Stasiun Cuaca Profesional Menggunakan ESP8266 dan ESP32 DIY: 9 Langkah (dengan Gambar)

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Terakhir diubah: 2024-01-30 09:53

LineaMeteoStazione adalah stasiun cuaca lengkap yang dapat dihubungkan dengan sensor profesional dari Sensirion serta beberapa komponen Instrumen Davis (Rain Gauge, Anemometer)

Proyek ini ditujukan sebagai stasiun cuaca DIY tetapi hanya membutuhkan bagian perakitan, karena papan sudah diberikan diprogram oleh saya serta PCB lengkap. Kode akan dibagikan Opensource untuk orang-orang yang ingin mencoba melakukannya dari awal atau memodifikasinya!

ANDA DAPAT MENEMUKAN STASIUN CUACA DI WeatherCloud, Wunderground dan LineaMeteo (Jaringan Cuaca Italia!) (Anemometer tidak Terpasang) dan di sini juga Versi di THINGSPEAK untuk perbandingan antara SHT3x dan SHT1x. Saya menggunakan SHT1x saat ini untuk memantau suhu di dalam kotak tahan cuaca, tetapi Anda juga dapat menggunakannya untuk memantau suhu dan kelembaban tanah atau tujuan lain!

Harap Diperhatikan (Tautan di atas akan Offline karena stasiun cuaca akan dihapus pada Februari 2021 karena saya pindah apartemen)

ANDA DAPAT MENEMUKAN SEMUA INFO DAN KODE UPDATE DI SINI DI GITHUB

Langkah 1: Daftar Komponen

Ia bekerja dengan kombinasi papan pengembangan ESP8266 dan ESP32 dan terutama terdiri dari 3 perangkat:

1. PERANGKAT 1: WEMOS D1 MINI PRO (Versi Baru) + PCB yang dirancang (Perlu dipasang di LUAR) DAN PANEL SURYA Ini adalah bagian yang akan berada di luar dan terdiri dari satu papan pengembangan dan PCB. Ini digunakan untuk mengumpulkan data cuaca yang akan dikirim ke Firebase Google. Data dikumpulkan secara real time dari setiap sensor, tetapi waktu unggah dapat dipilih dalam pengaturan stasiun cuaca yang akan dijelaskan dalam manual setelahnya. Suhu maksimum dan minimum akan dikumpulkan secara real time. Di bawah foto unit lengkap:

2. PERANGKAT 2: WEMOS D1 MINI PRO (Versi Lama) + Tekanan BMP180Ini adalah bagian yang menangani semua komunikasi jaringan dan juga mengumpulkan data dari Firebase Google. Tugas dewan terdiri dari:  Mengumpulkan data  Berbagi beberapa data ke Alamat IP dalam format yang siap digunakan untuk berkomunikasi dengan jaringan cuaca LineaMeteo.  Kirim Data ke weathercloud  Kirim Data ke wunderground  Kirim Data ke Thingspeak

Kasing ini dicetak 3D dari

3. PERANGKAT 3: LOLIND32 ESP32 + Desain PCB + Layar TINTA + BME680Ini adalah bagian yang hanya menangani visualisasi data pada layar dan juga memiliki sensor yang mengumpulkan data kualitas udara, tekanan, suhu dan kelembaban. Layar yang digunakan adalah layar tinta 4,2 Inch, bisa menggunakan merk WaweShare atau GoodDisplay.

Kasing ini dicetak 3D dari: Kotak untuk ePaper + Tampilan Informasi ESP32 oleh sidoh10 - Thingiverse

Langkah 2: PERANGKAT 2: Antarmuka ke Wi-Fi dan Firebase Google

**LIHAT MANUAL OF THE WEATHUB STATION DI LINK GITHUB DI ATAS UNTUK LEBIH DETAIL KHUSUS**

Pertama-tama kita perlu membuat akun Firebase. Untuk melakukan itu, Anda memerlukan akun Google yang dapat Anda buat jika Anda belum memilikinya.

Untuk menyiapkan akun Firebase, Anda harus mengikuti langkah-langkah berikut:

1. Buka FIREBASE dan klik 'Memulai'

Masuk ke akun Google Anda

2. Klik 'Tambahkan proyek' 'Aggiungi progetto'

3. Beri nama untuk proyek Anda! Klik 'Lanjutkan' 'Lanjutkan'. Ikuti langkah-langkah dan Buat proyek. Gunakan akun default untuk Firebase.

4. 'Lanjutkan ke 'ikhtisar proyek' 'Panoramica del progetto' di atas dan pilih 'pengaturan proyek' 'Impostazioni progetto'

5. Klik 'Akun Layanan' 'Akun di Servizio' dan 'Buat Akun Layanan' 'Buat akun di servizio'

6. Kembali ke 'Ikhtisar Proyek' dan Buat Database Realtime 'Crea database' dan ikuti langkah-langkahnya dan pilih lokasi terdekat untuk database.

