ESP32 Solar-Wetterstation - Gunook

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2024-01-30 07:18

Für mein erstes IoT-Projekt wollte ich eine Wetterstation bauen und die Daten an data.sparkfun.com senden.

Kleine Korrektur, als ich mich entschied, mein Konto bei Sparkfun zu eröffnen, akzeptierten sie keine weiteren Verbindungen, also wähle ich einen anderen IoT-Datensammler Thingspeak.com.

Auch weiterhin…

Das System wird auf meinem Balkon aufgestellt und ruft Temperatur, Luftfeuchtigkeit und Luftdruck ab. Der für dieses Projekt ausgewählte Mikrocontroller ist der FireBeetle ESP32 IOT Microcontroller von DFRobot.

Weitere Informationen zu diesem Mikrocontroller und zum Hochladen des Codes mit der Arduino IDE finden Sie auf der DFRobot-Wiki-Seite.

Alle physikalischen Parameter werden vom BME280-Sensor vorgegeben. Schauen Sie auch auf der Wiki-Seite nach, um weitere Informationen zu erhalten.

Um das System komplett "drahtlos" zu machen, wird die erforderliche Energie von zwei 6V-Solarmodulen bereitgestellt, die 2W Leistung liefern können. Die Zellen werden parallel geschaltet. Die erzeugte Energie wird dann in einem 3,7 V Polymer-Lithium-Ionen-Akku mit einer Kapazität von +/- 1000 mAh gespeichert.

Für das Energiemanagement wird das Solar Lipo Charger Modul von DFRobot verantwortlich sein.

Schritt 1: Komponenten

Für dieses Projekt benötigen Sie:

• 1x - DFRobot FireBeetle ESP32 IOT
• 1x - DFRobot Gravity - I2C BME280
• 1x - DFRobot 3,7V Polymer-Lithium-Ionen
• 1x - DFRobot Solar Lipo Ladegerät
• 2x - 6V 1W Solarpanel
• 1x - Perfboard
• 1x - Buchsenleiste
• 1x - Gehäuse/Box
• Drähte
• Schrauben

Außerdem benötigen Sie die folgenden Werkzeuge:

• Heißklebepistole
• Lötkolben
• Bohrmaschine

Schritt 2: Montage

Der FireBeetle ESP32 IOT-Mikrocontroller wird von der 3,7-V-Batterie gespeist, die an das Solar-Lipo-Ladegerät im Batterieeingang angeschlossen ist. Die Solarzellen werden in den PWR In-Ports angeschlossen. Die Vcc- und GND-Anschlüsse des FireBeetle ESP32 IOT-Mikrocontrollers sind mit den Vout-Anschlüssen des Solar Lipo Charger verbunden.

Die Stromversorgung des BME280 erfolgt über den 3,3-V-Anschluss im FireBeetle ESP32 IOT-Mikrocontroller. Die Kommunikation erfolgt über die I2C-Leitungen (SDA / SCL).

Um alle Komponenten in der Box zu befestigen, habe ich ein Perfboard, einige Header und Drähte verwendet.

Für die Solarzellen habe ich nur Heißkleber verwendet, um sie in der oberen Abdeckung der Box zu befestigen. Da die Box bereits Löcher hatte, muss nicht mehr gemacht werden:)

Hinweis: In den Solarmodulen sollten Dioden platziert werden, um Beschädigungen und Entladung der Batterie zu vermeiden.

Sie können mehr darüber lesen in:

www.instructables.com/community/Use-of-diodes-when-connecting-solar-panels-in-para/

Schritt 3: Code

Damit Sie meinen Code verwenden können, sind einige Änderungen erforderlich.

Die erste ist die Definition Ihres WLAN-Netzwerknamens und -Passworts. Die zweite ist, einen API-Schlüssel von Thingspeak.com zu erhalten. Ich werde es unten erklären. Sie können auch ein neues Schlafintervall definieren, wenn Sie dies wünschen.

Thingspeak.comWenn Sie kein Thingspeak-Konto haben, müssen Sie auf www.thingspeak.com gehen und sich registrieren.

Nachdem Ihre E-Mail bestätigt wurde, können Sie zu Kanälen gehen und einen neuen Kanal erstellen. Fügen Sie die Variablen hinzu, die Sie hochladen möchten. Für dieses Projekt Temperatur, Luftfeuchtigkeit und Druck.

Scrollen Sie nach unten und drücken Sie auf "Kanal speichern". Danach können Sie in API Keys klicken. Und rufen Sie den API-Schreibschlüssel ab. Fügen Sie es dann in Ihre Codedatei ein.

Wenn alles korrekt ist, kann Ihre Wetterstation mit dem Senden von Daten an Ihren Kanal beginnen.

Schritt 4: Fazit

Wie immer in meinen Projekten werde ich Raum für zukünftige Verbesserungen geben, das ist nicht anders.

Während der Entwicklung mache ich mir Gedanken über den Energieverbrauch des Systems. Ich habe ESP32 und BME280 bereits in den Ruhezustand versetzt und trotzdem habe ich einen Verbrauch von ca. 2mA!!! Da das BME280 dafür verantwortlich ist, benötige ich wahrscheinlich einen Schalter, um das Modul im Schlafmodus vollständig auszuschalten.

Ein weiteres interessantes Feature wäre das Abrufen der Batteriespannung. Nach einigen Untersuchungen und Tests einiger interner Funktionen des ESP32 funktionierte nichts. Also werde ich wahrscheinlich einen Spannungsteiler hinzufügen und ihn an einen Analogeingang anschließen und direkt die Spannung ablesen. Bitte lassen Sie mich wissen, wenn Sie eine bessere Lösung finden.

Bitte schreiben Sie mir, wenn Sie einen Fehler gefunden haben, Anregungen/Verbesserungen oder Fragen haben.