Alternativ vejrstation: 5 trin

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sidst ændret: 2024-01-30 08:26

En anden vejrstation, ja, men af en anden art!

Jeg har allerede offentliggjort, se en tidligere artikel, en sonde, der måler luftkvalitet.

Den her beskrevne station inkluderer tilføjelser og ændringer.

Tilføjede funktioner:

• Måling af temperatur, fugtighed og atmosfærisk tryk (modul BME280).
• Måling af mængden af regn.

Ændringer fra det forrige projekt:

• Måling af batterispænding.
• Kompakt hus, der omfatter alle elementer.
• Ændringer i det elektroniske diagram.

Påmindelse om målene:

• Minimer strømforbruget.
• Minimer Wifi -forbindelsen. (30'ere hvert 30. minut).
• Forseglet miljø.
• Automatisk batteriopladning.

Den virkelige ejendommelighed ligger i sonden, der måler mængden af regn. Den er baseret på en kapacitiv måling.

Trin 1: Princip for måling af kapacitiv niveau

Princippet om kapacitiv niveaumåling er baseret på variationen i kapacitans for en kondensator. Samlingen består af et metalrør og en isoleret metalstang placeret i midten af røret.

Stangen og rørets væg danner en kondensator, hvis kapacitans afhænger af mængden af vand i røret: Vakuumrøret har en lavere kapacitet og vil med vandkapacitet stige.

En elektronisk enhed måler kapacitetsforøgelsen og genererer en spænding, der er proportional med vandstanden.

Rq: Stangen, der isoleres, krydser ingen strøm af vandet.

Evaluering af involverede variabler

Traktens modtagelsesoverflade er cirka 28 cm2 (4,3 kvadratmeter). Rørets diameter er ca. 9 cm2 (1,4 kvadratmeter). Arealforholdet er omkring 3. Så en centimeter vand på tragten vil fylde røret med 3 cm Denne multiplikation giver bedre nøjagtighed. I tilfælde af vores montering er den målte kapacitans omkring 100pF.

Kalibrering:

Når samlingen er færdig, går vi videre til kalibreringen med et måleglas. Vi fortsætter cm for cm på niveau med tragten. Vi justerer R8 og R13 for at kalibrere minimums- og maksimumværdien. (se følgende diagram)

Trin 2: Diagram over montering af den analoge vandstandsindikator

Dette mønster er inspireret af webstedet

Monostabilen er en 555. Pulsbredden på 555 er proportional med vandets niveau. R7 og C5 danner et lavpasfilter for at udjævne pulstogets DC-værdi.

Spændingsforskydningen ved udgangen på 555 elimineres i differentialtrinnet dannet af en quad -forstærker LM324.

Stationen drives af 5V en spændingsomformer blev tilføjet til at producere 12V. Dette er for at sikre optimal drift af niveauindikatoren. Udgangsspændingen justeres til at give et maksimum på 3,7V ved indgangen på kontrolkortet.

Trin 3: Diagram over styreapparaterne

Enheden styres af en ESP8266 Wemos D1 mini -controller.

Understøtter batteri- og vandstand:

A0 -indgangen understøtter op til 3,3V. Det bruges skiftevis til at måle spændinger.

Til batteriet ved at aktivere GPIO2 -porten (D4).

For vandstanden ved at aktivere GPIO14 -porten (D5). Aktivering af denne port aktiverer det kapacitive målingstrin. Dette er for at begrænse strømforbruget.

Måling af luftkvaliteten udføres ved at aktivere modulet med SDS011 GPIO15 (D8). GPIO12 -posten (D6) læser de serielle data. Samtidig får BME280 -modulet strøm. Kommunikation sker via GPIO4 og GPIO5 (D1, D2) for at gendanne temperaturen, fugtigheden og atmosfæretrykket.

Endelig aktiveres magnetventilen, der vil tømme røret i slutningen af dagen af GPIO13 (D7).

Controlleren er programmeret med EspEasy med følgende kode.

Trin 4: ESPEASY -regel

på System#Boot do gpio, 15, 1

gpio, 13, 1

gpio, 2, 0

gpio, 14, 1

timer Indstil, 1, 20

lad, 1, 0

endon

På System#Wake do

gpio, 15, 1

gpio, 13, 1

gpio, 2, 0

gpio, 14, 1

timer Indstil, 1, 20

lad, 1, 0

endon

på Wifi#Afbrudt gør

hvis [VAR#2] = 0

lad, 2, 1

lad, 3, 180

Afslut Hvis

endon

på Wifi#Tilsluttet do

// notify 1, system_is_started

lad, 2, 0

lad, 3, 1800

endon

På SDS011#PM10 gør

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 // Batteriniveau

lad, 1, [TENS#A0]

lad, 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 // sluk for batterispændingsregistrering

gpio, 14, 0 // Tænd vandstandsregistrering

timerSet, 2, 10

endon

På regler#Timer = 2 do // vandstand

lad, 1, [TENS#A0]

lad, 1, [VAR#1] -60

hvis %v1 %<0

lad, 1, 0

andet

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

Afslut Hvis

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

gpio, 14, 1 // sluk vandstandsregistrering

timerSet, 3, 5

endon

På regler#Timer = 3 do // rens vand

hvis %syshour %= 23 // 23t

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

notify 1, ecoulement

gpio, 15, 0 // sluk for SDS

gpio, 13, 0 // tænd for afløbsventil

timerSet, 4, 240

andet

timerSet, 4, 5

Afslut Hvis

andet

timerSet, 4, 5

Afslut Hvis

endon

På regler#Timer = 4 gør // det er tid til at sove

gpio, 13, 1 // sluk for drænventilen

dyb søvn, %v3 %

endon

Trin 5: Komponentarrangement i et PVC -rør

Den kapacitive sonde, selvom den ikke er kompleks, fortjener opmærksomhed, fordi dens finish og justering skal behandles.

Kontrolkort og SDS011 sonden er monteret på en understøtning for at lette deres introduktion i PVC -røret.

Konklusion:

Denne samling, som den forrige, repræsenterer ikke nogen særlig vanskelighed for mennesker med kendskab til Domoticz og ESPEasy -software.

Det kan effektivt måle

• Tilstedeværelsen af fine partikler,
• Atmosfærisk tryk,
• Fugtighedsniveauet,
• Temperatur,
• Regnhøjden,

Og dette tæt på dit hjem.

Projektet kommer også med tekniske ideer:

Strømstyring med sivrelæ, PNP eller MOSFET -transistor. Brugen af GPIO2 og GPIO15. Anvendelse af port A0 ved multiplexering. Programmering (regel) af ESP8266 -controlleren.

Projektet blev også offentliggjort på https://dangasdiy.top/ (flersproget)