Veel üks ilmajaam (Y.A.W.S.): 18 sammu (koos piltidega)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2024-01-30 08:50

See projekt on minu ettekujutus üha populaarsemast ilmajaamast. Minu oma põhineb ESP8266 -l,.96”OLED -ekraanil ja BME280 keskkonnaandurite massiivil. Ilmajaamad tunduvad olevat väga populaarne projekt. Mine eristub teistest, kasutades populaarse DHT22 temperatuuri- ja niiskusanduri asemel BME280 andurimassiivi. BME280 -l on temperatuuri, niiskuse ja õhurõhu andur. See kasutab ka I2C liidest. Kasutatav.96 -tolline OLED -ekraan on samuti I2C. Seda saab osta kas I2C või SPI või mõlemana. Juhtmete lihtsustamiseks läksin I2C versiooniga. Nii OLED -ekraani kui ka BME280 -ga, kasutades I2C -d ja 3,3 V, oli väga lihtne teha Y -kaabel, et ühendada mõlemad seadmed ESP8266 -ga. Seda projekti arendades puutusin Internetis kokku mitme ilmajaama projektiga, mis kasutavad ESP8266, sama OLED -ekraani ja BME280. Nii et see pole algne idee, kuid see on originaalne teostus.

BME280 pakub sisekeskkonna andmeid. Välise ilma kohta saab teavet saidilt OpenWeatherMap.org. Ilmastikuandmetele juurdepääsu saamiseks peate registreeruma saidil OpenWeatherMap.org. Nad pakuvad tasuta teenust, mida ma kasutasin. Vaadake juhiseid võtme hankimise kohta, kuidas hankida OpenWeatherMapi võtit.

Kellaaja ja nädalapäeva saamiseks kasutatakse NTP ajaserverit.

Ilma-, aja- ja keskkonnaandmed kuvatakse OLED -ekraanil. Igal teabel on oma vormindatud ekraan. Enne teisele lülitamist kuvatakse ekraanid viis sekundit. Ilmateabe värskendamiseks avatakse OpenWeatherMap.org iga viieteistkümne minuti järel. BME280 loetakse umbes iga viiekümne viie sekundi tagant. Igal ekraanil kasutatavat fonti kohandatakse automaatselt, et kuvada kogu teave võimalikult suures kirjas.

ESP8266 on seadistatud ka veebiserveriks. Kogu ilmateabele pääseb juurde telefoni, arvuti tahvelarvuti brauseri abil. Üks kuvatavatest ekraanidest näitab veebiserveri IP -aadressi.

ESP8266 on erineva kuju ja suurusega. Valin GEEKCREIT DoIt ESP12E Dev Kit V2. See ühildub täielikult ESP8266 eraldiseisvate moodulite NodeMCU standardiga. Sellel on integreeritud 3,3 V regulaator, CH340 kui USB-seeria sild ja NodeMCU automaatse lähtestamise ahel. Võite vabalt kasutada mis tahes ESP8266-12 moodulit. Pidage ainult meeles, et selle programmeerimiseks peate võib -olla lisama 3,3 V regulaatori või muid ahelaid. Ehitasin selle ka Witty Cloud ESP8266 abil. See võimaldas mul pakkida kõik 1,5 -tolliseks kuubikuks. Alumine USB -sillaplaat on pärast programmeerimist lahti ühendatud. Lisasin täisnurkse päise tihvti Witty tahvli 3,3 V auku. Rakmed olid valmistatud kahe nelja tihvtiga, ühe kahe tihvtiga ja kahe ühe tihvtiga.

Ülaltoodud fotol on plaat, kuhu ESP8266 moodul on ühendatud, trükkplaat, mille töötasin välja ESP8266 ja ESP32 katkestusplaadina. See aktsepteerib NodeMCU -ga ühilduvaid kitsa korpusega ESP8266 tahvleid, The Witty Cloud ESP8266 tahvlit või GEEKCREITi ESP32 tahvlit. Kõik saadaolevad GPIO tihvtid on hõlpsaks juurdepääsuks jaotatud päisteks. Olen avastanud, et enamikul arendusplaatidel pole kunagi piisavalt jõudu ja maandusnõelu. Iga kord, kui soovite midagi kinnitada, vajate seadme toiteks vähemalt maandusnõela ja enamasti tihvti. Iga GPIO -tihvtide reaga on kaasas 3,3 V toitenupp ja maandusnõel. Ma kasutan sama paigutust, mida First Robotics kasutab, toide keskel. Mulle meeldib see paigutus, sest kui ühendate midagi tagurpidi, ei vabasta maagilist suitsu. Tahvlil on paar lisavarustust, IR-andur, nuppude lüliti ja kolmevärviline LED. Džemprid saab kasutada nende funktsioonidega ühenduse loomiseks. Kui olete huvitatud ühest neist ESPxxi katkestusplaatidest, võtke minuga ühendust.

