Trạm thời tiết thay thế: 5 bước

2024 Tác giả: John Day | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2024-01-30 13:31

Một trạm thời tiết khác, có, nhưng thuộc loại khác!

Tôi đã xuất bản rồi, hãy xem một bài báo trước, một đầu dò đo chất lượng không khí.

Trạm được mô tả ở đây bao gồm các bổ sung và sửa đổi.

Các tính năng được thêm vào:

• Đo nhiệt độ, độ ẩm và áp suất khí quyển (module BME280).
• Đo lượng mưa.

Những thay đổi so với dự án trước:

• Đo điện áp của pin.
• Nhà ở nhỏ gọn bao gồm tất cả các yếu tố.
• Những thay đổi trong sơ đồ điện tử.

Nhắc nhở về các mục tiêu:

• Giảm thiểu điện năng tiêu thụ.
• Giảm thiểu kết nối Wifi. (30s mỗi 30 phút).
• Môi trường kín.
• Sạc pin tự động.

Điểm đặc biệt thực sự nằm ở đầu dò đo lượng mưa. Nó dựa trên phép đo điện dung.

Bước 1: Nguyên tắc đo mức điện dung

Nguyên tắc của phép đo mức điện dung dựa trên sự biến thiên điện dung của tụ điện. Cụm được cấu tạo bởi một ống kim loại và một thanh kim loại cách nhiệt được đặt ở giữa ống.

Thanh và thành ống tạo thành một tụ điện mà điện dung của nó phụ thuộc vào lượng nước trong ống: Ống chân không có dung tích càng nhỏ và với nước dung tích sẽ tăng lên.

Một thiết bị điện tử đo sự gia tăng công suất và tạo ra điện áp tỷ lệ với mực nước.

Rq: Thanh được cách ly không có dòng điện chạy qua nước.

Đánh giá các biến liên quan

Bề mặt nhận của phễu xấp xỉ 28 cm2 (4,3 sq in). Đó là của ống khoảng 9 cm2 (1,4 sq in). Tỉ lệ diện tích là khoảng 3. Vì vậy, một cm nước trên phễu sẽ lấp đầy ống bằng 3cm Phép nhân này cung cấp độ chính xác tốt hơn. Trong trường hợp lắp đặt của chúng tôi, điện dung đo được là khoảng 100pF.

Sự định cỡ:

Sau khi lắp ráp xong, chúng tôi sẽ tiến hành cân chỉnh bằng kính đo. Chúng tôi sẽ tiến hành từng cm từng cm ở mức của phễu. Chúng tôi sẽ điều chỉnh R8 và R13 để hiệu chỉnh giá trị tối thiểu và lớn nhất. (xem sơ đồ sau)

Bước 2: Sơ đồ lắp đặt chỉ báo mức nước tương tự

Mẫu này được lấy cảm hứng từ Trang web

Monostable là 555. Độ rộng xung của 555 tỷ lệ với mức nước. R7 và C5 tạo thành bộ lọc thông thấp để làm mịn giá trị DC của kênh xung.

Sự bù đắp điện áp ở đầu ra của 555 được loại bỏ trong giai đoạn vi sai được hình thành bởi một bộ khuếch đại quad LM324.

Trạm được cung cấp bởi 5V một bộ chuyển đổi điện áp đã được thêm vào để tạo ra 12V. Điều này nhằm đảm bảo hoạt động tối ưu của chỉ báo mức. Điện áp đầu ra được điều chỉnh để cung cấp tối đa 3,7V ở đầu vào của bảng điều khiển.

Bước 3: Sơ đồ thiết bị lái

Thiết bị được điều khiển bởi bộ điều khiển mini ESP8266 Wemos D1.

Hỗ trợ mức pin và nước:

Đầu vào A0 hỗ trợ lên đến 3,3V. Nó được sử dụng luân phiên để đo điện áp.

Đối với pin bằng cách kích hoạt Cổng GPIO2 (D4).

Đối với mực nước bằng cách kích hoạt Cổng GPIO14 (D5). Việc kích hoạt cổng này sẽ cung cấp năng lượng cho giai đoạn đo điện dung. Điều này là để hạn chế điện năng tiêu thụ.

