Alternative Wetterstation - Gunook

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2024-01-30 07:16

Eine andere Wetterstation, ja, aber von anderer Art!

Ich habe bereits veröffentlicht, siehe einen früheren Artikel, eine Sonde, die die Luftqualität misst.

Die hier beschriebene Station enthält Ergänzungen und Änderungen.

Hinzugefügte Funktionen:

• Messung von Temperatur, Luftfeuchtigkeit und Luftdruck (Modul BME280).
• Regenmenge messen.

Änderungen gegenüber dem vorherigen Projekt:

• Messung der Batteriespannung.
• Kompaktes Gehäuse, das alle Elemente umfasst.
• Änderungen im elektronischen Diagramm.

Erinnerung an die Ziele:

• Minimieren Sie den Stromverbrauch.
• Minimieren Sie die WLAN-Verbindung. (30s alle 30 Minuten).
• Versiegelte Umgebung.
• Automatisches Laden der Batterie.

Die eigentliche Besonderheit liegt in der Sonde, die die Regenmenge misst. Es basiert auf einer kapazitiven Messung.

Schritt 1: Prinzip der kapazitiven Füllstandsmessung

Das Prinzip der kapazitiven Füllstandsmessung basiert auf der Kapazitätsänderung eines Kondensators. Die Baugruppe besteht aus einem Metallrohr und einem isolierten Metallstab, der in der Mitte des Rohres platziert ist.

Der Stab und die Wand des Rohres bilden einen Kondensator, dessen Kapazität von der Wassermenge im Rohr abhängt: Die Vakuumröhre hat eine geringere Kapazität und wird mit zunehmendem Wasservolumen größer.

Ein elektronisches Gerät misst die Kapazitätszunahme und erzeugt eine dem Wasserstand proportionale Spannung.

Rq: Da der Stab isoliert ist, fließt kein Strom durch das Wasser.

Auswertung der beteiligten Variablen

Die Aufnahmefläche des Trichters beträgt ungefähr 28 cm2 (4,3 sq in). Die des Rohres beträgt etwa 9 cm2 (1,4 sq in). Das Flächenverhältnis beträgt ungefähr 3. Ein Zentimeter Wasser auf dem Trichter füllt das Röhrchen mit 3 cm aus. Diese Multiplikation bietet eine bessere Genauigkeit. Bei unserer Montage beträgt die gemessene Kapazität ca. 100pF.

Kalibrierung:

Sobald die Montage abgeschlossen ist, gehen wir zur Kalibrierung mit einem Messglas über. Wir gehen cm für cm auf Höhe des Trichters vor. Wir werden R8 und R13 anpassen, um den minimalen und maximalen Wert zu kalibrieren. (siehe folgendes Diagramm)

Schritt 2: Schema der Montage des analogen Wasserstandsanzeigers

Dieses Muster ist inspiriert von der Site

Der monostabile ist ein 555. Die Impulsbreite des 555 ist proportional zum Wasserstand. R7 und C5 bilden einen Tiefpassfilter zum Glätten des DC-Wertes der Impulsfolge.

Der Spannungsoffset am Ausgang von 555 wird in der Differenzstufe eliminiert, die von einem Quad-Verstärker LM324 gebildet wird.

Die Station, die mit 5V versorgt wird, wurde ein Spannungswandler hinzugefügt, um 12V zu erzeugen. Damit soll ein optimaler Betrieb der Füllstandsanzeige gewährleistet werden. Die Ausgangsspannung ist so eingestellt, dass am Eingang der Steuerplatine maximal 3,7 V zur Verfügung stehen.

Schritt 3: Diagramm der Lenkausrüstung

Das Gerät wird von einem ESP8266 Wemos D1 Mini-Controller gesteuert.

Unterstützt Batterie- und Wasserstand:

Der A0-Eingang unterstützt bis zu 3,3 V. Es wird abwechselnd verwendet, um Spannungen zu messen.

Für den Akku durch Aktivieren des GPIO2-Ports (D4).

Für den Wasserstand durch Aktivieren des GPIO14 Port (D5). Die Aktivierung dieses Ports aktiviert die kapazitive Messstufe. Damit soll der Stromverbrauch begrenzt werden.

