Crea una stazione meteorologica personale: 10 passaggi (con immagini)

2024 Autore: John Day | [email protected]. Ultima modifica: 2024-01-30 10:04

Seduto nella tua stanza inizi a sudare o ti senti freddo; ti chiedi quanto sarebbe la temperatura nella tua stanza? o quale sarebbe l'umidità? Questo è successo con me qualche tempo fa.

Ciò ha portato alla nascita della Stazione meteorologica personale, che monitora la temperatura, l'umidità, la pressione e l'intensità della luce della tua stanza e la carica su un canale privato su thingspeak.com.

Iniziamo.

Passaggio 1: video rapido

Ecco un piccolo video, che riassume tutto in 5 minuti.

Clicca qui per guardare su youtube

Passaggio 2: componenti elettronici necessari per la stazione meteorologica personale

Descrizione: Useremo DHT11 per rilevare l'umidità, BMP180 per rilevare la temperatura e la pressione e un resistore dipendente dalla luce (LDR) per avere un'idea approssimativa dell'intensità della luce. Arduino nano raccoglierà i dati da questi sensori e li invierà a ESP8266 per caricarli sul tuo canale privato su thingspeak.com. Alimenteremo il nostro Arduino nano da un adattatore da parete 12V-2A, i sensori e ESP8266 riceveranno la tensione convertita dal convertitore buck basato su LM2596.

Elenco dei componenti:

1. Sensore di pressione e temperatura BMP180,
2. sensore di umidità DHT11,
3. Resistenza dipendente dalla luce (LDR),
4. Modulo wifi ESP8266 (firmware pronto),
5. Arduino nano,
6. 2 resistori: 51 KOhm e 4,7 KOhm,
7. Convertitore dollaro LM2596,
8. presa CC,
9. Cambia e
10. Adattatore da parete 12V-2A.

Passaggio 3: strumenti e oggetti aggiuntivi necessari per la stazione meteorologica personale

Descrizione: Useremo spelafili per spelare il filo, lima per levigare tagli/fori sulla custodia, pistola per colla per posizionare i componenti all'interno della custodia, cacciavite per chiudere il coperchio della custodia e saldatore con filo di saldatura per assemblare il circuito sul circuito per uso generale (GCB). La scatola di plastica da 4x4x2 pollici funge da custodia. Avremo anche bisogno di strisce berg maschio e femmina insieme a connettori femmina per il corretto montaggio su GCB.

Elenco degli strumenti:

1. Spelafili,
2. File,
3. Pistola a colla,
4. Cacciavite e
5. Saldatore e filo di saldatura.

Elenco degli elementi aggiuntivi:

1. Scatola di plastica 4x4x2 pollici (ho usato questa dimensione, qualsiasi dimensione vicina dovrebbe andare bene),
2. Circuito per uso generale,
3. striscia di berg maschio e femmina e
4. connettori femmina.

Passaggio 4: requisiti software

Descrizione: per vedere il valore dei dati del sensore, avremo bisogno di un canale privato su thingspeak.com. Avremo bisogno dell'IDE Arduino per scrivere il codice arduino per arduino nano. (presumo che possiate avere un PC/laptop e una connessione wifi con accesso a internet)

Elenco dei requisiti software:

1. Canale privato su Thingspeak.com e
2. Arduino IDE (preferibilmente l'ultima versione).

Puoi scaricare l'ultima versione di Arduino IDE da arduino.cc.

Ora creiamo un canale privato su thingspeak.com.

Passaggio 5: creazione di un canale privato su Thingspeak.com

Per creare un canale privato su thingspeak.com segui questi passaggi:

1. Apri il tuo browser web e vai su thingspeak.com e fai clic sulla scheda "Iscriviti" nell'angolo in alto a destra, (Immagine n. 1)
2. Compila i dettagli e fai clic su "Crea account", (Immagine n.2)
3. Ora fai clic sulla scheda "Nuovo canale", (Immagine n.3)
4. Compila nuovamente i dettagli per il canale e abilita 4 campi (in quanto invieremo 4 valori del sensore), scorri verso il basso e fai clic sulla scheda "Salva canale", (Immagine n. 4/5)
5. In questa pagina fai clic sulla scheda "Chiavi API" e annota la tua "Chiave API di scrittura".

Questo è tutto gente, ora hai il tuo canale privato di thingspeak.

Ora mettiamo insieme tutti i componenti elettronici.