7. SEMUA SELESAI! Sekarang simpan tautan proyek Anda yang dapat Anda temukan di database waktu nyata dan juga rahasia yang dapat Anda temukan 'Akun Layanan' 'Akun di servizio' di bawah 'Rahasia Database' 'Database Segreti'

Anda hanya perlu yang disorot pada gambar di bawah dan rahasia database untuk memprogram stasiun cuaca! Untuk mengirimi Anda papan yang sudah diprogram, saya memerlukan kredensial itu dan juga bagi Anda untuk memprogram papan tersebut.

Langkah 3: SETUP WI-FI (LIHAT MANUAL DI GITHUB UNTUK GAMBAR)

Untuk mengatur koneksi Wi-Fi ikuti langkah-langkah berikut:

· Colokkan kabel USB dari PERANGKAT 2 ke port USB (Anda dapat menggunakan pengisi daya normal untuk ponsel Anda atau port USB apa pun yang tersedia, misalnya pada router Anda (opsi yang disarankan))

· Setelah PERANGKAT 2 AKTIF, Anda akan menemukannya di koneksi Wi-Fi yang tersedia di ponsel cerdas atau komputer Anda dengan nama LineaMeteoStazioneR.

· Cobalah untuk menghubungkan dan itu akan meminta kata sandi. PASSWORD: LaMeteo2005

· Klik konfigurasikan Wi-Fi dan pilih jaringan Wi-Fi Anda dan masukkan kata sandi Anda dan klik Simpan. Sekarang PERANGKAT 2 akan mencoba terhubung dan jika gagal Anda akan diminta untuk memulai lagi prosedur yang diikuti sebelumnya.

· Setelah DEVICE 2 terhubung, kembali ke database Realtime Anda dan Anda akan melihat banyak informasi yang muncul.

Langkah 4: Siapkan PERANGKAT 1 (Di Luar)

Ini adalah instalasi yang membutuhkan untuk mengamankan stasiun cuaca di luar. Sebuah perisai radiasi matahari Diperlukan untuk sensor suhu dan kelembaban sekitar. Juga diperlukan kotak tahan cuaca untuk penyimpanan baterai dan PCB yang benar.

1. Pasang papan di kotak tahan cuaca seperti contoh di bawah dan pasang baterai (HATI-HATI + DAN – DAN BATERAI HARUS DIISI 100% SEBELUM MULAI PERTAMA):

2. Hubungkan semua sensor yang tersedia pada board menggunakan konektor RJ12 atau terminal sekrup, tergantung pada jenis sensor yang digunakan. (Lihat daftar 'Sensor dan spesifikasi yang kompatibel) (SENSOR TERHUBUNG DENGAN PAPAN ADAPTOR YANG DIDESAIN KHUSUS UNTUK SENSOR SHT3X DAN UV DAN JUGA SATU UNTUK SHT35 PADA TINDIE) LIHAT FOTO

3. Colokkan konektor baterai ke Wemos D1 Mini Pro dan atur koneksi Wi-Fi sama dengan PERANGKAT 2. Nama jaringannya adalah 'LineaMeteoStazioneS'

Setelah itu tancapkan juga USB dari konverter panel surya. (Foto hanya mewakili prototipe dan konverter USB akan sudah terhubung untuk Anda, Anda hanya perlu menghubungkan panel surya)

Langkah 5: Konfigurasi Pengaturan Stasiun Cuaca Dengan Firebase

SETIAP PENGATURAN YANG DIBUAT MEMBUTUHKAN UNTUK MEMUTUSKAN DARI DAYA

PERANGKAT 2 DAN HUBUNGKAN KEMBALI KE DAYA

Setelah mengikuti prosedur di atas, Anda akan menemukan bahwa basis data waktu nyata Anda akan terlihat seperti ini (jika sensor indeks UV terhubung, itu tidak akan menunjukkan 655):

Basis data dikategorikan sebagai berikut:

· Ubah Waktu

Opsi ini digunakan untuk mengatur TIMEZONE Anda yang akan menjadi waktu Anda (perlu diubah ketika penghematan cahaya siang hari berlaku) dan untuk mengatur SendDataTime. Disarankan untuk tidak mengunggah data lebih cepat dari 90 detik untuk menghemat masa pakai baterai PERANGKAT 1

CurrentDay dan RESETDATA tidak perlu disentuh. Untuk mereset semua data dalam database masukkan 0 di RESETDATA.

