Kituo cha Hali ya Hewa cha WiFi ya jua V1.0: 19 Hatua (na Picha)

2024 Mwandishi: John Day | [email protected]. Mwisho uliobadilishwa: 2024-01-30 12:52

Katika hii inayoweza kufundishwa, nitakuonyesha jinsi ya kujenga Kituo cha Hali ya Hewa cha WiFi ya jua na bodi ya Wemos. Wemos D1 Mini Pro ina sababu ndogo na anuwai ya kuziba-na-kucheza hufanya suluhisho bora kwa kuanza haraka na programu ya ESP8266 SoC. Ni njia isiyo na gharama kubwa ya kujenga Mtandao wa Vitu (IoT) na inaendana na Arduino.

Unaweza pia kuangalia toleo langu jipya- Kituo cha hali ya hewa cha 3.0.

Unaweza pia kuangalia toleo langu jipya la 2.0 Kituo cha Hali ya Hewa.

Unaweza kununua PCB ya V2.0 kutoka PCBWay.

Unaweza kupata miradi yangu yote kwenye

Kituo kipya cha hali ya hewa kina huduma zifuatazo:

1. Kituo cha hali ya hewa kinaweza kupima: Joto, Unyevu, Shinikizo la Barometri, Urefu

2. Unaweza kufuatilia vigezo vya hali ya hewa hapo juu kutoka kwa Smartphone yako au kutoka kwa wavuti (ThingSpeak.com)

3. Mzunguko wote pamoja na usambazaji wa umeme huwekwa ndani ya ua wa 3D uliochapishwa.

4. Upeo wa kifaa umeimarishwa kwa kutumia antenna ya nje ya 3dBi. Ni karibu mita 100.

Hatua ya 1: Sehemu na Zana zinahitajika

1. Wemos D1 Mini Pro (Amazon / Banggood)

2. Bodi ya kuchaji TP 4056 (Amazon / Aliexpress)

3. Diode (Aliexpress)

Sensorer ya BME 280 (Aliexpress)

5. Jopo la jua (Banggood)

6. Bodi ya Kutobolewa (Banggood)

7. Vituo vya Parafujo (Banggood)

8. Kusimama kwa PCB (Banggood)

9. Betri ya Li Ion (Banggood)

10. Mmiliki wa Batri ya AA (Amazon)

11. 22 waya wa AWG (Amazon / Banggood)

12. Super Gundi (Amazon)

13. Mkanda wa Bomba (Amazon)

14. 3D filament ya uchapishaji -PLA (GearBest)

Zana Zilizotumika:

Printa ya 1.3D (Anet A8 / Mini CR-10 Mini)

2. Chuma cha Soldering (Amazon)

3. Bunduki ya Gundi (Amazon)

4. Mkata waya / Stripper (Amazon)

Hatua ya 2: Ugavi wa Umeme

Mpango wangu ni kupeleka kituo cha hali ya hewa mahali pa mbali (nyumba yangu ya shamba). Kuendesha Kituo cha Hali ya Hewa kwa kuendelea, lazima kuwe na umeme kwa kuendelea vinginevyo mfumo hautafanya kazi. Njia bora ya kutoa nguvu inayoendelea kwa mzunguko ni kutumia betri. Lakini baada ya siku kadhaa juisi ya betri itaisha, na ni kazi ngumu sana kwenda huko na kuichaji. Kwa hivyo mzunguko wa kuchaji jua ulipendekezwa kutumia nishati ya bure kutoka kwa jua kuchaji betri na kuiwezesha bodi ya Wemos. Nimetumia betri ya Li-Ion 14450 badala ya betri 18650 kwa sababu ya ukubwa wake mdogo. Saizi ni sawa na ya betri ya AA.

Betri inachajiwa kutoka kwa jopo la jua kupitia moduli ya kuchaji TP4056. Moduli ya TP4056 inakuja na chip ya ulinzi wa betri au bila chip ya kinga. Nitapendekeza kununua moduli ambayo ina chip ya ulinzi wa betri iliyojumuishwa.