Passaggio 6: schema per la stazione meteorologica personale

Qui allego l'immagine dello schema per la stazione meteorologica personale. Allego anche file fritzing per lo stesso. I collegamenti sono abbastanza semplici.

1. BMP180 si collega alla porta I2C di arduino nano.
2. LDR è collegato in modo divisore di tensione con una resistenza da 51 KOhm e la giunzione è collegata al pin A1 di arduino nano.
3. Il pin dati di DHT11 è tirato in alto con un resistore da 4,7 KOhm e collegato al pin A0 di arduino nano.
4. TX e RX di ESP8266 si collegano rispettivamente a D10 e D11 di arduino nano. Il CH_PD di ESP8266 si collega alla guida da 3,3 V.
5. Regolare l'uscita del modulo LM2596 a 3,3 V ruotando il potenziometro su questo modulo. Collegare l'uscita di questo modulo a Vcc e Gnd di BMP180, DHT11, LDR e Vcc e Gnd di ESP8266 rispettivamente.
6. L'ingresso del modulo LM2596 proviene dall'adattatore da parete 12V-2A che si collega anche a Vin e Gnd di Arduino nano.

Dobbiamo assemblare questo circuito sulla scheda General Purpose Circuit. Facciamolo.

Passaggio 7: assemblaggio del circuito sulla scheda a circuito per uso generale (GCB)

Gli strumenti hardware e gli elementi extra del passaggio 3 sono ora operativi.

1. Usa la striscia berg femmina per il posizionamento di Arduino nano e ESP8288 su GCB,
2. Utilizzare saldatore e filo di saldatura per collegarli elettricamente alla scheda,
3. Utilizzare connettori femmina per estendere la portata di tutti i sensori e del modulo LM2596 poiché saranno attaccati al coperchio e alla parete dell'involucro,
4. Utilizzare la striscia berg maschio per creare punti di collegamento per le estensioni femminili realizzate in 3,
5. Realizza lo schema del circuito su GCB usando i fili (spogliali usando la spellafili) o la guida del filo di saldatura fuso e infine,
6. Verificare i tipi prima di alimentare il circuito utilizzando un multimetro.

Ora che tutto l'hardware è posizionato su GCB, diamo un'occhiata al codice.

Passaggio 8: codice

Il codice per la stazione meteorologica personale è abbastanza semplice. Ho commentato il codice correttamente per facilità di portabilità. Prima di masterizzare il codice, occuparsi delle seguenti cose.

1. Assicurati che tutte le librerie siano installate,
2. Sostituisci i trattini con SSID del tuo punto di accesso (router wifi) nella riga 14 del codice,
3. Sostituisci i trattini con la PASSWORD della tua rete wifi nella riga 15 del codice,
4. Sostituisci i trattini con la chiave API di scrittura del canale privato di Thingspeak nella riga 17 e
5. Durante la programmazione di Arduino nano, assicurati che l'alimentazione a 12 V CC sia disattivata.

Ecco il link a github (Personal Weather Station) per scaricare il codice e le librerie che ho usato.

Ora che abbiamo installato il nostro hardware e software, l'unica cosa che rimane è l'imballaggio.

Passaggio 9: preparazione dell'allegato

Ora abbiamo bisogno di fare buchi di varie forme e dimensioni sulla scatola 4x4x2 pollici. Abbiamo bisogno di fare dei fori per il jack DC e accendere qualsiasi parete preferita del recinto. Abbiamo anche bisogno di fare dei fori per i sensori sul coperchio della custodia.

Ho allegato un'immagine che mostra le dimensioni dei fori che dobbiamo fare sul recinto.

Usa la lama calda per tagliare la plastica.

Usa la lima per levigare i fori.

Ora il tuo recinto è pronto per ospitare il tuo circuito.

Passaggio 10: chiusura del coperchio

Metti il tuo GCB assemblato all'interno della custodia.

Posizionare l'interruttore e la presa DC nei fori sulla parete; sensori sui fori del coperchio. Finalizza la loro posizione e usa la pistola per colla per fissarli. Infine usa un cacciavite per chiudere il coperchio.

Ecco qua, la tua stazione meteorologica personale. Accendi l'alimentatore e controlla la temperatura, l'umidità, la pressione e l'intensità della luce della tua stanza da qualsiasi parte del mondo attraverso il tuo smartphone/PC/Laptop/Tablet sul tuo canale privato Thingspeak.

Questo è tutto per questo istruibile. Commenta in caso di dubbio.

Se ti è piaciuto questo tutorial, ci sono buone probabilità che adorerai il mio canale youtube. Grazie per aver letto.