Trạm thời tiết năng lượng mặt trời ESP32: 4 bước (có hình ảnh)

2025 Tác giả: John Day | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2025-01-23 15:15

Đối với dự án IoT đầu tiên của mình, tôi muốn xây dựng Trạm thời tiết và gửi dữ liệu đến data.sparkfun.com.

Điều chỉnh nhỏ, khi tôi quyết định mở tài khoản của mình ở Sparkfun, họ không chấp nhận nhiều kết nối hơn, vì vậy tôi chọn một công cụ thu thập dữ liệu IoT khác là thingspeak.com.

Đang tiếp tục…

Hệ thống sẽ được đặt trên ban công của tôi và sẽ lấy nhiệt độ, độ ẩm và áp suất không khí. Bộ vi điều khiển được chọn cho dự án này là Bộ vi điều khiển IOT FireBeetle ESP32 do DFRobot cung cấp.

Vui lòng kiểm tra trang wiki DFRobot để biết thêm thông tin về bộ vi điều khiển này và cách tải mã lên bằng Arduino IDE.

Tất cả các thông số vật lý được cung cấp bởi cảm biến BME280. Ngoài ra, hãy kiểm tra trang wiki để biết thêm thông tin.

Để biến hệ thống hoàn toàn "không dây", nguồn điện cần thiết được cung cấp bởi hai tấm pin mặt trời 6V có thể cung cấp công suất 2W. Các ô sẽ được kết nối song song với nhau. Năng lượng sản sinh sau đó được lưu trữ trong Pin Lithium Ion 3.7V Polymer với dung lượng +/- 1000mAh.

Mô-đun Bộ sạc Solar Lipo từ DFRobot sẽ chịu trách nhiệm quản lý năng lượng.

Bước 1: Các thành phần

Đối với dự án này, bạn sẽ cần:

• 1x - DFRobot FireBeetle ESP32 IOT
• 1x - DFRobot Gravity - I2C BME280
• 1x - DFRobot 3.7V Lithium Ion Polymer
• 1x - Bộ sạc pin năng lượng mặt trời DFRobot
• Bảng điều khiển năng lượng mặt trời 2x - 6V 1W
• 1x - Bảng đục lỗ
• 1x - Tiêu đề Nữ
• 1x - Bao vây / hộp
• Dây điện
• Vít

Ngoài ra, bạn sẽ cần các công cụ sau:

• Súng bắn keo nóng
• Hàn sắt
• Máykhoan

Bước 2: Lắp ráp

Bộ vi điều khiển IOT FireBeetle ESP32 được cấp nguồn bằng pin 3.7V được kết nối với Bộ sạc Lipo năng lượng mặt trời trong cổng đầu vào của pin. Các pin mặt trời được kết nối trong các cổng PWR In. Các cổng Vcc và GND của Vi điều khiển IOT FireBeetle ESP32 được kết nối với các cổng Vout của Bộ sạc Solar Lipo.

Nguồn BME280 được cung cấp bởi cổng 3.3V trong Vi điều khiển IOT FireBeetle ESP32. Giao tiếp được thực hiện qua các đường I2C (SDA / SCL).

Để cố định tất cả các thành phần trong hộp, tôi đã sử dụng bảng điều khiển lỗ, một số tiêu đề và dây dẫn.

Đối với pin mặt trời, tôi chỉ cần dùng keo nóng để cố định chúng ở nắp trên cùng của hộp. Vì hộp đã có lỗ nên không cần làm thêm:)

Lưu ý: Nên đặt các đi-ốt vào các tấm pin mặt trời để tránh làm hỏng và phóng điện vào pin.

Bạn có thể đọc thêm về nó trong:

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

Bước 3: Mã

Để bạn sử dụng mã của tôi, một số thay đổi là cần thiết.

Đầu tiên là xác định tên và mật khẩu mạng wifi của bạn. Thứ hai là nhận được Khóa API từ Thingspeak.com. Tôi sẽ giải thích nó dưới đây. Ngoài ra, bạn có thể xác định một khoảng thời gian ngủ mới, nếu bạn muốn.

Thingspeak.com Nếu bạn chưa có tài khoản Thingspeak, bạn cần phải truy cập www.thingspeak.com và tự đăng ký.

Sau khi email của bạn được xác minh, bạn có thể chuyển đến Kênh và tạo kênh mới. Thêm các biến mà bạn muốn tải lên. Đối với dự án này, Nhiệt độ, Độ ẩm và Áp suất.

Cuộn xuống và nhấn "Lưu kênh". Sau đó, bạn có thể nhấp vào Khóa API. Và lấy khóa ghi API. Sau đó, thêm nó vào tệp mã của bạn.

Nếu mọi thứ đều chính xác, Trạm thời tiết của bạn có thể bắt đầu gửi dữ liệu đến kênh của bạn.

Bước 4: Kết luận

Như mọi khi trong các dự án của mình, tôi sẽ dành chỗ cho những cải tiến trong tương lai, điều này không có gì khác biệt.

Trong quá trình phát triển, tôi bắt đầu quan tâm đến việc tiêu thụ năng lượng của hệ thống. Tôi đã đặt ESP32 và BME280 ở chế độ ngủ và thậm chí vì vậy tôi có mức tiêu thụ khoảng 2mA !!! Là BME280 chịu trách nhiệm lớn về điều này, tôi có thể sẽ cần một công tắc để tắt hoàn toàn mô-đun trong chế độ ngủ.

Một tính năng thú vị khác là lấy điện áp của pin. Sau một số cuộc điều tra và thử nghiệm một số chức năng bên trong của ESP32, không có gì hoạt động. Vì vậy, có lẽ tôi sẽ thêm một bộ chia điện áp và kết nối nó với một Đầu vào Analog và đọc trực tiếp điện áp. Vui lòng cho tôi biết nếu bạn đưa ra giải pháp tốt hơn.

Vui lòng viết thư cho tôi nếu bạn tìm thấy bất kỳ sai sót nào hoặc nếu bạn có bất kỳ đề xuất / cải tiến hoặc câu hỏi nào. "Đừng cảm thấy buồn chán, hãy làm điều gì đó"