Kuhusu Chaja ya Batri ya TP4056

Moduli ya TP4056 ni kamili kwa kuchaji seli moja 3.7V 1 Ah au seli za juu za LiPo. Kwa msingi wa chaja ya TP4056 IC na ulinzi wa betri ya DW01 IC moduli hii itatoa malipo ya 1000 mA sasa na kukatwa wakati kuchaji kumalizika. Kwa kuongezea, wakati voltage ya betri inapungua chini ya 2.4V ulinzi IC itakata mzigo kulinda seli kutoka chini ya voltage. Pia inalinda dhidi ya ushuru kupita kiasi na kugeuza unganisho la polarity.

Hatua ya 3: Kupima Takwimu za Hali ya Hewa

Katika siku za mapema, vigezo vya hali ya hewa kama hali ya joto iliyoko, unyevu, na shinikizo la kibaometri vilipimwa na vyombo tofauti vya analogi: kipima joto, mseto, na barometri. Lakini leo soko lina mafuriko na sensorer za dijiti za bei rahisi na bora ambazo zinaweza kutumiwa kupima vigezo anuwai vya mazingira. Mifano bora ni sensorer kama DHT11, DHT 22, BMP180, BMP280, nk.

Katika mradi huu, tutatumia sensa ya BMP 280.

BMP 280:

BMP280 ni sensorer ya kisasa ambayo kwa usahihi inapima shinikizo la kijiometri na joto kwa usahihi unaofaa. BME280 ni kizazi kijacho cha sensorer kutoka Bosch na ni sasisho kwa BMP085 / BMP180 / BMP183 - na kelele ya chini ya urefu wa 0.25m na wakati huo huo wa haraka wa ubadilishaji.

Faida ya sensa hii ni kwamba inaweza kutumia ama I2C au SPI kwa mawasiliano na mdhibiti mdogo. Kwa wiring rahisi, nitapendekeza kununua bodi ya toleo la I2C.

Hatua ya 4: Kutumia Antena ya Nje (3dBi)

Bodi ya Wemos D1 mini Pro ina antena ya kauri iliyojengwa pamoja na kifungu cha kuunganisha antena ya nje kuboresha safu. Kabla ya kutumia antena ya nje, lazima uelekeze tena ishara ya antena kutoka kwa antena ya kauri iliyojengwa, hadi kwenye tundu la nje. Hii inaweza kufanywa kwa kuzungusha mlima mdogo wa uso (0603) Zero Ohm resistor (wakati mwingine huitwa kiungo).

Unaweza kutazama video hii iliyotengenezwa na Alex Eames kuzungusha kipinga cha zero ohm.

Kisha piga kontakt SMA ya antenna kwenye wimu ya mini ya Wemos Pro mini.

Hatua ya 5: Solder the Headers

Moduli za Wemos huja na vichwa anuwai lakini lazima ubadilishe kulingana na mahitaji yako.

Kwa mradi huu, 1. Solder vichwa viwili vya kiume kwa Wemos D1 pro mini board.

2. Solder kichwa cha kiume cha pini 4 kwa moduli ya BMP 280.

Baada ya kuuza vichwa vya habari moduli itaonekana kama inavyoonekana kwenye picha hapo juu.

Hatua ya 6: Kuongeza Vichwa na Vituo

Hatua inayofuata ni kuuza vichwa kwenye bodi iliyotobolewa.

1. Kwanza, weka ubao wa Wemos juu ya ubao uliotobolewa na uweke alama alama ya nyayo. Kisha solder safu mbili za vichwa vya kike juu ya nafasi iliyowekwa alama.

2. Kisha solder vichwa 4 vya vichwa vya kike kama inavyoonekana kwenye picha.

3. Solder vituo screw kwa uhusiano wa betri.

Hatua ya 7: Weka Bodi ya Kuchaji:

Bandika kipande kidogo cha mkanda wenye pande mbili upande wa nyuma wa moduli ya kuchaji kisha ubandike kwenye ubao ulioboreshwa kama inavyoonyeshwa kwenye picha. Wakati wa kuweka huduma inapaswa kuchukuliwa ili kuoanisha bodi kwa njia ambayo mashimo ya kutengeneza yatafanana na mashimo ya bodi iliyotobolewa.

Kuongeza terminal kwa Jopo la jua

Solder terminal screw karibu na bandari ndogo ya USB ya bodi ya kuchaji.

Unaweza kuuza terminal hii katika hatua ya mapema pia.

