Solarna stacja meteo z wykorzystaniem Wemos D1 mini Pro oraz Raspberry Pi 3 B+ – część 1

Solarna stacja meteo z wykorzystaniem Wemos D1 mini Pro oraz Raspberry Pi 3 B+ – część 1

Opisów wykonania stacji meteorologicznych z wykorzystaniem ESP8266 pojawiło się na majsterkowo.pl dosyć sporo. Mój projekt łączy wykorzystanie Wemos D1 mini Pro (ESP8266) zasilanego energią słoneczną oraz minikomputera Raspberry Pi 3 B+ jako serwera bazodanowego oraz WWW.

 
Założenia projektu:
  • stacja musi być zasilana energią słoneczną,
  • dane pomiarowe ze stacji wysyłane są do bazy danych MySQL  na serwerze podłączonym do tej samej sieci LAN / Wi-Fi,
  • serwer Raspberry Pi 3 B+ jest również serwerem www hostującym strony z danymi meteo,
  • częstotliwość wysyłania danych do bazy konfigurowana w parametrach programu stacji,
  • stacja ma przesyłać do bazy danych pomiary następujących wartości:
    • temperatura,
    • wilgotność powietrza,
    • ciśnienie atmosferyczne bezwzględne (absolutne),
    • wyliczone ciśnienie atmosferyczne względne (relatywne),
    • natężenie światła (nasłonecznienie),
    • napięcie zasilania stacji (napięcie akumulatora),
    • poziom sygnału Wi-Fi.

Solarna stacja meteo z wykorzystaniem Wemos D1 mini Pro oraz Raspberry Pi 3 B+ - część 1
Schemat blokowy stacji meteo

 
Elementy wykorzystane w projekcie:
  • moduł Wemos D1 mini Pro,
  • Raspberry Pi 3 B+ wraz z kartą pamięci microSD 64GB,
  • czujnik temperatury, wilgotności oraz ciśnienia atmosferycznego BME280,
  • czujnik natężenia światła BH1750,
  • ogniwo słoneczne 5W / 6V,
  • akumulator Li-Ion 3,7V / 3400mAh,
  • ładowarka akumulatorów Li-Ion TP4056 z zabezpieczeniem.

Solarna stacja meteo z wykorzystaniem Wemos D1 mini Pro oraz Raspberry Pi 3 B+ - część 1
Schemat elektryczny stacji meteo

Zarówno moc panelu solarnego jak i pojemność akumulatora są trochę przewymiarowane. Jednak wolałem mieć pewność, że w zimowe, krótkie dni nie zabraknie zasilania dla stacji. Pozostaje jeszcze kwestia obudowy. Ja zdecydowałem się na rozdzielenie panelu solarnego oraz czujnika natężenia światła od pozostałej części stacji ze względu na sposób montażu na filarze balkonu. Jeśli wybierzecie takie rozwiązanie, musicie pamiętać, że maksymalna długość magistrali I2C (przewodu) do czujnika natężenia światła nie powinna przekraczać 1 metra. Jeśli macie np. ogród przy domku, to dobrym rozwiązaniem jest budowa typowej budki meteorologicznej z panelem solarnym oraz czujnikiem natężenia światła na dachu takiej budki. Moduł Wemos D1 mini Pro umożliwia podłączenie anteny zewnętrznej – zwiększającej zasięg sieci Wi-Fi (należy przelutować rezystor o wartości 0Ω doprowadzający sygnał do anteny ceramicznej tak, aby sygnał był doprowadzony do gniazda U.FL).

Opublikuj swój projekt i odbierz 50% rabatu do wykorzystania w sklepie Nettigo.pl

Stacja została zamontowana na filarze balkonowym w taki sposób, aby panel solarny wraz z czujnikiem natężenia światła skierowany był na stronę południową. Sama elektronika stacji wraz z czujnikiem temperatury, wilgotności oraz ciśnienia zamontowana jest po przeciwległej stronie filaru, w miejscu ciągłego cienia. Oczywiście nie jest to prawidłowe – z punktu widzenia poprawności pomiarów meteo – miejsce montażu stacji, jednak warunki (blok mieszkalny) nie pozwalają na inne rozwiązanie. Sam panel solarny wraz z czujnikiem natężenia światła zasłonięty jest od strony wschodniej ścianą budynku – dlatego na wykresach natężenia światła w słoneczne dni odnotowywany jest nagły skok tej wartości. Ze względu na uwarunkowania techniczne montażu stacji nie zdecydowałem się na pomiar innych wartości meteorologicznych jak np. siła i kierunek wiatru czy też opady.

