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.