Hatua ya 8: Mchoro wa Wiring

Kwanza nilikata vipande vidogo vya waya za rangi tofauti na kuvua insulation kwenye ncha zote mbili.

Kisha nikauza waya kulingana na mchoro wa Mchoro kama inavyoonyeshwa kwenye picha hapo juu.

Wanawake -> BME 280

3.3 V - -> Vin

GND GND

D1 SCL

D2 SDA

Uunganisho wa TP4056

Kituo cha Jopo la jua -> + na - karibu na bandari ndogo ya USB

Kituo cha Betri -> B + na B-

5V na GND ya Wemos -> Nje + na Nje-

Kumbuka: Diode iliyounganishwa na paneli ya jua (iliyoonyeshwa kwa skimu) haihitajiki kwani moduli ya TP4056 imeweka diode iliyojengwa kwenye pembejeo.

Hatua ya 9: Kubuni Kizuizi

Hii ilikuwa hatua ya kuchukua muda mwingi kwangu. Nimetumia karibu masaa 4 kutengeneza boma. Nilitumia Autodesk Fusion 360 kuibuni. Ufungaji una sehemu mbili: Mwili Mkuu na Jalada la Mbele

Mwili kuu kimsingi umeundwa kutoshea vifaa vyote. Inaweza kubeba vifaa vifuatavyo

1. Bodi ya mzunguko ya 50x70mm

2. Mmiliki wa betri ya AA

3. 85.5 x 58.5 x 3 mm Jopo la jua

4. 3dBi antenna ya nje

Pakua faili za.stl kutoka Thingiverse

Hatua ya 10: Uchapishaji wa 3D

Baada ya kukamilika kwa muundo, ni wakati wa 3D kuchapisha kiambatisho. Katika Fusion 360 unaweza kubonyeza kutengeneza na kukata mfano kwa kutumia programu ya kipara. Nimetumia Cura kukata mfano.

Nilitumia printa ya Anet A8 3D na PLA ya kijani 1.75 mm kuchapisha sehemu zote za mwili. Ilinichukua kama masaa 11 kuchapisha mwili kuu na karibu masaa 4 kuchapisha kifuniko cha mbele.

Nitapendekeza utumie printa nyingine kwako ambayo ni Creality CR - 10. Sasa toleo la mini la CR-10 linapatikana pia. Printa za Uumbaji ni mojawapo ya Printa ya 3D ninayopenda.

Kwa kuwa mimi ni mpya kwa muundo wa 3D, muundo wangu haukuwa na matumaini. Lakini nina hakika, eneo hili linaweza kufanywa kwa kutumia nyenzo ndogo (wakati mdogo wa kuchapisha). Nitajaribu kuboresha muundo baadaye.

Mipangilio yangu ni:

Kasi ya kuchapisha: 40 mm / s

Urefu wa Tabaka: 0.2

Jaza wiani: 15%

Joto la Extruder: 195 deg C

Kitanda cha kitanda: 55 deg C

Hatua ya 11: Kufunga Jopo la jua na Betri

Solder waya 22 nyekundu ya AWG kwa terminal nzuri na waya mweusi kwa terminal hasi ya jopo la jua.

Ingiza waya mbili kwenye mashimo kwenye paa la mwili kuu uliofungwa.

Tumia gundi kubwa kurekebisha Jopo la jua na ubonyeze wakati fulani kwa kushikamana vizuri.

Funga mashimo kutoka ndani kwa kutumia gundi ya moto.

Kisha ingiza kipakiaji cha betri ndani ya sehemu iliyo chini ya kiambata.

Hatua ya 12: Kufunga Antena

Fungua karanga na washer kwenye kontakt SMA.

Ingiza kontakt SMA ndani ya mashimo yaliyotolewa kwenye ua. Tazama picha hapo juu.

Kisha kaza nati pamoja na washers.

Sasa sakinisha antena kwa kujipanga vizuri na kiunganishi cha SMA.

Hatua ya 13: Kusanikisha Bodi ya Mzunguko

Panda msimamo kwenye pembe 4 za bodi ya mzunguko.

Tumia gundi kubwa kwenye nafasi 4 kwenye ua. Rejea picha hapo juu.

Kisha pangilia kusimama na nafasi nne na kuiweka. acha zingine zikauke.