· Koneksi

Sambungan digunakan untuk mengetahui alamat IP PERANGKAT 2 Anda saat ini dan untuk memantau kekuatan sinyal Wi-Fi PERANGKAT 1. Cobalah untuk menjaga PERANGKAT 1 dengan kekuatan sinyal setidaknya -75 atau lebih.

IPAddress dapat digunakan untuk port forwarding IP untuk mengatur perangkat Anda di jaringan cuaca LineaMeteo. (PortForwarding dapat dilakukan di router, tetapi setiap router berbeda, jadi Anda perlu mengetahui milik Anda. Port eksternal harus 4600 dan port internal harus 80, contoh di bawah)

· Tekanan

Di sini disimpan nilai Tekanan dan juga dimungkinkan untuk Mengkalibrasinya berdasarkan permukaan laut. Lihat beberapa stasiun cuaca terdekat atau lihat tekanan atmosfer saat ini pada ramalan cuaca. Setiap angka berarti 1Pa

· Hujan

Disini tersimpan nilai hujan dalam 24H dan juga nilai-nilai lain yang berhubungan dengan hujan. Anda dapat menggunakan setiap alat pengukur hujan ember jungkir sehingga ini berarti Anda perlu mengkalibrasi berapa banyak setiap jungkit dihitung. Ubah 'mmGoccia' untuk mengubah jumlah tip dalam mm. Standarnya adalah 0.2mm

· SHT1x

Ini berisi data seri Sensirion SHT1x atau SHT7x.

· SHT3x

Ini berisi data seri Sensirion SHT3x.

· Jasa

Ini berisi semua layanan yang tersedia untuk digunakan dengan stasiun cuaca ini.

CUACA TERBUKA

Anda dapat mengatur akun Anda sendiri di OpenWeather untuk deskripsi cuaca kondisi saat ini di PERANGKAT 3 (temukan Kunci API Saya dan salin di API di Layanan, OpenWeather.)

Jenis belahan bumi utara jika Anda tinggal di belahan bumi utara atau selatan di belahan bumi selatan untuk menampilkan bagian astronomi yang benar pada layar.

Bahasa 'en' atau 'it' untuk berubah dari bahasa Inggris ke bahasa Italia di DEVICE 3.

Lintang dan bujur untuk menampilkan deskripsi kondisi cuaca yang benar di PERANGKAT 3

Jika dari belahan bumi selatan itu akan menjadi angka negatif di Latitude.

THINGSPEAK

Buat akun di ThingSpeak dan temukan WriteAPIkey dan salin di myWriteAPIKey, untuk melihat perbedaan grafik antara seri SHT1x dan SHT3x jika menghubungkan 2 sensor atau hanya memantau SHT1x

CuacaAwan

Anda dapat menautkan stasiun cuaca ke jaringan Weather Cloud menggunakan opsi ini. Buka Pengaturan di perangkat Anda dan pilih 'Tautan', ini akan memberi Anda ID dan Kunci yang dapat Anda salin di database.

WunderGround

Anda dapat menautkan stasiun cuaca ke WunderGround menggunakan opsi ini.

Temukan ID dan Kunci di Perangkat Saya dan salin ke database.

· Tidur

Secara default diatur ke 1 tetapi dapat diubah ke 0 untuk mengaktifkan mode tidur. Dalam mode tidur pengukur hujan dan anemometer tidak akan berfungsi sehingga harus diputuskan dari PCB

Mode tidur jika digunakan dengan baterai akan bertahan rata-rata 6 bulan tanpa mengisi ulang baterai dengan panel surya.

· Indeks uv

Ini berisi nilai indeks UV saat ini.

· Angin

Ini berisi nilai-nilai Angin, seperti derajat Arah Angin dan juga Kecepatan Angin dan Gust. Offsetnya bisa diatur di sini, untuk menunjukkan arah yang benar dari Arah Angin. 0 derajat atau 360 derajat harus menunjuk ke Utara.

Langkah 6: Setup DEVICE 3 DISPLAY (FOTO LAINNYA TERSEDIA DI GITHUB)

PERANGKAT 3 didukung dengan satu baterai 18650, yang dapat diisi ulang melalui USB seperti yang ditunjukkan pada foto (Foto tidak mewakili proyek akhir tetapi hanya prototipe, di dalamnya akan memiliki desain PCB yang tepat.) Lingkaran kecil menunjukkan sensor BME680.

Layar diperbarui setiap 20 menit secara otomatis dan setiap 1 jam setelah tengah malam dan hingga pukul 7 pagi. Tapi itu bisa disegarkan secara manual dengan mengklik tombol di sisi kanan kotak.

SETELAH REFRESHED JUGA AKAN MENGUBAH BAHASA YANG DIPILIH DALAM PENGATURAN DI FIREBASE

Setelah baterai dipasang, ikuti prosedur yang sama dari PERANGKAT 2 untuk menyambung ke Wi-Fi.

