Vielä yksi sääasema (Y.A.W.S.): 18 vaihetta (kuvilla)

2024 Kirjoittaja: John Day | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2024-01-30 09:03

Tämä projekti on minun käsitykseni aina suositusta sääasemasta. Omani perustuu ESP8266: een,.96 tuuman OLED -näyttöön ja BME280 -ympäristöanturiryhmään. Sääasemat näyttävät olevan erittäin suosittu projekti. Mine erottuu muista käyttämällä BME280 -anturiryhmää suositun DHT22 -lämpötila- ja kosteusanturin sijasta. BME280: ssa on lämpötila-, kosteus- ja ilmanpaineanturi. Se käyttää myös I2C -rajapintaa. Käytetty.96 tuuman OLED -näyttö on myös I2C. Se voidaan ostaa joko I2C- tai SPI -muodossa tai molempina. Menin I2C -version kanssa yksinkertaistamaan johdotusta. Sekä OLED -näytön että I2C: tä ja 3.3 V: ta käyttävän BME280: n avulla oli erittäin helppo tehdä Y -kaapeli molempien laitteiden liittämiseksi ESP8266: een. Tätä projektia kehitettäessä törmäsin Internetiin useisiin sääasemaprojekteihin, jotka käyttävät ESP8266: ta, samaa OLED -näyttöä ja BME280: ta. Tämä ei siis ole alkuperäinen idea, mutta se on alkuperäinen toteutus.

BME280 tarjoaa sisäympäristötietoja. Ulkosäätiedot saadaan OpenWeatherMap.org -sivustolta. Sinun on rekisteröidyttävä OpenWeatherMap.org -palveluun saadaksesi avaimen säätietoihin pääsemiseksi. He tarjoavat ilmaisen palvelun, jota käytin. Katso ohjeet avaimen hankkimiseen vaiheesta OpenWeatherMap -avaimen hankkiminen.

NTP-aikapalvelinta käytetään kellonajan ja viikonpäivän määrittämiseen.

Sää-, aika- ja ympäristötiedot näkyvät OLED -näytössä. Jokaisella tiedolla on oma muotoiltu näyttö. Näytöt näkyvät viisi sekuntia ennen kuin vaihdat toiseen. OpenWeatherMap.org avataan viidentoista minuutin välein päivittääkseen säätiedot. BME280 luetaan noin joka viideskymmenesviides sekunti. Kunkin näytön fonttia säädetään automaattisesti siten, että kaikki tiedot näkyvät suurimmalla mahdollisella fontilla.

ESP8266 on myös asetettu verkkopalvelimeksi. Kaikkiin säätietoihin pääsee käsiksi puhelimen, tietokoneen tai tabletin selaimella. Yksi näytöistä näyttää verkkopalvelimen IP -osoitteen.

ESP8266 on saatavana eri muodoissa ja kooissa. Valitsen GEEKCREIT DoIt ESP12E Dev Kit V2. Tämä on täysin yhteensopiva erillisten ESP8266 -moduulien NodeMCU -standardin kanssa. Siinä on integroitu 3.3V-säädin, CH340 USB-sarja-silta ja NodeMCU-automaattinen nollauspiiri. Voit vapaasti käyttää mitä tahansa ESP8266-12-moduulia. Huomaa vain, että saatat joutua lisäämään 3,3 V: n säätimen tai muita piirejä sen ohjelmoimiseksi. Rakensin sellaisen myös Witty Cloud ESP8266: n avulla. Sen avulla sain pakata kaiken 1,5 tuuman kuutioon. Alempi USB -siltakortti irrotetaan ohjelmoinnin jälkeen. Lisäsin suorakulmaisen otsatapin Witty -levyn 3,3 V: n reikään. Valjaat valmistettiin kahdella neljällä tapilla, yhdellä kahden nastan kuorella ja kahdella yhden nastan kuorella.

