Venkovní meteostanice s čidlem a solárním panelem za pár stovek

Čím dál častěji se mě ptáte, jak si postavit vlastní meteostanici, která by měřila (nejčasteji) teplotu a vlhkost přímo na vámi vybraném místě.

Laskarduino.cz mě oslovil, zda bych chtěl použít jejich desku Meteo Mini – no a motivace byla na světě 🙂

Postavil jsem tedy jednu ukázkovou, kde díky vybraným komponentům a 3D tisku jsem se dostal s cenou okolo 600 Kč (nakoupeno na laskarduino.cz) ale hlavně velmi nízkou spotřebou.

Novější verzi článku najdete na https://chiptron.cz/articles.php?article_id=318

Vybíral jsem z jednoduše dostupných komponent a zároveň jsem vyžil i možnosti 3D tisku.

Taková meteostanice musí mít nějakou řídící desku, já použil desku s ESP8266, čidlo pro měření teploty a vlhkosti – v mém případě HTU21 a samozřejmě nesmí chybět solární panel.

Čidlo jsem umístil do vytištěného radiačního štítu na 3D tiskárně.

Obsah článku

Řídící deska
Solární panel
3D tisk – radiační štít a držák na solární panel
Posíláme data
Kalkulace
Provedení

Řídicí deska

Jako desku s ESP8266 (s Wi-Fi) jsem použil od Laskarduino a jejich LaskaKit Meteo Mini.

Informace o desce na jejich github.

Deska integruje jak Wi-Fi modul ESP12S s čipem ESP8266, tak zároveň i low-quiescent (stabilizátor s velmi nízkou vlastní spotřebou) stabilizátor HT7833 (rozdíl mezi originálem a fejkem se dočtete tady. V Meteo Mini je použitý originální HT7833.).

Na desce nechybí ani nabíjecí obvod. Známý TP4056 – nabíjecí Li-ion obvod s maximálním vstupním napětím 9V.

Rezistorem můžete nastavit nabíjecí proud – maximálně 800 mA.

Meteo Mini obsahuje 5 konektorů

– I2C konektor

– 2-pinový konektor na akumulátor

– 2-pinový konekor na solární panel

– microUSB sloužící pro nabíjení akumulátoru

– programovací (5V, GND, RX, TX – pro naprogramování Meteo Mini musíte vstoupit do bootloader modu. To uděláte kombinací tlačítek Reset a Flash).

Na I2C konektor můžete připojit libovolnou součástku s napájecím napětím 3.3V – já vybral HTU21, ale připojit můžete i BMP180, VEML6050, BME280, a spousta dalších.

Kromě I2C můžete připojit i čidlo na 1-wire sběrnici. Já jim osadil DS18B20 pro kontrolu teploty v krabičce. Vytáhnout jej však můžete i ven 🙂

Akumulátor jsem použil ze starého mobilního telefonu. Meteo Mini navíc obsahuje i odporový dělič připojený na akumulátor, takže přes ADC kanál můžete měřit aktuální napětí akumulátoru.

Meteo Mini má konektor kompatibilní s Wemos D1 Mini. Připojit tak můžete nějaké relátko, OLED, tlačítko a jiné moduly.

.

Solární panel

U solárního panelu dejte pozor na napětí v případě funkce bez zátěže. Může se stát, že akumulátor bude dobitý na 100% a nabíjecí obvod nebude tak akumulátor dobíjet. Napětí se na solárním panelu zvýší.

Vybral jsem 6V solární panel. 6V je udáváno při proudu 330 mA.

Vzhledem k elektrickým vlastnostem solárního panelu jsem rezistor určující nabíjecí proud změnil na hodnotu odpovídající 250 mA.

3D tisk – radiační štít a držák na solární panel

Někdo tvrdí, že k meteostanici radiační štít nepotřebuje – to je samozřejmě pravda, pokud chce měřit údaje do prvního deště.

Pro ty ostatní je tu několik typů radiačních štítů – psal jsem o tom v tomto článku.

Radiační štít můžete koupit jako hotový produkt nebo, jako já, třeba vytisknout. A modelů jsou stovky. Já vybral jeden netradiční – spirálovitý radiační štít, který se tiskne v jedno kuse.
https://www.thingiverse.com/thing:4125453

K solárnímu panelu potřebujete i nějaký ten držák – já vybral mnou osvědčenný držák od českého navrháře.

Dá se přišroubovat, přilepit a solární panel se dá v jedné ose otáčet.
https://www.thingiverse.com/thing:2864663

Vytisknout jsem mohl i krabičku na Meteo Mini (podklady na laskarduino githubu), ale zvolil jsem krabičku IP66 s průchodkami.

Posíláme data

Co by to bylo za meteostanici, když by naměřená data nikam neposílala. Jasně, můžete si připojit modul s OLED, ale to není asi úplně to, co očekáváme.

Je spousta cloudů, kam si můžete svoje údaje o počasí zaznamenávat – já používám nejčastěji dva
TMEP.cz (můj článek) a The IoT Guru Cloud (můj článek). )Využít ale můžete třeba i thingspeak.com/.

Kalulace

Takže tu máme kalkulaci:

Meteo Mini za 238 Kč – https://www.laskarduino.cz/laskakit-meteo-mini/

Solární panel 6V/330 mA za 258 Kč – https://www.laskarduino.cz/solarni-panel-6v-2w/

HTU21 za 118 Kč – https://www.laskarduino.cz/gy-21-htu21d-senzor-teploty-a-vlhkosti/

Akumulátor – ze starého telefonu nokia

Krabička – mohla být tištěná, ale já koupil IP66 za 169 Kč

Radiační štít – mohl být koupený, ale byl vytištěný na 3D tiskárně

Držák na solární panel – také vytištěný

Cena za cloud – zdarma

Provedení

Spotřeba Meteo Mini je něco lehce nad 30 uA což je velmi slušná hodnota. Meteostanice se navíc může dobíjet ze solárního panelu.

K čidlu nemusíte připojit pouze jedno čidlo, i když Meteo Mini má jen jeden konektor. Přes redukci jich můžete připojit mnohem více.

1-wire sběrnice se hodí – já pomocí čidla DS18B20 kontroluji teplotu v krabičce.

Vzorový kód najdete na tady

Napětí akumulátoru za měsíc měření.

Sdílejte článek:

Související články

Jaká čidla máte připojená ve vaší meteostanici? Teplota, vlhkost a možná i tlakoměr? Co vaši meteostanici vylepšit o tato čidla.

Člověka napadá během života spousta nápadů, ne vždy je má ale čas a chuť zrealizovat.