Hatua ya 14: Funga Jalada la Mbele

Baada ya kuchapisha kifuniko cha mbele, inaweza kuwa haifai kabisa kwa mwili kuu uliofungwa. Kama ni hivyo, mchanga tu kando kando kwa kutumia karatasi ya mchanga.

Telezesha kifuniko cha mbele hadi kwenye nafasi kwenye mwili kuu.

Ili kuilinda, tumia mkanda wa bomba chini.

Hatua ya 15: Programu

Kutumia Wemos D1 na maktaba ya Arduino, itabidi utumie Arduino IDE na msaada wa bodi ya ESP8266. Ikiwa haujafanya hivyo bado, unaweza kusanikisha usaidizi wa Bodi ya ESP8266 kwa IDE yako ya Arduino kwa kufuata mafunzo haya na Sparkfun.

Mipangilio ifuatayo ni bora:

Mzunguko wa PU: 80MHz 160MHz

Ukubwa wa Kiwango: 4M (3M SPIFFS) - 3M Ukubwa wa mfumo wa faili 4M (1M SPIFFS) - 1M Ukubwa wa mfumo wa faili

Kasi ya Kupakia: 921600 bps

Nambari ya Arduino ya Programu ya Blynk:

Njia ya Kulala:

ESP8266 ni kifaa kizuri cha njaa ya nguvu. Ikiwa unataka mradi wako kuzima betri kwa zaidi ya masaa machache, una chaguzi mbili:

1. Pata betri kubwa

2. Kwa ujanja weka Kitanda usingizi.

Chaguo bora ni chaguo la pili. Kabla ya kutumia huduma ya usingizi mzito, pini ya Wemos D0 lazima iunganishwe na pini ya Rudisha.

Mikopo: Hii ilipendekezwa na mmoja wa Watumiaji wa Maagizo "tim Rowledge".

Chaguo zaidi la Kuokoa Nguvu:

Wemos D1 Mini ina LED ndogo ambayo huangaza wakati bodi inaendeshwa. Inatumia nguvu nyingi. Kwa hivyo vuta tu LED hiyo kwenye bodi na jozi ya koleo. Itashusha sana usingizi sasa chini.

Sasa kifaa kinaweza kukimbia kwa muda mrefu na betri moja ya Li-Ion.

#fafanua BLYNK_PRINT Serial // Toa maoni yako ili kulemaza kuchapisha na kuhifadhi nafasi # ni pamoja na # pamoja

# pamoja na "Seeed_BME280.h" # pamoja BME280 bme280; // Unapaswa kupata Auth Token katika Programu ya Blynk. // Nenda kwenye Mipangilio ya Mradi (icon ya nut). char auth = "3df5f636c7dc464a457a32e382c4796xx"; // Kitambulisho chako cha WiFi. // Weka nenosiri kwa "" kwa mitandao wazi. char ssid = "SSID"; char pass = "NENO LA PASS"; kuanzisha batili () {Serial.begin (9600); Blynk kuanza (auth, ssid, pass); Kuanzia Serial (9600); ikiwa (! bme280.init ()) {Serial.println ("Kosa la Kifaa!"); }} kitanzi batili () {Blynk.run (); // kupata na kuchapisha joto kuelea temp = bme280.getTemperature (); Serial.print ("Temp:"); Printa ya serial (temp); Serial.println ("C"); // pini halisi 0 Blynk.virtualWrite (4, temp); // pini halisi 4 // pata na uchapishe shinikizo la anga shinikizo la kuelea shinikizo = bme280.get Pressure (); // shinikizo katika Pa kuelea p = shinikizo / 100.0; // shinikizo katika hPa Serial.print ("Shinikizo:"); Printa ya serial (p); Serial.println ("hPa"); Blynk. VirtualWrite (1, p); // pini halisi 1 // pata na uchapishe urefu wa data kuelea urefu = bme280.calcAltitude (shinikizo); Serial.print ("Urefu:"); Serial.print (urefu); Serial.println ("m"); Blynk. VirtualWrite (2, urefu); // pini halisi 2 // pata na uchapishe data ya unyevu unyevu wa kuelea = bme280.getHumidity (); Serial.print ("Unyevu:"); Printa ya serial (unyevu); Serial.println ("%"); Blynk. VirtualWrite (3, unyevu); // pini halisi 3 ESP. Kulala kwa kina (5 * 60 * 1000000); // kina Wakati wa kulala hufafanuliwa katika microseconds. }

Hatua ya 16: Sakinisha Programu ya Blynk na Maktaba

Blynk ni programu ambayo inaruhusu udhibiti kamili juu ya Arduino, Rasberry, Intel Edison, na vifaa vingi zaidi. Ni patanifu na Android na iPhone. Kwa sasa programu ya Blynk inapatikana bila gharama.