Yllä olevassa kuvassa piirilevy, johon ESP8266 -moduuli on kytketty, on piirilevy, jonka kehitin ESP8266: n ja ESP32: n katkaisukortiksi. Se hyväksyy NodeMCU -yhteensopivan, kapean rungon ESP8266 -levyt, The Witty Cloud ESP8266 -levyn tai GEEKCREITin ESP32 -levyn. Kaikki käytettävissä olevat GPIO -nastat on jaettu otsikoihin, jotta niitä on helppo käyttää. Olen huomannut, että useimmilla kehityskorteilla ei koskaan ole tarpeeksi virtaa ja maadoituspiikkejä. Joka kerta, kun haluat liittää jotain, tarvitset vähintään maadoituspistokkeen ja useimmiten tapin laitteen virran kytkemiseen. Jokaisessa GPIO -nastojen rivissä on 3,3 V: n virtatappi ja maadoitusliitin. Käytän samaa asettelua kuin First Robotics, teho keskellä. Pidän tästä asettelusta, koska jos kytket jotain taaksepäin, et vapauta taikasavua. Taulussa on pari lisävarustetta, IR-anturi, painonappikytkin ja kolmivärinen LED. Puseroilla voidaan muodostaa yhteys mihin tahansa näistä ominaisuuksista. Jos olet kiinnostunut jostakin näistä ESPxx -murtolevyistä, ota yhteyttä minuun.

Vaihe 1: Mitä tarvitset:

1 - BME280 I2C Lämpötila-, kosteus- ja paineanturikortti

Ostin omani Ebayssa Kiinasta noin 1,25 dollarilla ilmaisella toimituksella. Saatavana myös Adafruitista tai Sparkfunista

1 -.96”, 128x64, I2C OLED -näyttö SSD1306 -ohjaimella

Ostin omani Ebaysta Kiinasta noin 4,00 dollaria. Omani on valkoinen. Löydät sinistä ja valkoista, joiden päällä on keltainen alue. Jotkut myydään nimellä SPI ja I2C. Sinun on ehkä siirrettävä joitain vastuksia I2C -toiminnon valitsemiseksi. Tärkeä osa on, että se käyttää SD1306 -ohjainsirua. Saatavana myös Adafruitista.

1-NodeMCU ESP8266-12 ja CH340

Voit käyttää mitä tahansa haluamaasi ESP8266-12-moduulia. Pidän parempana niitä, joissa on CH340 USB-sarja-silta. Väärennettyjä FTDI- ja SI -siltapalasia esiintyi muutama vuosi sitten, joten en luota enää mihinkään muuhun kuin CH340: een.

2 - DuPont 4 -nastainen, 0,1 tuuman (2,54 mm) sävelkorkeus

2 - DuPont 2 -nastainen, 0,1 tuuman (2,54 mm) sävelkorkeus

12-DuPont-naaraspuristimet 22-28 awg -langalle

Saan omani Ebaysta. Voit myös käyttää Molexia tai mitä tahansa haluamaasi tuotemerkkiä. Puristetut nastat tai IDC Valinta on sinun. Ole varovainen, että ostat kuorillesi oikeat nastat. Ne eivät ole yhteensopivia. Voit myös juottaa johdot levyihin ja poistaa liittimet. Jos käytät puristettuja tappeja, tarvitset puristimen. Älä yritä puristaa pihdeillä. Se ei toimi.

1-5V, 1A minimiseinävirtalähde.

Nämä ovat halpoja ja saatavilla Ebayssa. Hanki sellainen, jossa on mikro -USB -liitin tai mikä tahansa muu ESP8266 -kortin kanssa.

Tarvitset myös kahdeksan 22-28 awg: n johtoa kaiken yhdistämiseksi. Tai voit vain kytkeä kaiken johtoon palalevylle. Se on sinusta kiinni.

Olen lisännyt kuvan sääaseman rakentamisesta Witty Cloud ESP8266: n avulla. Yksi kuva kertoo, mihin lisätä suorakulmainen otsatappi 3.3V: n noutoon. Toinen kahdesta tapista on korvattu kahdella yhden tapin kuorella. Maadoitus- ja 3,3 V -johdot on täytetty yhden nastan kuoriin.