Samm: mida vajate:

1 - BME280 I2C Temperatuuri, niiskuse ja rõhu anduri plaat

Ostsin oma Ebayst Hiinast umbes 1,25 dollari eest tasuta kohaletoimetamisega. Saadaval ka Adafruitist või Sparkfunist

1 -.96”, 128x64, I2C OLED -ekraan SSD1306 draiveri abil

Ostsin oma Ebayst Hiinast umbes 4,00 dollari eest. Minu oma on valge. Leiate sinist ja valget, mille ülaosas on kollane ala. Mõnda neist müüakse SPI ja I2C kujul. I2C toimingu valimiseks peate võib -olla teisaldama mõned takistid. Oluline osa on see, et see kasutab SD1306 draiveri kiipi. Saadaval ka Adafruitist.

1-NodeMCU ESP8266-12 koos CH340-ga

Võite kasutada mis tahes soovitud ESP8266-12 moodulit. Ma eelistan neid, millel on CH340 USB-seeria sild. Paar aastat tagasi tekkis võlts FTDI ja SI sillakiipide lööve, nii et ma ei usalda enam midagi muud kui CH340.

2 - DuPont 4 tihvti, 0,1 tolli (2,54 mm) sammuga kestad

2 - DuPont 2 tihvti, 0,1 tolli (2,54 mm) sammuga kestad

12-DuPont naissoost kruvid 22-28 awg traadi jaoks

Ebayst saan oma. Võite kasutada ka Molexi või mis tahes eelistatud kaubamärki. Pressitud tihvtid või IDC Valik on teie. Olge ettevaatlik, et ostate oma kestade jaoks õiged tihvtid. Need ei ole segunenud. Samuti saate lihtsalt jootma juhtmeid plaatide külge ja eemaldada pistikud. Kui kasutate pressitud tihvte, vajate krimpsutit. Ärge proovige tangidega pressida. See ei tööta.

1 - 5V, 1A minimaalne seina toiteplokk.

Need on odavad ja saadaval Ebays. Hankige see, millel on mikro -USB -pistik või mis tahes muu teie ESP8266 -plaadiga.

Kõigi ühendamiseks vajate ka kaheksat 22-28 awg traati. Või võite selle lihtsalt juhtme külge ühendada. See sõltub sinust.

Olen lisanud pildi sellest, mida kasutati ilmajaama ehitamiseks Witty Cloud ESP8266 abil. Üks pilt näitab üksikasjalikult, kuhu lisada 3.3V pikapile täisnurga päise tihvt. Üks kahest tihvtkestest asendatakse kahe ühe tihvtiga. Maa- ja 3,3 V juhtmed on topitud ühe tihvti kestadesse.

Lähtekoodi failide hankimiseks GitHubi hoidlast järgige seda linki; ESP8266-Ilmajaam. ZIP -kaustas või kloonitud kaustas on WeatherStationi kaust, mis sisaldab WeatherStation.ino ja BME280.h. Need on lähtekoodi failid. Seal on ka mitu pdf -faili. Pdf -failides on palju sama teavet kui selles juhendis.

Samm: tööriistad:

Pärast paljude margitootjate kaubamärkide proovimist leidsin, et jaapani insener PA-21 või PA-09 sobib kõige paremini DuPonti isaste ja naiste klambrite jaoks. See on saadaval Ebays või Amazonis. Mõlemad töötavad DuPonti tihvtide puhul. PA-09 teeb ka LiPo akudel tavaliselt kasutatavate JST-pistikute kontaktid. Siin on link videole selle kohta, kuidas kasutada inseneriklambreid DuPonti klambritega; Kuidas kasutada PA-21 Crimpers

Instructablesil oli hiljuti suurepärane õpetus Weierli Tools SN-28B presside kasutamiseks DuPonti tihvtide ja kestadega. Saate seda vaadata siit; Tehke iga kord hea Dupont Pin-Crimp!

