด และสุดท้ายก็จะต้องสวยไม่แพ้กัน ทำตามขั้นตอนนี้เป็นคำแนะนำหรือแรงบันดาลใจมากกว่าคำแนะนำที่แม่นยำ ฉันไม่รู้ว่าคุณจะติดมันที่ไหน คุณต้องมีความคิดสร้างสรรค์เพิ่มขึ้นอีกเล็กน้อย แต่ถ้าคุณมีหลังคาเรียบที่มีท่อโลหะขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 5 ซม. ยื่นออกมา ให้ทำตามที่ฉันทำ สถานีนี้มีสองกล่อง ดังนั้นฉันจึงตัดสินใจวางทั้งสองไว้ใกล้กันบนแผงโลหะ ต้องติดตั้งบนท่อโลหะที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 5 ซม. ดังนั้นฉันจึงวางท่อที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางภายใน 5 ซม. ที่ด้านล่างของแผง เซ็นเซอร์วัดลมทั้งสองตัวต้องอยู่ห่างจากส่วนอื่นๆ ของสถานี ดังนั้นให้วางท่อยาว 40 ซม. สองท่อที่แต่ละด้านของสถานีและท่อยาว 10 ซม. สองท่อที่ปลายท่อแต่ละอัน ควรติดตั้งแผ่นป้องกันรังสีใต้แผงเพื่อให้เงาเป็นพิเศษ สำหรับสิ่งนี้ ฉันใส่ขายึด L ขนาด 7 x 15 ซม. บนท่อโลหะอย่างหนา

นี่คือชิ้นส่วนโลหะที่จำเป็นทั้งหมดทีละชิ้น [ขนาดเป็นมม.]:

1x ท่อ เส้นผ่านศูนย์กลางภายใน 50 ยาว 300

แผง 1x 250 x 300 ความหนา 3

1x วงเล็บ L, 75 และ 150 แขน

ท่อ 2x เส้นผ่านศูนย์กลางภายนอก 12 ยาว 400

ท่อ 2x เส้นผ่านศูนย์กลางภายใน 17 ยาว 100

เมื่อคุณมีชิ้นส่วนโลหะเหล่านี้ทั้งหมดแล้ว คุณสามารถเชื่อมมันเข้าที่ตามแบบจำลอง 3 มิติที่ฉันให้มา จากนั้นคุณจะต้องเจาะรูทั้งหมดสำหรับกล่องและสำหรับเกราะป้องกันรังสี จากนั้นก็ทาสีด้วยสีสำหรับโลหะ ฉันขอแนะนำให้ใช้สีขาวเพราะมันดูดซับความร้อนน้อยที่สุดจากทุกสี เพียงเท่านี้คุณก็มีฐานติดตั้งสถานีที่คุณสามารถติดตั้งสถานีของคุณได้แล้ว!

ขั้นตอนที่ 14: การติดตั้ง

หยิบสถานีตรวจอากาศ พาหนะ และเครื่องมือทั้งหมดของคุณ เพราะคุณต้องการมันทั้งหมด ขึ้นรถ (หรือรถประจำทางที่ฉันไม่สนใจ) และไปยังตำแหน่งในอนาคตของสถานีของคุณ สุดท้าย คุณสามารถติดตั้งสถานีได้

การทำให้สถานีตรวจอากาศของคุณทำงานได้ในเวิร์กช็อปของคุณเป็นเรื่องหนึ่ง แต่การทำให้สถานีตรวจอากาศใช้งานได้ในสภาวะที่ไม่เอื้ออำนวยในโลกแห่งความเป็นจริงก็เป็นอีกเรื่องหนึ่ง ขั้นตอนการติดตั้งขึ้นอยู่กับอาคารที่คุณติดตั้งสถานีเป็นอย่างมาก แต่ถ้าคุณมีด้ามจับจากขั้นตอนก่อนหน้าและสว่านทรงพลังก็ถือว่าใช้ได้ คุณเพียงแค่ติดท่อหนาจากตัวยึดเข้ากับท่อที่บางกว่าเล็กน้อยบนหลังคา จากนั้นเจาะท่อทั้งสองท่อแล้วขันให้แน่นด้วยสกรูยาว ติดตั้งกล่องและเซ็นเซอร์ทั้งหมด แค่นั้นแหละ. ติดตั้งสถานีของคุณสำเร็จแล้ว