Seuraa tätä linkkiä saadaksesi lähdekooditiedostot GitHub -arkistosta; ESP8266-Sääasema. Zip -kansiossa tai kloonatussa kansiossa on WeatherStation -kansio, joka sisältää WeatherStation.ino ja BME280.h. Nämä ovat lähdekooditiedostoja. Siellä on myös useita pdf -tiedostoja. Pdf -tiedostoissa on paljon samoja tietoja kuin tässä ohjeessa.

Vaihe 2: Työkalut:

Kokeiltuani monia puristuslaitteiden merkkejä huomasin, että japanilainen insinööri PA-21 tai PA-09 toimii parhaiten DuPont-uros- ja naaraspuristimille. Se on saatavana Ebayssa tai Amazonissa. Kumpikin toimii DuPont -nastoille. PA-09 tekee myös nastat JST-liittimille, joita tavallisesti käytetään LiPo-akuissa. Tässä on linkki videoon siitä, miten Engineer -puristimia käytetään DuPont -puristimien kanssa; Kuinka käyttää PA-21 Crimpers -laitetta

Instructablesilla oli äskettäin loistava opetusohjelma Weierli Tools SN-28B -puristimien käytöstä DuPont-nastojen ja -kuorien kanssa. Voit katsoa sen täältä; Tee hyvä Dupont Pin-Crimp joka kerta!

Vaihe 3: Tee valjaat:

Johtosarja on avain tähän projektiin. Se on perusjohtoinen Y -kaapeli. Yllä on kuva tekemistäni valjaista. OLED -näytöllä ja BME280 -anturiryhmällä on sama pistoke. Tämä tarkoittaa sitä, että kaksi nelitapaista kuorta ovat identtiset puristettujen johtojen asettamisen jälkeen. Tein valjaat kaksinkertaisilla puristetuilla johdoilla, jotka menivät kahteen kahteen nastaiseen kuoreen, jotka kiinnittyvät ESP8266 -levyyn. Voit sen sijaan asettaa kaksinkertaiset puristetut johdot yhteen neljästä tapista, jolloin se on kuin ketjuliitos. Kumpikin toimii.

1. Katkaise kaikki johdot pituuteen. Haluan käyttää eri värejä jokaiselle langalle; punainen 3.3 V: lle, musta maahan, keltainen SCL: lle ja vihreä SDA: lle.
2. Kuori jokaisen langan toinen pää noin 0,1 tuumaa.
3. Kierrä säikeet yhteen ja lisää naaraspuristin.
4. Kun kaikissa johtimissa on puristus toisessa päässä, irrota kaikki johdot noin 0,2 tuumaa.
5. Kierrä kahden samanvärisen langan säikeet yhteen.
6. Kierretty, leikkaa noin 0,1 tuumaa ja lisää naaraspuristin.
7. Kun kaikki vaijeriparit on puristettu, on aika laittaa puristetut päät kuoriin.
8. Kaksi nelitapaista kuorta on täytetty vasemmalta oikealle punaisella, mustalla, keltaisella, vihreällä tai 3.3V, Gnd, SCL, SDA.
9. Yksi kahdesta tapista on punainen ja musta.
10. Kaksi muuta nastaista kuorta saavat keltaiset ja vihreät johdot.

Vaihe 4: Vinkki:

Huomasin, että kun käytän 28 awg -lankaa puristustappien kanssa, ne yleensä putoavat. Estän tämän estämällä langan pään irrottamisen kaksi kertaa normaalia pidempään. Kierrä paljaat johdot yhteen. Käännä sitten kierretty lanka kaksinkertaiseksi. Nyt kun puristan sitä, lanka on tarpeeksi paksu pitämään tiukasti kiinni.

Vaihe 5: Yhdistä kaikki:

1. Liitä neljä nastaista kuorta OLED -näyttöön ja BME280 -levyihin.
2. Kohdista punainen johto Vcc- ja 3V3 -nastojen kanssa.
3. Liitä kaksi nastaista punaista/mustaa kuorta 3V3 (3,3 V) ja GND -nastoihin ESP8266 -kortilla. Taululla on kolme paikkaa, joissa 3V3- ja GND -nastat ovat vierekkäin. Vältä Vin (5V) - ja GND -nastoja, koska ne vapauttavat taikasavun OLED- ja BME280 -levyiltäsi. Varmista, että punainen johto on kytketty 3V3 -nastaiseen.
4. Liitä keltainen/vihreä kaksinapainen kuori ESP8266 -kortin D1- ja D2 -liittimiin. Keltaisen langan (SCL) pitäisi olla D1: ssä.

