Alternativ værstasjon: 5 trinn

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sist endret: 2024-01-30 11:21

En annen værstasjon, ja, men av en annen type!

Jeg har allerede publisert, se en tidligere artikkel, en sonde som måler luftkvalitet.

Stasjonen beskrevet her inkluderer tillegg og modifikasjoner.

Lagt til funksjoner:

• Måling av temperatur, fuktighet og atmosfæretrykk (modul BME280).
• Måler mengden regn.

Endringer fra forrige prosjekt:

• Måling av batterispenningen.
• Kompakt hus som omfatter alle elementer.
• Endringer i det elektroniske diagrammet.

Påminnelse om målene:

• Minimer strømforbruket.
• Minimer Wifi -tilkoblingen. (30 -tallet hvert 30. minutt).
• Forseglet miljø.
• Automatisk batterilading.

Den virkelige særegenheten ligger i sonden som måler mengden regn. Den er basert på en kapasitiv måling.

Trinn 1: Prinsipp for kapasitiv nivåmåling

Prinsippet om kapasitiv nivåmåling er basert på variasjonen i kapasitans til en kondensator. Samlingen består av et metallrør og en isolert metallstang plassert i midten av røret.

Stangen og veggen i røret danner en kondensator, hvis kapasitans avhenger av vannmengden i røret: Vakuumrøret har en lavere kapasitet og med vannkapasitet vil øke.

En elektronisk enhet måler kapasitetsøkningen og genererer en spenning proporsjonal med vannivået.

Rq: Stangen som isoleres, krysser ingen strøm over vannet.

Evaluering av involverte variabler

Traktens mottaksflate er omtrent 28 cm2 (4,3 kvadratmeter). Det på røret er omtrent 9 cm2 (1,4 kvadratmeter). Arealforholdet er omtrent 3. Så en centimeter vann på trakten vil fylle røret med 3 cm Denne multiplikasjonen gir bedre nøyaktighet. Ved montering er den målte kapasitansen omtrent 100pF.

Kalibrering:

Når monteringen er fullført, går vi videre til kalibreringen med et måleglass. Vi fortsetter cm for cm på nivå med trakten. Vi justerer R8 og R13 for å kalibrere minimums- og maksimumsverdien. (se følgende diagram)

Trinn 2: Diagram over montering av den analoge vannstandsindikatoren

Dette mønsteret er inspirert av nettstedet

Monostabilen er en 555. Pulsbredden på 555 er proporsjonal med vannets nivå. R7 og C5 danner et lavpassfilter for å jevne ut DC-verdien til pulstoget.

Spenningsforskyvningen ved utgangen på 555 elimineres i differensialtrinnet dannet av en firforsterker LM324.

Stasjonen som drives av 5V, en spenningsomformer ble lagt til for å produsere 12V. Dette er for å sikre optimal drift av nivåindikatoren. Utgangsspenningen justeres for å gi maksimalt 3,7V ved inngangen til kontrollkortet.

Trinn 3: Diagram over styreapparatet

Enheten styres av en ESP8266 Wemos D1 mini -kontroller.

Støtter batteri og vannstand:

A0 -inngangen støtter opptil 3,3V. Den brukes vekselvis til å måle spenninger.

For batteriet ved å aktivere GPIO2 -porten (D4).

For vannstanden ved å aktivere GPIO14 -porten (D5). Aktivering av denne porten gir energi til det kapasitive målingstrinnet. Dette for å begrense strømforbruket.

Måling av luftkvaliteten gjøres ved å aktivere modulen med SDS011 GPIO15 (D8). GPIO12 -oppføringen (D6) leser serielle data. Samtidig får BME280 -modulen strøm. Kommunikasjon skjer med GPIO4 og GPIO5 (D1, D2) for å gjenopprette temperatur, fuktighet og atmosfæretrykk.

Endelig aktiveres magnetventilen som vil tømme røret på slutten av dagen av GPIO13 (D7).

Kontrolleren er programmert med EspEasy med følgende kode.

Trinn 4: ESPEASY -regelen

på System#Boot do gpio, 15, 1

gpio, 13, 1

gpio, 2, 0

gpio, 14, 1

timer Set, 1, 20

la, 1, 0

endon

På System#Wake do

gpio, 15, 1

gpio, 13, 1

gpio, 2, 0

gpio, 14, 1

timer Set, 1, 20

la, 1, 0

endon

på Wifi#Frakoblet gjør

hvis [VAR#2] = 0

la, 2, 1

la, 3, 180

slutt om

endon

på Wifi#Tilkoblet do

// varsle 1, system_is_started

la, 2, 0

la, 3, 1800

endon

På SDS011#PM10 gjør

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]

endon

På regler#Timer = 1 do // Batterinivå

la, 1, [TENS#A0]

la, 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 // slå av batterispenning

gpio, 14, 0 // slå på vannstandsfangst

timer Set, 2, 10

endon

På regler#Timer = 2 do // vannstand

la, 1, [TENS#A0]

la, 1, [VAR#1] -60

hvis %v1 %<0

la, 1, 0

ellers

la, 1, [VAR#1]*0,0625

slutt om

SendToHTTP 192.168.1.231, 8082, /json.htm?type=command¶m=udevice&idx=68&nvalue=0&svalue=%v1%

gpio, 14, 1 // slå av vannstandsinnsamling

timer Set, 3, 5

endon

På regler#Timer = 3 do // rens vann

hvis %syshour %= 23 // 23t

hvis %sysmin %> = 30 //> 30 minutter

varsle 1, ecoulement

gpio, 15, 0 // slå av SDS

gpio, 13, 0 // slå på dreneringsventil

timer Set, 4, 240

ellers

timer Set, 4, 5

slutt om

ellers

timer Set, 4, 5

slutt om

endon

På regler#Timer = 4 do // det er på tide å sove

gpio, 13, 1 // slå av dreneringsventil

dypsøvn, %v3 %

endon

Trinn 5: Komponentarrangement i et PVC -rør

Den kapasitive sonden, selv om den ikke er kompleks, fortjener oppmerksomhet fordi finishen og justeringen må behandles.

Kontrollkort og SDS011 -sonden er montert på en støtte for å lette introduksjonen i PVC -røret.

Konklusjon:

Denne forsamlingen, som den forrige, representerer ikke noen spesielle problemer for personer med kjennskap til Domoticz og ESPEasy -programvare.

Det kan effektivt måle

• Tilstedeværelsen av fine partikler,
• Atmosfærisk trykk,
• Fuktighetsnivået,
• Temperatur,
• Regnhøyden,

Og dette nær hjemmet ditt.

Prosjektet kommer også med tekniske ideer:

Strømstyring med sivrelé, PNP- eller MOSFET -transistor. Bruken av GPIO2 og GPIO15. Bruk av port A0 ved multipleksing. Programmering (regel) til ESP8266 -kontrolleren.

Prosjektet ble også publisert på https://dangasdiy.top/ (flerspråklig)