เราทำสิ่งนี้ในวันที่ฝนตก มันยากมาก แต่เราไม่มีทางเลือกอื่นเนื่องจากกำหนดเส้นตายการแข่งขัน

ขั้นตอนที่ 15: Power, Uplink Setup และ Debugging

สถานีของคุณได้รับการติดตั้งแล้ว แต่ยังไม่ออนไลน์ มาทำกันตอนนี้เลย คุณต้องเปิดเครื่องสถานีอย่างใด คุณต้องมีความคิดสร้างสรรค์เล็กน้อยที่นี่ คุณสามารถใส่อะแดปเตอร์ภายในบ้านและดึงสายเคเบิลผ่านหน้าต่าง คุณสามารถฝังสายเคเบิลใต้ดิน คุณสามารถจ่ายไฟผ่านแผงโซลาร์เซลล์ สิ่งสำคัญคือมี 5V 500mA บนพินของสายไฟที่มาจากกล่องควบคุม จำไว้ว่าทุกอย่างต้องทนต่อสภาพอากาศ! เมื่อคุณเปิดสถานีแล้ว คุณสามารถไปยังการตั้งค่าอัปลิงค์และแก้ไขจุดบกพร่องได้

การตั้งค่าอัปลิงค์นั้นโดยทั่วไปแล้วจะทำให้ ESP32 เชื่อมต่อกับเครือข่าย Wi-Fi ของคุณ ถ้ามันอยู่ในบ้านของคุณก็ควรจะดี หากอยู่ในโรงรถหรือห่างจากกัน คุณอาจต้องใช้ตัวขยายสัญญาณ Wi-Fi หรือแม้แต่เครือข่าย Wi-Fi ที่กำหนดเอง จากนั้นขั้นตอนการดีบักจะตามมาคุณสามารถอัปโหลดโค้ดสุดท้ายและหวังว่าจะดีที่สุด แต่ฉันขอแนะนำให้ทดสอบเซ็นเซอร์แต่ละตัวทีละตัวเพื่อให้แน่ใจว่าทุกอย่างทำงานอย่างถูกต้อง โดยพื้นฐานแล้วเหมือนกับในขั้นตอนที่ 12 หากทุกอย่างทำงานตามปกติ คุณสามารถกดปุ่ม UPLOAD ถอดสาย USB และปิดกล่องควบคุม

ขั้นตอนที่ 16: ใช้ชีวิตอย่างมีความสุขตลอดไป

Jeez นี่เป็นนาทีสุดท้ายจริงๆ ฉันสังเกตเห็นการประกวด Sensors เพียง 10 วันก่อนสิ้นสุด เย็นวันเดียวกันนั้น ฉันต้องโทร 10 ครั้งเพื่อจัดการทุกอย่างที่จำเป็นในการทำให้สถานีเสร็จสมบูรณ์ มันยังไม่เสร็จเลย วันที่เราควรจะติดตั้งสถานีก็เกิดพายุขนาดยักษ์มาขัดขวางแผนการของเรา ฉันจำเป็นต้องสรุปข้อความทั้งหมดก่อนที่สถานีจะเสร็จสมบูรณ์ ในที่สุดสถานีก็ได้รับการติดตั้งในวันนี้ในวันเดียวกับที่ฉันเผยแพร่คำแนะนำนี้

มีหลายสิ่งที่สามารถทำได้ดีกว่านี้อย่างแน่นอน แต่มีหลายสิ่งที่มีประโยชน์มากมายที่คุณสามารถเรียนรู้ได้ที่นี่และนำไปใช้ในการสร้างสถานีของคุณเอง หากคุณทำตามขั้นตอนทั้งหมดอย่างถูกต้อง ตอนนี้คุณมีสถานีตรวจอากาศบนระบบคลาวด์ ESP32 ที่ทำงานได้อย่างสมบูรณ์ และนั่นคือสิ่งที่! การทำงานหนักทั้งหมดได้รับผลตอบแทน (ฉันหวังว่ามันจะทำ) คุณสามารถดูข้อมูลจากสถานีของฉันได้ที่นี่ หากคุณมีคำถามหรือข้อเสนอแนะ เรายินดีที่จะรับฟังในส่วนความคิดเห็นด้านล่าง

ใช่ และถ้าคุณชอบโครงการนี้ ฉันจะขอบคุณมากถ้าคุณโหวตให้ฉันในการประกวดเซนเซอร์ ขอบคุณมากและสนุก!!!

รางวัลชนะเลิศการประกวดเซนเซอร์