Tarkista liitännät uudelleen. Jos kaikki näyttää hyvältä, olet valmis käynnistämään ESP8266 -kortin.

Vaihe 6: OpenWeatherMap -avaimen hankkiminen

Tarvitset API -avaimen päästäksesi OpenWeatherMap.org -sivustoon saadaksesi ajankohtaiset säätiedot. Seuraavissa vaiheissa kerrotaan, kuinka voit rekisteröityä OpenWeatherMap.org -palveluun ja hankkia sovellusliittymäavaimen.

Seuraa tätä linkkiä osoitteeseen OpenWeatherMap.org.

Napsauta sovellusliittymää verkkosivun yläosan keskellä.

Vaihe 7: Hanki OpenWeatherMap -avain, tilaa

Napsauta vasemman reunan Nykyiset säätiedot -kohdassa Tilaa -painiketta.

Vaihe 8: OpenWeatherMap -avaimen hankkiminen, API -avaimen hankkiminen

Napsauta Hae sovellusavain ja aloita Ilmainen -sarakkeessa.

Vaihe 9: OpenWeatherMap -avaimen hankkiminen, rekisteröityminen

Napsauta Rekisteröidy -painiketta kohdassa Sovellusliittymäavaimen (APPID) saaminen.

Vaihe 10: OpenWeatherMap -avaimen hankkiminen, tilin luominen

Täytä kaikki kentät. Kun olet valmis, valitse Hyväksyn käyttöehdot ja tietosuojakäytäntö -valintaruutu. Napsauta sitten Luo tili -painiketta.

Tarkista sähköpostistasi OpenWeatherMap.org -viestin lähettämä viesti. Sähköpostissa on API -avaimesi. Sinun on kopioitava API -avain sääaseman lähdekoodiin saadaksesi nykyisen sään.

Ilmaisella OpenWeatherMap.org -palvelulla on joitain rajoituksia. Ennen kaikkea et voi käyttää sitä useammin kuin kerran kymmenen minuutin välein. Tämän ei pitäisi olla ongelma, koska sää ei muutu niin nopeasti. Muut rajoitukset liittyvät käytettävissä olevaan tietoon. Kaikki maksulliset tilaukset tarjoavat tarkempia säätietoja.

Vaihe 11: Asenna Arduino IDE:

Ohjelma kehitettiin käyttämällä Arduino IDE -versiota 1.8.0. Voit ladata uusimman Arduino IDE: n täältä; Arduino IDE. Arduinon verkkosivustolla on erinomaiset ohjeet IDE: n asentamiseen ja käyttöön. ESP8266 -tuki voidaan asentaa Arduino IDE -laitteeseen noudattamalla tämän linkin ohjeita: ESP8266 Addon to Arduino. Napsauta verkkosivulla "Kloonaa tai lataa" -painiketta ja valitse "Lataa zip". ReadMe.md -tiedostossa on ohjeet ESP8266 -tuen lisäämiseen Arduino IDE: hen. Se on pelkkä tekstitiedosto, jonka voit avata millä tahansa tekstieditorilla.

ESP8266-levyt ovat kaikenkokoisia ja -muotoisia ja käyttävät erilaisia USB-sarja-siltapiirejä. Pidän parempana CH340 -siltaa käyttävää levyä. Muutama vuosi sitten FTDI, SI ja muut kyllästyivät halpoihin klooneihin, jotka väittivät olevansa heidän osiaan. Sirunvalmistajat muuttivat ohjainkoodin toimimaan vain omien alkuperäisten osiensa kanssa. Tämä aiheutti paljon turhautumista, kun ihmiset huomasivat, että USB-sarja-sillat eivät enää toimineet. Nykyään pidän kiinni vain CH340-pohjaisista USB-sarja-siltoista välttääkseni korttien ostamista, jotka saattavat toimia tai eivät. Joka tapauksessa sinun on löydettävä ja asennettava oikea ohjain taulullasi käytetylle siltapiirille. Tämä on linkki CH340 -ajureiden viralliselle sivustolle; CH341SER_EXE.