Samm: valmistage rakmed:

Juhtmestik on selle projekti võti. See on põhiline nelja juhtmega Y -kaabel. Ülal on pilt minu tehtud rakmetest. OLED -ekraanil ja BME280 andurimassiivil on sama pistikupesa. See tähendab, et kaks kronsteinit on pärast kortsutatud juhtmete sisestamist identsed. Ma tegin oma rakmed kahekordsete kruvidega juhtmetega, mis sisenesid kahte kahte tihvti kesta, mis kinnituvad ESP8266 plaadile. Selle asemel võite topeltklambrilised juhtmed toppida ühte neljast tihvtkestast, muutes selle nagu karikakraühenduse. Mõlemad toimivad.

1. Lõika kõik juhtmed pikkuseks. Mulle meeldib kasutada iga traadi jaoks erinevaid värve; punane 3,3 V jaoks, must maa jaoks, kollane SCL jaoks ja roheline SDA jaoks.
2. Eemaldage iga traadi üks ots umbes 0,1 tolli.
3. Keerake kiud kokku ja lisage emaslint.
4. Kui kõigi juhtmete ühes otsas on klamber, eemaldage kõik juhtmed umbes 0,2 tolli võrra.
5. Keerake kahe sama värvi juhtme kiud kokku.
6. Kui see on keerdunud, lõigake see umbes 0,1 tolli pikkuseks ja lisage emaslint.
7. Kui kõik traatpaarid on gofreeritud, on aeg surutud otsad kestadesse sisestada.
8. Kaks nelja tihvtiga kesta on täidetud vasakult paremale punase, musta, kollase, rohelise või 3,3 V, Gnd, SCL, SDA -ga.
9. Üks kahest tihvtkestest saab punase ja musta juhtme.
10. Ülejäänud kahe tihvti kest saab kollase ja rohelise juhtme.

Samm: näpunäide

Leidsin, et kui kasutan pressimisnõeltega 28 awg traati, kipuvad need maha kukkuma. Selle vältimiseks teen traadi otsa tavalisest kaks korda pikemaks. Keerake avatud juhtmed kokku. Seejärel keerake keerdtraat paksuse kahekordistamiseks üle. Nüüd, kui ma seda kokku pressin, on traat piisavalt paks, et seda tihedalt kinni hoida.

Samm: ühendage see kõik kokku:

1. Ühendage neli tihvti kesta OLED -ekraani ja BME280 -plaatide külge.
2. Joondage punane juhe Vcc ja 3V3 tihvtidega.
3. Ühendage kahe kontaktiga punane/must kest ESP8266 plaadil oleva 3V3 (3.3V) ja GND tihvtide paariga. Laual on kolm kohta, kus 3V3 ja GND tihvtid on kõrvuti. Vältige Vin (5V) ja GND kontakte, sest need eraldavad teie OLED- ja BME280 -plaatide võluvägi. Veenduge, et punane juhe on ühendatud 3V3 kontaktiga.
4. Ühendage kollane/roheline kahe kontaktiga korpus ESP8266 plaadi D1 ja D2 külge. Kollane traat (SCL) peaks olema D1 peal.

Kontrollige oma ühendusi veel kord. Kui kõik tundub hea, olete valmis ESP8266 plaadi sisse lülitama.

Samm: kuidas hankida OpenWeatherMapi võti

OpenWeatherMap.org veebisaidile pääsemiseks vajate API -võtit, et saada praegust ilmateavet. Järgmised sammud kirjeldavad üksikasjalikult OpenWeatherMap.org -iga registreerumist ja API -võtme hankimist.

Järgige seda linki saidile OpenWeatherMap.org.

Klõpsake veebilehe ülaosa keskel asuvat API -d.

Samm 7: OpenWeatherMapi võtme hankimine, tellimine

Klõpsake vasakpoolses jaotises Praegused ilmateated jaotises Telli.

Samm 8: OpenWeatherMapi võtme hankimine, API -võtme hankimine

Klõpsake veerus Tasuta nuppu Get APIkey ja Start.

9. samm: OpenWeatherMapi võtme hankimine, registreerumine

Klõpsake nupul Registreeri, kuidas hankida API -võti (APPID).

Samm 10: OpenWeatherMapi võtme hankimine, konto loomine

Täitke kõik väljad. Kui olete lõpetanud, märkige ruut Nõustun teenusetingimuste ja privaatsuspoliitikaga. Seejärel klõpsake nuppu Loo konto.

Kontrollige oma e -posti aadressilt OpenWeatherMap.org. Meil saadab teie API võtme. Praeguse ilma saamiseks peate API -võtme kopeerima ilmajaama lähtekoodi.

Tasuta teenusel OpenWeatherMap.org on teatud piirangud. Kõige tähtsam on see, et te ei pääse sellele juurde sagedamini kui üks kord kümne minuti jooksul. See ei tohiks olla probleem, sest ilm ei muutu nii kiiresti. Muud piirangud on seotud olemasoleva teabega. Kõik tasulised tellimused pakuvad üksikasjalikumat ilmateadet.

