THINGSPEAK LÄMPÖTILA- JA KOSTEUSSOVELLUS ESP8266: 9 -vaiheilla

2024 Kirjoittaja: John Day | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2024-01-30 09:01

Elektronisten asioiden parissa, sain idean tehdä web-pohjainen sääsovellus. Tämä verkkosovellus käyttää SHT31-anturia reaaliaikaisten lämpötila- ja kosteustietojen saamiseen. Olemme ottaneet projektimme käyttöön ESP8266 WiFi -moduulissa. Online tai offline! Ei tarvitse huolehtia, olitpa online- tai offline -tilassa, saat sääpäivityksiä mistä ja milloin tahansa. Tämä verkkosovellus lähettää tietoja paikalliselle verkkopalvelimelle ja pilveen. Pilvitoiminnoissa käytämme ThingSpeak -sovellusliittymää. SHT31 käyttää I2C: tä tiedon vastaanottamiseen anturista.

SHT 31 on Sensirionin valmistama lämpötila- ja kosteusanturi. SHT31 tarjoaa korkean tarkkuuden noin ± 2% RH. Sen kosteusalue on 0-100% ja lämpötila -alue -40-125 ° C. Se on paljon luotettavampi ja nopeampi, kun anturin vasteaika on 8 sekuntia. Sen toiminnallisuus sisältää parannetun signaalinkäsittelyn ja I2C -yhteensopivuuden. Siinä on erilaisia toimintatapoja, mikä tekee siitä energiatehokkaan.

Tässä opetusohjelmassa olemme liittäneet SHT 31: n Adafruit Huzzah -levyyn. Lämpötila- ja kosteusarvojen lukemiseen olemme käyttäneet ESP8266 I2C -suojaa. Tämä sovitin tuo kaikki nastat käyttäjän saataville ja tarjoaa käyttäjäystävällisen I2C-ympäristön.

Vaihe 1: Laitteisto vaaditaan

Tämän tehtävän suorittamiseen käytetyt laitteistot:

1. SHT 31
2. Adafruit Huzzah ESP8266
3. ESP8266 I2C -sovitin
4. I2C -kaapeli

Vaihe 2: Laitteistoyhteydet

Tämä vaihe sisältää laitteiston kytkentäoppaan. Tässä osassa selitetään periaatteessa anturin ja ESP8266: n väliset johdotusliitännät. Liitännät ovat seuraavat.

1. SHT31 toimii yli I2C. Yllä oleva kuva osoittaa yhteyden ESP8266: n ja SHT31 -moduulin välillä. Käytämme siihen I2C -kaapelia, joko joko 4 - F -hyppyjohtimia.
2. toista johdinta käytetään Vcc: lle, toista johtoa GND: lle ja kaksi muuta johdolle SDA: lle ja SCL: lle
3. I2C -sovittimen mukaan ESP8266 -kortin pin2 ja nasta 14 käytetään SDA: na ja SCL: nä

Vaihe 3: Tehtävien ajoituksen koodi

Tässä opetusohjelmassa suoritamme kolme toimintoa

• Lue SHT11 -tiedot I2C -protokollaa käyttäen
• isännöi verkkopalvelinta ja lähetä anturin lukema verkkosivulle
• lähetä anturin lukemat ThingSpeak -sovellusliittymään

Tämän saavuttamiseksi käytämme TaskScheduler -kirjastoa. Olemme suunnitelleet kolme eri tehtävää, jotka viittaavat kolmeen erilaiseen ohjaustoimintoon. tämä tehdään seuraavasti

• Tehtävä 1 on anturin arvon lukemiseen, tämä tehtävä kestää 1 sekunnin, kunnes se saavuttaa 10 sekunnin aikakatkaisun.
• Kun tehtävä1 saavuttaa aikakatkaisunsa, tehtävä 2 on käytössä ja tehtävä 1 on poistettu käytöstä.
• Yhdistämme AP: hen tässä takaisinsoitossa. Kaksi boolen muuttujaa otetaan huomioon STA: n ja AP: n välillä vaihtamisen varmistamiseksi
• Tehtävässä 2 isännöimme verkkopalvelinta osoitteessa 192.168.1.4. Tämä tehtävä suoritetaan joka 5 sekunti, kunnes se saavuttaa aikakatkaisunsa, joka on 50 sekuntia

• Kun tehtävä 2 saavuttaa aikakatkaisun, tehtävä 3 on käytössä ja tehtävä 2 on poistettu käytöstä.