Đo chất lượng không khí được thực hiện bằng cách cung cấp năng lượng cho mô-đun bởi SDS011 GPIO15 (D8). Mục nhập GPIO12 (D6) đọc dữ liệu nối tiếp. Đồng thời, mô-đun BME280 được cung cấp năng lượng. Giao tiếp bằng GPIO4 và GPIO5 (D1, D2) để khôi phục nhiệt độ, độ ẩm và áp suất khí quyển.

Cuối cùng, van điện từ sẽ xả đường ống vào cuối ngày được kích hoạt bởi GPIO13 (D7).

Bộ điều khiển được lập trình với EspEasy bằng đoạn mã sau.

Bước 4: Quy tắc ESPEASY

trên System # Boot do gpio, 15, 1

gpio, 13, 1

gpio, 2, 0

gpio, 14, 1

timerSet, 1, 20

để, 1, 0

kết thúc vào

Trên hệ thống # Wake do

gpio, 15, 1

gpio, 13, 1

gpio, 2, 0

gpio, 14, 1

timerSet, 1, 20

để, 1, 0

kết thúc vào

trên Wi-Fi # Đã ngắt kết nối làm

nếu [VAR # 2] = 0

để, 2, 1

hãy để, 3, 180

endif

kết thúc vào

trên Wi-Fi # Đã kết nối làm

// thông báo 1, system_is_started

để, 2, 0

hãy để, 3, 1800

kết thúc vào

Trên SDS011 # PM10 làm

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]

kết thúc vào

On Rules # Timer = 1 do // Mức pin

hãy để, 1, [TENS # A0]

hãy để, 1, [VAR # 1] * 0,004

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

gpio, 2, 1 // tắt chụp điện áp pin

gpio, 14, 0 // bật chụp mực nước

timerSet, 2, 10

kết thúc vào

Trên Quy tắc # Timer = 2 do // mực nước

hãy để, 1, [TENS # A0]

hãy để, 1, [VAR # 1] -60

nếu% v1% <0

để, 1, 0

khác

hãy để, 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 // tắt tính năng chụp mực nước

timerSet, 3, 5

kết thúc vào

Trên Quy tắc # Timer = 3 do // thanh lọc nước

nếu% syshour% = 23 // 23h

nếu% sysmin%> = 30 //> 30mn

thông báo 1, ecoulement

gpio, 15, 0 // tắt SDS

gpio, 13, 0 // bật van xả

timerSet, 4, 240

khác

timerSet, 4, 5

endif

khác

timerSet, 4, 5

endif

kết thúc vào

Trên Quy tắc # Timer = 4 thực hiện // thời gian của nó để ngủ

gpio, 13, 1 // tắt van xả

ngủ sâu,% v3%

kết thúc vào

Bước 5: Sắp xếp thành phần trong ống PVC

Đầu dò điện dung, ngay cả khi nó không phức tạp, đáng được quan tâm vì lớp hoàn thiện và sự điều chỉnh của nó sẽ phải được xử lý.

Bảng điều khiển và đầu dò SDS011 được gắn trên một giá đỡ để tạo điều kiện thuận lợi cho việc đưa chúng vào ống PVC.

Phần kết luận:

Phần lắp ráp này, giống như phần trước, không có bất kỳ khó khăn đặc biệt nào đối với những người có kiến thức về phần mềm Domoticz và ESPEasy.

Nó có thể đo lường hiệu quả

• Sự hiện diện của các hạt mịn,
• Áp suất không khí,
• Mức độ ẩm,
• Nhiệt độ,
• Chiều cao mưa,

Và điều này gần nhà của bạn.

Dự án cũng đưa ra các ý tưởng kỹ thuật:

Điều khiển công suất bằng rơ le sậy, bóng bán dẫn PNP hoặc MOSFET. Việc sử dụng GPIO2 và GPIO15. Việc sử dụng cổng A0 bằng cách ghép kênh. Lập trình (Quy tắc) của bộ điều khiển ESP8266.

Dự án cũng được xuất bản trên https://dangasdiy.top/ (đa ngôn ngữ)