Samm: seadistage Arduino IDE:

Programmi arendamiseks kasutati Arduino IDE versiooni 1.8.0. Siit saate alla laadida uusima Arduino IDE; Arduino IDE. Arduino veebisaidil on suurepärased juhised IDE installimiseks ja kasutamiseks. ESP8266 toe saab Arduino IDE -sse installida, järgides selle lingi juhiseid: ESP8266 Addon to Arduino. Veebilehel klõpsake nuppu „Kloonige või laadige alla” ja valige „Laadi alla ZIP”. Failis ReadMe.md on juhised ESP8266 toe lisamiseks Arduino IDE -le. See on lihttekstifail, mida saate avada mis tahes tekstiredaktoriga.

ESP8266 tahvleid on igas suuruses ja kujuga ning need kasutavad erinevaid USB-seeria sillakiipe. Eelistan plaate, mis kasutavad CH340 sillakiipi. Mõni aasta tagasi väsisid FTDI, SI ja teised odavatest kloonidest, mis väidavad end nende osadeks. Kiibitootjad muutsid oma draiverikoodi, et töötada ainult oma originaalvaruosadega. See tekitas palju pettumust, kuna inimesed avastasid, et USB-seeria sillad enam ei tööta. Praegu jään ma lihtsalt CH340-põhiste USB-seeria sildade juurde, et vältida tahvlite ostmist, mis võivad töötada või mitte. Igal juhul peate leidma ja installima oma plaadil kasutatava sillakiibi õige draiveri. See on link CH340 draiverite ametlikule saidile; CH341SER_EXE.

ESP8266 -l pole spetsiaalset I2C riistvara. Kõik ESP8266 I2C draiverid põhinevad bittide löömisel. Üks paremaid ESP8266 I2C teeke on brzo_I2C raamatukogu. See oli ESP8266 jaoks koostatud montaažikeeles, et see oleks võimalikult kiire. Minu kasutatav OLED -ekraaniteek kasutab raamatukogu brzo_I2C. Lisasin koodi, et pääseda juurde BME280 andurite massiivile, kasutades raamatukogu brzo_I2C.

Te saate OLED-i raamatukogu siit: ESP8288-OLED-SSD1306 raamatukogu.

Brzo_I2C raamatukogu saate siit: Brzo_I2C raamatukogu.

Mõlemad teegid tuleb installida teie Arduino IDE -sse. Arduino veebisaidil on juhised zip -raamatukogude IDE -sse installimiseks siit: Zip -raamatukogude installimine.

Näpunäide. Pärast ESP8266 tahvlipaketi ja teekide installimist sulgege Arduino IDE ja avage see uuesti. See tagab, et ESP8266 tahvlid ja teegid kuvatakse IDE -s.

12. samm: valige oma juhatus:

Avage Arduino IDE. Kui te pole seda veel teinud, installige ESP8266 lisand, brzo_i2c raamatukogu ja OLED draiveriteek.

Klõpsake ülemisel menüüribal nuppu "Tööriistad". Kerige rippmenüüd allapoole, kus on kirjas „Board:”. Libistage rippmenüüsse "Juhatuse haldur" ja kerige alla; "NodeMCU 1.0 (ESP-12E moodul)". Selle valimiseks klõpsake seda. Jäta kõik muud sätted nende vaikeväärtusele.

Samm: valige jadaport:

Klõpsake ülemisel menüüribal nuppu "Tööriistad". Kerige rippmenüüd allapoole, kus on kirjas "Port". Valige teie arvutile sobiv port. Kui teie porti ei kuvata, pole teie plaat ühendatud või te pole laadinud oma sillakiibi draiverit või pole tahvlit Arduino IDE avamisel ühendatud. Lihtne lahendus on Arduino IDE sulgemine, tahvelarvuti ühendamine, puuduvate draiverite laadimine ja seejärel Arduino IDE uuesti avamine.

14. samm: WeatherStation.ino

Lähtekoodi saamiseks võite kasutada ülaltoodud allalaadimisnuppe või järgida seda linki GitHubile; ESP8266-Ilmajaam.

Failid WeatherStation.ino ja BME280.h peavad olema samas kaustas. Kausta nimi peab vastama.ino -faili nimele (ilma.ino -laiendita). See on Arduino nõue.

