Meteostanice s ESP8266, solárním panelem a připojením několika I2C čidel

Další meteostanice na mém balkónu. Ze začátku jsem používal mou vlastní desku s ESP8266 – MeteoV4.1, na předposlední verzi jsem použil MeteoMini od Laskakit.

Tato meteostanice v kombinaci s 3D tiskem se opravdu osvědčila – solární panel nabíjel, čidlo jsem pohodlně připojil přes konektor. Co mi ale vadilo bylo, že deska je v univerzální krabičce, solární panel je zvlášt.

A teď už se dostáváme k důvodu, proč jsem vyrobil ten, co vidíte na úvodním obrázku – chtěl jsem použít výkonný solární panel a pod ním úmístit vše ostatní – řídící deska, čidla, akumulátor.

Popis

GME prodávalo solární panely 9V/5W za velmi nízkou cenu. Velikost solárního panelu je o něco málo větší než papír o velikosti A4.

Tento solární panel vytvořil základ pro mechanickou stránku meteostanice.

K solárnímu panelu jsem navrhl držák – jednoduché eLko s držákem na solár. Tento držák je navržen pod úhlem 35° což by měl být vhodný úhel pro co nejvyšší dosažený výkon ze solárního panelu pro naši zeměpisnou polohu.

Hardware

Elektroniku jsem opět zvolil MeteoMini od Laskakit (s konektorem pro externí anténu pak tady).

MeteoMini má nabíjecí obvod pro LiPol akumulátor, vstup pro LiPolku, kompatibilní pinout s Wemos D1 rozšiřujícími deskami a konektor pro I2C čidla.

Navíc má i vypínač a možnost připojení DS18B20 – čidla teploty.

Čidla

Momentálně jsem osadil DS18B20 přímo na MeteoMini – pro měření teploty v krabičce s akumulátorem. BME280 pro měření tlaku a orientačně teploty a vlhkosti a Si7021 pro měření teploty a vlhkosti.

3D tisk – krabička pro MeteoMini

Nejprve jsem navrhl vlastní krabičku pro tisk na 3D tiskárně pro MeteoMini. Je tam dostatek místa i pro LiPol akumulátor.
Krabičku najdete na https://www.tinkercad.com/things/fwcbVqtq9RA-3d-case-meteo-mini-esp12e

3D tisk – krabička pro čidla

Větší „kumšt“ bylo navrhnout krabičku pro tisk na 3D tiskárně. Krabička by měla sloužit podobně jako obyčejný radiační štít, ale s možností připevnění na zadní solárního panelu.

Proč? Protože solární panel se bude od slunce ohřívat a tohle sálavé teplo ze solárního panelu se může negativně ovlivnit měřené hodnoty z čidel – zejména čidel teploty a vlhkosti.

Krabička je tvořena 2mm spodní částí, kterou bude celá krabička přilepena k zadní straně solárního panelu.

Nad toutu částí jsem vytvořil žebrování – úmyslem bylo vytvořit koridor pro chlazení krabičky – kvůli ohřevu ze strany solárního panelu – okolním vzduchem.

V krabičce se nachází 4 držáky pro 4 I2C čidla. Kryt má také vytvořené mezery pod úhlem 60° pro proůchod okolního vzduchu.

Krabičku najdete na https://www.tinkercad.com/things/5OZ09XQ1Bnc-outside-weather-sensor-enclosure

Závěr

Meteostanice funguje několik málo dní. Co jsem zatím zjistil:

– čidlo BME měření o cca 1 – 1,5 °C méně než Si7021 i DS18B20 (v období měření se teploty ohybovaly kolem 0 °C)

– Solární panel dokáže nabít akumulátor i v zimě během zatažené oblohy

– V létě bude mít solární panel enormní přebytek energie. Tu bych chtěl využít pro napájení vodní pumpy k zalévání květin na balkóně

– MeteoMini je velmi úsporná deska. Samotné odebírá okolo 25 uA.