Die Messung der Luftqualität erfolgt durch Bestromen des Moduls durch den SDS011 GPIO15 (D8). Der Eintrag GPIO12 (D6) liest die seriellen Daten. Gleichzeitig wird das Modul BME280 mit Strom versorgt. Die Kommunikation erfolgt über GPIO4 und GPIO5 (D1, D2), um Temperatur, Feuchtigkeit und Luftdruck wiederherzustellen.

Schließlich wird das Magnetventil, das die Leitung am Ende des Tages entleert, von GPIO13 (D7) aktiviert.

Die Steuerung wird mit EspEasy durch den folgenden Code programmiert.

Schritt 4: ESPEASY-Regel

on System#Boot do gpio, 15, 1

gpio, 13, 1

gpio, 2, 0

gpio, 14, 1

TimerSet, 1, 20

lass, 1, 0

endet am

Auf System#Wake do

gpio, 15, 1

gpio, 13, 1

gpio, 2, 0

gpio, 14, 1

TimerSet, 1, 20

lass, 1, 0

endet am

on Wifi#Disconnected do

wenn [VAR#2]=0

lassen, 2, 1

lassen, 3, 180

endif

endet am

on Wifi#Connected do

// benachrichtige 1, system_is_started

lass, 2, 0

lassen, 3, 1800

endet am

Auf SDS011#PM10 tun

SendToHTTP 192.168.1.231, 8082, /json.htm?type=command¶m=udevice&idx=76&nvalue=0&svalue=%rssi%

SendToHTTP 192.168.1.231, 8082, /json.htm?type=command¶m=udevice&idx=63&nvalue=0&svalue=[SDS011#PM10]

SendToHTTP 192.168.1.231, 8082, /json.htm?type=command¶m=udevice&idx=62&nvalue=0&svalue=[SDS011#PM25]

endet am

On Rules#Timer=1 do // Batteriestand

lass, 1, [TENS#A0]

lass, 1, [VAR#1]*0,004

SendToHTTP 192.168.1.231, 8082, /json.htm?type=command¶m=device&idx=60&nvalue=0&svalue=%v1%

gpio, 2, 1 // Batteriespannungserfassung ausschalten

gpio, 14, 0 // Wasserstandserfassung einschalten

TimerSet, 2, 10

endet am

On Rules#Timer=2 do // Wasserstand

lass, 1, [TENS#A0]

lass, 1, [VAR#1]-60

wenn %v1%<0

lass, 1, 0

anders

lass, 1, [VAR#1]*0.0625

endif

SendToHTTP 192.168.1.231, 8082, /json.htm?type=command¶m=udevice&idx=68&nvalue=0&svalue=%v1%

gpio, 14, 1 // Wasserstandserfassung ausschalten

TimerSet, 3, 5

endet am

On Rules#Timer=3 do // Wasser spülen

if %syshour%=23 // 23h

wenn %sysmin%>=30 // >30mn

benachrichtigen 1, ecoulement

gpio, 15, 0 // SDS ausschalten

gpio, 13, 0 // Ablassventil einschalten

TimerSet, 4, 240

anders

TimerSet, 4, 5

endif

anders

TimerSet, 4, 5

endif

endet am

On Rules#Timer=4 do // es ist Zeit zu schlafen

gpio, 13, 1 // Ablassventil ausschalten

Tiefschlaf, %v3%

endet am

Schritt 5: Komponentenanordnung in einem PVC-Rohr

Die kapazitive Sonde verdient Aufmerksamkeit, auch wenn sie nicht komplex ist, da ihre Verarbeitung und ihre Einstellung behandelt werden müssen.

Steuerplatinen und die Sonde SDS011 sind auf einem Träger montiert, um das Einführen in das PVC-Rohr zu erleichtern.

Abschluss:

Diese Baugruppe stellt wie die vorherige keine besondere Schwierigkeit für Personen mit Kenntnissen der Software Domoticz und ESPEasy dar.

Es kann effektiv messen

• Das Vorhandensein von feinen Partikeln,
• Luftdruck,
• Die Luftfeuchtigkeit,
• Temperatur,
• Die Regenhöhe,

Und das ganz in der Nähe Ihres Zuhauses.

Auch technische Ideen bringt das Projekt mit:

Leistungssteuerung durch Reed-Relais, PNP- oder MOSFET-Transistor. Die Verwendung von GPIO2 und GPIO15. Die Verwendung von Port A0 durch Multiplexing. Programmierung (Regel) des ESP8266-Controllers.

Projekt auch auf https://dangasdiy.top/ veröffentlicht (mehrsprachig)