15. toiming: muutke WeatherStation.ino

Klõpsake ülemisel menüüribal nuppu "Fail". Klõpsake nuppu "Ava". Dialoogiboksis Faili avamine leidke kaust WeatherStation ja valige see. Te peaksite nägema kahte vahelehte, üks WeatherStationi jaoks ja üks BME280.h jaoks. Kui teil pole mõlemat vahelehte, siis avasite vale kausta või ei laadinud mõlemat faili alla või ei salvestanud neid õigesse kausta. Proovi uuesti.

WiFi -võrgu SSID ja parooli lisamiseks peate muutma faili WeatherStation.ino. vaadake ringi 62 ümber järgmist.

// pane siia oma WiFi võrgu SSID ja parool

const char* ssid = "sinu oma"; const char* parool = "parool";

Asenda "yourssid" oma WiFi -võrgu SSID -ga.

Asendage "parool" oma WiFi -võrgu parooliga.

Samuti peate lisama oma OpenWeatherMapi võtme ja sihtnumbri, kus te elate. Vaadake järgmist rida 66:

// pane siia oma OpenWeatherMap.com võti ja postiindeks

const char* owmkey = "sinu võti"; const char* owmzip = "yourzip, riik";

Asendage "oma võti" saidilt OpenWeatherMap.org saadud võtmega.

Asendage oma sihtnumber, riik oma sihtnumbri ja riigiga. Teie sihtnumbrile peaks järgnema koma ja teie riik ("10001, meie").

Järgmisena peate määrama oma ajavööndi ja lubama/keelama suveaja (DST). Vaadake rida 85 ümber järgmist;

// Tagastatud töötlemata aeg on sekundites alates 1970. Ajavööndite kohandamiseks lahutage

// sekundite arvu erinevus teie ajavööndis. Negatiivne väärtus // lahutab aja, positiivne väärtus lisab aega #define TZ_EASTERN -18000 // sekundite arv viie tunni jooksul #define TZ_CENTRAL -14400 // sekundite arv nelja tunni jooksul #define TZ_MOUTAIN -10800 // sekundite arv kolm tundi #define TZ_PACIFIC -7200 // sekundite arv kahe tunni jooksul

// Reguleerige oma ajavööndi aega, muutes TZ_EASTERN mõne muu väärtuse jaoks.

#define TIMEZONE TZ_EASTERN // muutke see oma ajavööndiks

On rühm #define avaldusi, mis määratlevad ajanihe erinevate ajavööndite jaoks. Kui teie ajavöönd on olemas, asendage määratlus "TIMEZONE" "TZ_EASTERN". Kui teie ajavööndit pole loendis, peate selle looma. NTP -server annab aega Greenwichi aja järgi. Kohalikule ajale jõudmiseks peate mõne tunni (sekundites) lisama või lahutama. Lihtsalt kopeerige üks lausetest "#define TZ_XXX", seejärel muutke nime ja sekundite arvu. Seejärel muutke "TZ_EASTERN" uueks ajavööndiks.

Samuti peate otsustama, kas kasutada suveaega või mitte. DST keelamiseks asendage "1" järgmises reas "0" -ga;

#define DST 1 // määrake 0, et keelata suveaeg

Kui see on lubatud, viib DST automaatselt aega edasi või edasi ühe tunni võrra, kui see on asjakohane.

16. samm: laadige kood üles oma ESP8266 -sse

Klõpsake ümmarguse paremale suunatud nooleikooni, mis asub ülemise menüüriba „Muuda” all. See kompileerib koodi ja laadib selle teie pardale. Kui kõik on kompileeritud ja üles laaditud, peaks mõne sekundi pärast OLED -ekraan helendama ja ilmuma ühendusteade.

17. samm: kuidas vaadata ilmateabe veebisaiti

Ülaltoodud pildil on ilmajaama teenindatav veebileht. Sellele pääsete juurde arvuti, telefoni või tahvelarvuti abil. Lihtsalt avage brauser ja sisestage URL -iks ilmajaama IP -aadress. Ilmajaama IP -aadress kuvatakse ühel ilmajaama ekraanil. Teabe värskendamiseks klõpsake nuppu Värskenda lehte.

Samm 18: Palju õnne, olete valmis

See on kõik. Nüüd peaks teil olema töötav ilmajaam. Järgmine samm võib olla ilmajaama paigutamiseks ümbrise kavandamine ja valmistamine. Või äkki soovite lisada veel mõned ekraanid, et näidata tuulekülma, kastepunkti, päikesetõusu või -loojangu aegu või õhurõhu muutuste graafikut või ennustada ilma õhurõhu abil. Nautige ja nautige.