ESP8266 -laitteessa ei ole erillistä I2C -laitteistoa. Kaikki ESP8266: n I2C-ajurit perustuvat bittikappaleeseen. Yksi parhaista ESP8266 I2C -kirjastoista on brzo_I2C -kirjasto. Se on kirjoitettu kokoonpanokielellä ESP8266: lle, jotta se olisi mahdollisimman nopea. Käyttämäni OLED -näyttökirjasto käyttää brzo_I2C -kirjastoa. Lisäsin koodin päästäkseni BME280 -anturiryhmään brzo_I2C -kirjaston avulla.

Saat OLED-kirjaston täältä: ESP8288-OLED-SSD1306 Library.

Brzo_I2C -kirjaston saat täältä: Brzo_I2C -kirjasto.

Molemmat kirjastot on asennettava Arduino IDE -laitteeseesi. Arduinon verkkosivustolla on ohjeet zip -kirjastojen asentamiseen IDE: hen täällä: Zip -kirjastojen asentaminen.

Vinkki: Kun olet asentanut ESP8266-levypaketin ja kirjastot, sulje Arduino IDE ja avaa se uudelleen. Tämä varmistaa, että ESP8266 -levyt ja kirjastot näkyvät IDE: ssä.

Vaihe 12: Valitse hallitus:

Avaa Arduino IDE. Jos et ole vielä tehnyt niin, asenna ESP8266 -lisäosa, brzo_i2c -kirjasto ja OLED -ohjainkirjasto.

Napsauta "Työkalut" ylävalikkopalkissa. Vieritä alasvetovalikkoa kohtaan, jossa lukee "Board:". Liu'uta "Board Manager" -valikkoon ja vieritä alas kohtaan; "NodeMCU 1.0 (ESP-12E-moduuli)". Valitse se napsauttamalla sitä. Jätä kaikki muut asetukset oletusarvoihinsa.

Vaihe 13: Valitse sarjaportti:

Napsauta "Työkalut" ylävalikkopalkissa. Vieritä alasvetovalikkoa kohtaan Portti. Valitse tietokoneellesi sopiva portti. Jos porttisi ei näy, korttiasi ei ole kytketty tai et ole ladannut siltapiirisi ohjainta tai korttiasi ei ole kytketty, kun avasit Arduino IDE: n. Yksinkertainen korjaus on sulkea Arduino IDE, kytkeä kortti, ladata puuttuvat ohjaimet ja avata sitten Arduino IDE uudelleen.

Vaihe 14: WeatherStation.ino

Voit joko käyttää yllä olevia Lataa -painikkeita tai seurata lähdekoodia tästä linkistä GitHubiin; ESP8266-Sääasema.

Tiedostojen WeatherStation.ino ja BME280.h on oltava samassa kansiossa. Kansion nimen on vastattava.ino -tiedoston nimeä (ilman.ino -laajennusta). Tämä on Arduinon vaatimus.

Vaihe 15: Muokkaa WeatherStation.ino

Napsauta "Tiedosto" ylävalikkopalkissa. Napsauta "Avaa". Etsi Tiedoston avaaminen -valintaikkunasta WeatherStation -kansio ja valitse se. Sinun pitäisi nähdä kaksi välilehteä, yksi WeatherStation ja toinen BME280.h. Jos sinulla ei ole molempia välilehtiä, avasit väärän kansion tai et ladannut molempia tiedostoja tai et tallentanut niitä oikeaan kansioon. Yritä uudelleen.

Sinun on muokattava WeatherStation.ino -tiedostoa lisätäksesi WiFi -verkon SSID -tunnuksen ja salasanan. katsoa riviltä 62 seuraavaa;

// laita WiFi -verkon SSID ja salasana tähän

const char* ssid = "omasi"; const char* password = "salasana";

Korvaa "yourssid" WiFi -verkon SSID -tunnuksella.

Korvaa "salasana" WiFi -verkon salasanalla.