• Yhdistämme STA: n (paikallinen IP) tässä selityksessä. Tehtävässä 3 lähetämme anturin lukeman ThingSpeak -sovellusliittymään
• Tehtävä 3 suoritetaan joka viides sekunti, kunnes se saavuttaa aikakatkaisunsa eli 50 sekuntia
• Kun Task3 saavuttaa aikakatkaisunsa, tehtävä 1 on jälleen käytössä ja tehtävä 3 on poistettu käytöstä.
• Kun takaisinsoittoa ei soiteta tai laite on käyttämättömänä, se siirtyy Light Sleep -tilaan, mikä säästää virtaa.

mitätön tehtäväI2CCallback ();

void taskI2CDisable (); mitätön tehtäväAPCallback (); void taskAPDisable (); mitätön tehtäväWiFiCallback (); void taskWiFiDisable (); // Tehtävät i2c: lle, web -palvelimen isännöinti ja asioiden puhuminen Tehtävä tI2C (1 * TASK_SECOND, TASK_FOREVER ja & taskI2CCallback, & ts, false, NULL ja taskI2CDisable); Tehtävä tI2C (1 * TASK_SECOND, TASK_FOREVER ja & taskI2CCallback, & ts, false, NULL ja taskI2CDisable); Tehtävä tAP (5*TASK_SECOND, TASK_FOREVER, & taskAPCallback, & ts, false, NULL ja taskAPDisable); Tehtävä tWiFi (5* TASK_SECOND, TASK_FOREVER, & taskWiFiCallback, & ts, false, NULL ja & taskWiFiDisable); // tehtävien aikakatkaisu tI2C.setTimeout (10 * TASK_SECOND); tAP.setTimeout (50 * TASK_SECOND); tWiFi.setTimeout (50 * TASK_SECOND); // ota käyttöön I2C -tehtävä tI2C.enable ();

Vaihe 4: Lämpötila- ja kosteusarvojen lukemiskoodi

Käytämme Wire.h -kirjastoa lämpötila- ja kosteusarvojen lukemiseen. Tämä kirjasto helpottaa i2c -tiedonsiirtoa anturin ja päälaitteen välillä. 0x44 on SHT31: n I2C -osoite.

SHT31 toimii eri toimintatilassa. Voit viitata siihen tietolomakkeeseen. Käytämme 0x2C: tä ja 0x06 MSB: nä ja LSB: nä vastaavasti yhden laukauksen toiminnassa.

// I2C -tehtävän takaisinsoitto void taskI2CCallback () {Serial.println ("taskI2CStarted"); unsigned int root [6]; // aloita lähetys 0x44; Wire.beginTransmission (Addr); // yhden laukauksen lähetyksessä, jolla on suuri toistettavuus, käytämme 0x2C (MSB) ja 0x06 (LSB) Wire.write (0x2C); Wire.write (0x06); // lopeta lähetys Wire.endTransmission (); // pyydä tavuja 0x44 Wire.beginTransmission (Addr); Wire.endTransmission (); Wire.requestFrom (Addr, 6); jos (Wire.available () == 6) {// data [0] ja data [1] sisältävät 16 bittiä lämpötilaa. root [0] = Wire.read (); root [1] = Wire.read (); // data [2] sisältää 8 bittiä CRC -juuria [2] = Wire.read (); // data [3] ja data [4] sisältävät 16 bittiä kosteusjuuria [3] = Wire.read (); root [4] = Wire.read (); // data [5] koostuu 8 -bittisestä CRC -juurista [5] = Wire.read (); } int temp = (root [0] * 256) + root [1]; // siirtää MSB: tä 8 bitillä lisää LSB float cTemp = -45,0 + (175,0 * temp /65535,0); kelluva fTemp = (cTemp * 1,8) + 32,0; // siirrä MSB: tä 8 bitillä, lisää siihen LSB jakautuu täyteen resoluutioon ja * 100 prosenttiin kelluvasta kosteudesta = (100,0 * ((juuri [3] * 256,0) + juuri [4])) /65535.0; tempC = cTemp; tempF = fTemp; kostea = kosteus; Serial.print ("Lämpötila C: / t"); Serial.println (Jono (cTemp, 1)); Serial.print ("Lämpötila F: / t"); Sarja.println (Jono (fTemp, 1)); Serial.print ("Kosteus: / t"); Serial.println (Jono (kosteus, 1)); }

Vaihe 5: Koodi verkkopalvelimen isännöintiin

Olemme isännöineet verkkopalvelinta laitteeltamme staattisella IP -osoitteella.