Unaweza kupakua programu kutoka kwa kiunga kifuatacho

1. Kwa Android

2. Kwa Iphone

Baada ya kupakua programu, kuiweka kwenye smartphone yako.

Kisha lazima uingize maktaba kwenye IDE yako ya Arduino.

Pakua Maktaba

Unapoendesha programu kwa mara ya kwanza, unahitaji kuingia - kuingiza anwani ya barua pepe na nywila. Bonyeza "+" upande wa juu kulia wa onyesho ili kuunda mradi mpya. Kisha uipe jina.

Chagua vifaa vya kulenga "ESP8266" Kisha bonyeza "E-mail" ili utumie ishara hiyo ya auth kwako - utaihitaji katika nambari

Hatua ya 17: Tengeneza Bodi ya Dash

Dashibodi inajumuisha vilivyoandikwa tofauti. Ili kuongeza vilivyoandikwa fuata hatua zifuatazo:

Bonyeza "Unda" kuingia skrini kuu ya Dashibodi.

Ifuatayo, bonyeza "+" tena kupata "Sanduku la Wijeti"

Kisha buruta 4 Gauges.

Bonyeza kwenye grafu, itaibuka orodha ya mipangilio kama inavyoonyeshwa hapo juu.

Lazima ubadilishe jina "Joto", Chagua Pini ya Virtual V1, kisha ubadilishe anuwai kutoka 0 -50. Vivyo hivyo, fanya kwa vigezo vingine.

Mwishowe, buruta grafu na urudie utaratibu sawa na katika mipangilio ya kupima. Picha ya mwisho ya dashibodi imeonyeshwa kwenye picha hapo juu.

Unaweza kubadilisha rangi pia kwa kubofya ikoni ya mduara upande wa kulia wa Jina.

Hatua ya 18: Kupakia Takwimu za Sensorer kwa ThingSpeak

Kwanza, fungua akaunti kwenye ThingSpeak.

Kisha unda Kituo kipya kwenye akaunti yako ya ThingSpeak. Pata jinsi ya kuunda Kituo kipya

Jaza Shamba 1 kama Joto, Shamba 2 kama Unyevu na Shamba 3 kama shinikizo.

Katika akaunti yako ya ThingSpeak chagua "Channel" na kisha "Channel yangu".

Bonyeza kwenye jina la kituo chako.

Bonyeza kwenye kichupo cha "Funguo za API" na unakili "Andika Kitufe cha API"

Fungua nambari ya Solar_Weather_Station_ThingSpeak. Kisha andika SSID yako na Nenosiri.

Badilisha "WRITE API" na nakala ya "Andika Kitufe cha API".

Maktaba Inayohitajika: BME280

Mikopo: Nambari hii ya maandishi haijaandikwa na mimi. Nimeipata kutoka kwa kiunga kilichopewa video ya YouTube na plukas.

Hatua ya 19: Jaribio la Mwisho

Weka kifaa kwenye jua, nyekundu iliyoongozwa kwenye moduli ya sinia ya TP 4056 itawaka.

1. Ufuatiliaji wa Programu ya Blynk:

Fungua mradi wa Blynk. Ikiwa kila kitu ni sawa, utaona kipimo kitaishi na grafu inaanza kupanga data ya joto.

2. Ufuatiliaji wa ThingSpeak:

Kwanza, fungua Chanel ya Thingspeak yako.

Kisha nenda kwenye kichupo cha "Mtazamo wa Kibinafsi" au kichupo cha "Mtazamo wa Umma" ili uone Chati za Takwimu.

Asante kwa kusoma Agizo langu.

Ikiwa unapenda mradi wangu, usisahau kuishiriki.

Tuzo ya Kwanza katika Mashindano ya Microcontroller 2017