Sinun on myös lisättävä OpenWeatherMap -avaimesi ja postinumero, jossa asut. Katso rivin 66 ympäriltä seuraavaa;

// laita OpenWeatherMap.com -avaimesi ja postinumero tähän

const char* owmkey = "oma avaimesi"; const char* owmzip = "omazip, maa";

Korvaa avaimesi OpenWeatherMap.org -sivustolta hankitulla avaimella.

Korvaa "oma postinumero, maa" postinumerolla ja maalla. Postinumerosi jälkeen tulee olla pilkku ja maasi ("10001, us").

Seuraavaksi sinun on asetettava aikavyöhyke ja otettava kesäaika (DST) käyttöön tai poistettava se käytöstä. Katso rivin 85 ympäriltä seuraavaa;

// Palautettu raaka -aika on sekunneissa vuodesta 1970. Aikavyöhykkeiden säätäminen vähennä

// sekuntien ero aikavyöhykkeelläsi. Negatiivinen arvo // vähentää ajan, positiivinen arvo lisää aikaa #define TZ_EASTERN -18000 // sekuntien määrä viidessä tunnissa #define TZ_CENTRAL -14400 // sekuntien määrä neljässä tunnissa #define TZ_MOUTAIN -10800 // sekuntien määrä kolme tuntia #define TZ_PACIFIC -7200 // sekuntien määrä kahdessa tunnissa

// Säädä aikavyöhykkeesi aikaa muuttamalla TZ_EASTERN johonkin muuhun arvoon.

#define TIMEZONE TZ_EASTERN // muuta aikavyöhykkeesi

On joukko #define -lauseita, jotka määrittävät eri aikavyöhykkeiden aikapoikkeaman. Jos aikavyöhykkeesi on siellä, vaihda "TZ_EASTERN" "TIMEZONE" -määrittelyyn. Jos aikavyöhykettäsi ei ole luettelossa, sinun on luotava se. NTP -palvelin antaa aikaa Greenwichin keskiarvona. Sinun on joko lisättävä tai vähennettävä tuntimäärä (sekunneissa) saapuaksesi paikalliseen aikaan. Kopioi vain yksi "#define TZ_XXX" -lausekkeista ja muuta nimi ja sekuntien määrä. Vaihda sitten TZ_EASTERN uuteen aikavyöhykkeeseesi.

Sinun on myös päätettävä, käytätkö kesäaikaa vai et. Voit poistaa DST: n käytöstä korvaamalla "1" seuraavalla rivillä "0": lla;

#define DST 1 // poista kesäaika käytöstä asettamalla arvoksi 0

Kun tämä asetus on käytössä, DST siirtyy automaattisesti eteenpäin tai hidastaa aikaa tunnilla tarvittaessa.

Vaihe 16: Lataa koodi ESP8266 -laitteeseesi

Napsauta pyöreää oikealle osoittavaa nuolikuvaketta, joka on ylävalikkorivin Muokkaa -kohdan alapuolella. Tämä kokoaa koodin ja lähettää sen taulullesi. Jos kaikki kääntyy ja latautuu oikein, muutaman sekunnin kuluttua OLED -näytön pitäisi syttyä ja yhteysviesti tulee näkyviin.

Vaihe 17: Säätietosivuston katsominen

Yllä olevassa kuvassa näkyy sääaseman palvelema verkkosivu. Voit käyttää sitä tietokoneella, puhelimella tai tabletilla. Avaa selain ja kirjoita sääaseman IP -osoite URL -osoitteeksi. Sääaseman IP -osoite näkyy yhdellä sääaseman näytöllä. Päivitä tiedot napsauttamalla Päivitä sivu.

Vaihe 18: Onnittelut, olet valmis

Se on siinä. Sinulla pitäisi nyt olla toimiva sääasema. Seuraava askeleesi voi olla sääaseman asentaminen ja kotelon rakentaminen. Tai ehkä haluat lisätä muutamia näyttöjä tuulen viileyden, kastepisteen, auringonnousun tai -laskun ajan näyttämiseksi tai kaavion ilmanpaineen muutoksista tai ennustaa säätä ilmanpaineen avulla. Pidä hauskaa ja nauti.