Panel solarny oraz czujnik natężenia światła BH1750 zostały wmontowane w estetyczną (moim zdaniem ;-) ) obudowę wykonaną z czarnej plexi. Obudowa została wykonana z dwóch warstw tego materiału o grubości 2mm. Warstwa dolna ma wycięte tylko okienko na czujnik natężenia światła, natomiast w warstwie górnej wycięty został również otwór na ogniwo słoneczne. W górnej warstwie w otwór na czujnik natężenia światła została wklejona przezroczysta plexi, następnie oba te elementy zostały ze sobą sklejone. W powstałe w ten sposób zagłębienie został wklejony panel solarny. Czujnik natężenia światła został zamontowany w połowie obudowie od starego zasilacza i całość została przyklejona do panelu.

Nie umieszczam tu dokładnych wymiarów oraz sposobu montażu zarówno panelu solarnego jak i obudowy elektroniki stacji meteo. To wszystko zależy od zastosowanych elementów (rozmiar ogniwa solarnego) oraz możliwości montażu stacji. Pod koniec artykułu umieściłem zdjęcia mojej działającej stacji, które powinny każdemu majsterkowiczowi dać ewentualne wskazówki do samodzielnego wykonania podobnego projektu.

 
Oprogramowanie dla stacji meteo:

Poniżej umieszczam program dla Wemos D1 mini Pro. Nie będę opisywał sposobu zaprogramowania tego modułu przy pomocy Ardiuno IDE. Opisów jest sporo w sieci Internet, więc nie ma sensu ich powielać.

Oczywiście w w pliku config.h w miejscach oznaczonych znakami _ należy wpisać właściwe dane dla swojego projektu.

W następnej części opiszę, jak przygotować i skonfigurować Raspberry Pi 3 B+. Tymczasem zapraszam do odwiedzin strony

malinowemeteo.zgora.pl

przedstawiającej dane pomiarowe z mojej stacji.

 
Zdjęcia stacji:

Solarna stacja meteo z wykorzystaniem Wemos D1 mini Pro oraz Raspberry Pi 3 B+ - część 1

Solarna stacja meteo z wykorzystaniem Wemos D1 mini Pro oraz Raspberry Pi 3 B+ - część 1

Solarna stacja meteo z wykorzystaniem Wemos D1 mini Pro oraz Raspberry Pi 3 B+ - część 1

Solarna stacja meteo z wykorzystaniem Wemos D1 mini Pro oraz Raspberry Pi 3 B+ - część 1

Solarna stacja meteo z wykorzystaniem Wemos D1 mini Pro oraz Raspberry Pi 3 B+ - część 1

Solarna stacja meteo z wykorzystaniem Wemos D1 mini Pro oraz Raspberry Pi 3 B+ - część 1

Solarna stacja meteo z wykorzystaniem Wemos D1 mini Pro oraz Raspberry Pi 3 B+ - część 1

Solarna stacja meteo z wykorzystaniem Wemos D1 mini Pro oraz Raspberry Pi 3 B+ - część 1

Solarna stacja meteo z wykorzystaniem Wemos D1 mini Pro oraz Raspberry Pi 3 B+ - część 1

Solarna stacja meteo z wykorzystaniem Wemos D1 mini Pro oraz Raspberry Pi 3 B+ - część 1

 

Ocena: 5/5 (głosów: 8)
Nettigo - patron działu Elektronika

Podobne posty

Arduino ethernet device

Arduino ethernet device

Poniżej opisany projekt przedstawia „wrap” biblioteki EtherCard https://github.com/njh/EtherCard.Biblioteka EtherCard bardzo ładnie rozwiązuje konfigurację modułu ethernet…

29 komentarzy do “Solarna stacja meteo z wykorzystaniem Wemos D1 mini Pro oraz Raspberry Pi 3 B+ – część 1

Odpowiedz

anuluj

Solarna stacja meteo z wykorzystaniem Wemos D1 mini Pro oraz Raspberry Pi 3 B+ - część 1

Nie przegap nowych projektów!

Zapisując się na nasz Newsletter będziesz miał pewność, że nie przegapisz żadnego nowego projektu opublikowanego w Majsterkowie!

Od teraz nie przegapisz żadnego projektu!

Masz uwagi?