ESP8266WebServer -kirjastoa käytetään verkkopalvelimen isännöintiin

• Ensin meidän on ilmoitettava IP -osoite, yhdyskäytävä ja aliverkon peite staattisen IP -osoitteemme luomiseksi
• Ilmoita nyt tukiasemasi ssid ja salasana. Muodosta yhteys tukiasemaan mistä tahansa STA -laitteesta
• isännöi palvelinta portilla 80, joka on oletusportti Internet -yhteyskäytännölle, Hypertext Transfer Protocol (HTTP) kirjoita 192.168.1.4 selaimellesi intro -verkkosivulle ja 192.168.1.4/Arvo sensorin lukemalle verkkosivulle

// staattinen Ip APIP -osoitteelle ap_local_IP (192, 168, 1, 4); IPAddress ap_gateway (192, 168, 1, 254); IPAddress ap_subnet (255, 255, 255, 0); // ssid ja AP paikallista WiFi -yhteyttä varten STA -tilassa const char WiFissid = "*********"; const char WiFipass = "*********"; // ssid ja pass AP const char APssid = "********"; const char APpass = "********"; ESP8266WebServer -palvelin (80); void setup {server.on ("/", onHandleDataRoot); server.on ("/Arvo", onHandleDataFeed); server.onNotFound (onHandleNotFound);} void taskAPCallback () {Serial.println ("taskAP aloitettu"); server.handleClient (); } void onHandleDataRoot () {server.send (200, "text/html", PAGE1); } void onHandleDataFeed () {server.send (200, "text/html", PAGE2); } void onHandleNotFound () {String message = "Tiedostoa ei löydy / n / n"; message += "URI:"; viesti += palvelin.uri (); message += "\ nMenetelmä:"; viesti += (palvelin.metodi () == HTTP_GET)? "GET": "POST"; message += "\ nArgumentit:"; viesti += palvelin.args (); viesti += "\ n"; server.send (404, "teksti/tavallinen", viesti); } void reconnectAPWiFi () {WiFi.mode (WIFI_AP_STA); viive (100); WiFi. Irrota (); boolen tila = WiFi.softAPConfig (ap_local_IP, ap_gateway, ap_subnet); if (status == true) {Serial.print ("Soft-AP: n asetus …"); boolean ap = WiFi.softAP (APssid, APpass); if (ap == true) {Serial.print ("connected to: / t"); // IPAddress myIP = WiFi.softAPIP (); Serial.println (WiFi.softAPIP ()); } server.begin ();

}

Vaihe 6: Thingspeak Setup

ThingSpeak on IoT -alusta. ThingSpeak on ilmainen verkkopalvelu, jonka avulla voit kerätä ja tallentaa anturitietoja pilveen.

Tässä vaiheessa annan sinulle lyhyen menettelyn Thing Speak -tilisi määrittämiseksi

• Hanki uusi käyttäjätili ThingSpeakissa
• Luo uusi kanava valitsemalla Kanavat, Omat kanavat ja sitten Uusi kanava
• Muokkaa kenttiä
• Nämä kentät sisältävät anturitietosi
• Huomaa Write API -avain ja kanavatunnus
• Arduino -luonnoksessasi voit käyttää Arduinon ThingSpeak -kirjastoa tai voit suoraan JÄLJESTÄ tietoja ThingSpeak -sovellusliittymään
• seuraava vaihe käsittelee sisällön lähettämistä Thing Speak -sovellusliittymään

Vaihe 7: Koodi tietojen lähettämiseen Thing Speakiin

Täällä lähetämme anturin lukemat Thing Speakiin. seuraavat vaiheet ovat tarpeen tämän tehtävän suorittamiseksi-

• Luo tili puheessa Luo kanavia ja kenttiä anturitietojesi tallentamiseksi
• voimme saada ja lähettää tietoja ESP: stä thingSpeakiin ja päinvastoin käyttämällä GET- ja POST-pyyntöjä apiin.
• voimme lähettää tietomme ThingSpeakiin seuraavasti

id taskWiFiCallback () {WiFiClient wifiClient; if (wifiClient.connect (hostId, 80)) {String postStr = apiKey; postStr += "& field1 ="; postStr += Jono (kostea); postStr += "& field2 ="; postStr += Jono (tempC); postStr += "& field3 ="; postStr += Jono (tempF); postStr += "\ r / n / r / n"; wifiClient.print ("POST /päivitä HTTP /1.1 / n"); wifiClient.print ("Isäntä: api.thingspeak.com / n"); wifiClient.print ("Yhteys: sulje / n"); wifiClient.print ("X-THINGSPEAKAPIKEY:"+apiKey+"\ n"); wifiClient.print ("Content-Type: application/x-www-form-urlencoded / n"); wifiClient.print ("Content-Length:"); wifiClient.print (postStr.length ()); wifiClient.print ("\ n / n"); wifiClient.print (postStr); } wifiClient.stop (); }

Vaihe 8: Yleinen koodi

Yleinen koodi on saatavana GitHub -arkistostani

Vaihe 9: Lainat

• Arduino JSON
• ESP826WebServer
• Tehtävien ajoitus
• SHT 31
• I2C -skannaus
• HIH6130 -opetusohjelma
• Johto
• NCD.io