Nama jaringannya adalah 'LineaMeteoStazioneVisual'

Baterai harus terisi cukup sebelum memulai.

Langkah 7: SENSOR YANG SESUAI (INFORMASI LEBIH LANJUT TENTANG GITHUB)

Suhu/kelembaban UTAMA: SHT3x seri Sensirion. Akurasi mengacu pada lembar data masing-masing

sensor.

 Suhu/kelembaban KEDUA (dapat digunakan untuk suhu tanah dan kelembapan): SHT1x dan SHT7x seri Sensirion. Akurasi mengacu pada datasheet masing-masing sensor.

 Suhu, Kelembaban, Kualitas Udara Dalam Ruangan: BME680

 Tekanan: BMP180

 Rain Gauge: Setiap pengukur hujan tipping bucket, resolusi yang dapat disesuaikan. KETIKA RESOLUSI DISESUAIKAN, MUNGKIN MEMERLUKAN WAKTU SAMPAI 3 JAM UNTUK MENGUBAH PENGATURAN PADA PERANGKAT 1. Hal ini karena perangkat akan tidur setiap 3 jam untuk menghemat energi jika tidak ada hujan yang terdeteksi. Ketika bangun, itu akan memeriksa pengaturan lagi. Anda juga dapat mengatur ulang secara manual dengan mengklik tombol reset seperti yang ditunjukkan pada foto sebelumnya.

 Anemometer: Davis Anemometer

 Indeks UV: SI1145

Langkah 8: SPESIFIKASI DAN PANEL SURYA (INFORMASI LEBIH LANJUT TENTANG GITHUB DI MANUAL)

Konsumsi: Perangkat 1 = rata-rata 19mA jika waktu unggah adalah 90 detik.

Perangkat 3 = 2mA rata-rata jika selalu diperbarui secara otomatis.

PERANGKAT Baterai 1: 3.7V 21700 Baterai lithium (Disarankan 5000mAh)(Otonomi tanpa matahari 8 hari*)

PERINGATAN: Hati-hati dengan baterai lithium dengan suhu tinggi (lebih dari 45C), kotak tahan cuaca harus diletakkan di tempat teduh. Selanjutnya jika suhu negatif -10C sering terjadi atau kondisi di bawah 0 bertahan lama atau suhu negatif yang ekstrim terjadi (contoh -20C) baterai khusus untuk suhu dingin akan diperlukan. Dalam hal ini PCB perlu dimodifikasi untuk baterai 18650 yang tahan terhadap cuaca dingin -40C dengan kapasitas lebih kecil (2900mAh). Otonomi tanpa matahari akan menjadi 5 hari. *Tanpa matahari berarti gelap gulita, hari berawan terang bukan berarti tidak ada energi matahari sama sekali tetapi juga tidak dapat dihitung sebagai hari yang cerah.

 Baterai PERANGKAT 3: 3.7V 18650 Baterai lithium (Disarankan 3000mAh) (Otonomi tanpa pengisian ulang 6 minggu)

 Panel Surya 6-20V (6V sangat disarankan)

Watt tergantung pada lokasi Anda dari Global Solar Atlas. Dengan kurang dari 1500 kWh/m2, stasiun cuaca tidak dapat bekerja secara mandiri. Jika mode tidur digunakan panel surya yang lebih kecil kurang dari minimum akan cukup. (LIHAT FOTO) TANYAKAN JIKA ANDA MEMBUTUHKAN FORMULA UNTUK PERHITUNGAN UKURAN PANEL SURYA.

 Panjang kabel untuk seri SHT3x tidak boleh melebihi 3m

 Panjang kabel untuk seri SHT1x dan SHT7x tidak boleh melebihi 10m

Langkah 9: PEMECAHAN MASALAH DAN KONTAK

Jika salah satu PERANGKAT tidak berfungsi seperti yang diharapkan, RESET akan diperlukan. Lepaskan konektor baterai atau keluarkan baterai dan nyalakan ulang perangkat jika RESET tidak berfungsi.

Untuk PERANGKAT 1, SELALU pasang baterai terlebih dahulu lalu konektor panel surya.

 Jika DEVICE 3 menunjukkan 100% saat mengisi ulang, itu normal untuk saat ini, karena board tidak memiliki IC khusus untuk status pengisian daya, sehingga dipengaruhi oleh resistansi internal sel.

 Pertanyaan lain mengenai masalah silahkan hubungi saya.

KONTAK Untuk berdiskusi tentang pemesanan stasiun cuaca atau sumber materi, silakan email saya Eugenio [email protected]

Forum topik LineaMeteo: Strumenti meteo:: Stazione Meteo Lengkapi WiFi Con ESP8266 E ESP32 E Arduino! (lineameteo.it)