Принцип роботи

Зібрані дані з датчика швидкості та напрямки вітру та інших сенсорів передаються контролером без проводів через мережу GPRS на наш або Ваш сервер у мережі Інтернет, де їх можна переглядати в режимі реального часу та завантажувати у вигляді повного архіву.

Основні функції

Збір, накопичення та передача метеоданих на сервер у мережі Інтернет щохвилини.
Збір та передача на сервер рівня напруги вхідного живлення.
Вхід для підключення нормальнозамкнутого датчика вбудованої сигналізації / оповіщувача про подію.

Вартість експлуатації

Вартість GPRS трафіку на місяць близько 100 рублів.
Контролер не потребує обслуговування. Має два рівні протидії збоям у роботі.
Контролер має промисловий стандарт якості проектування та виготовлення з урахуванням волого-пило-термо-стійкості.

Вимірювані величини

GPRS Анемометр:

- температура (без радіаційного захистувід сонця)

GPRS Метеостанція:

Швидкість та напрям вітру
- температура
- атмосферний тиск
- вологість

Точність

Напрям вітру - 16 секторів
Швидкість вітру – від 0 до 66 м/с – 5%
Атмосферний тиск – 2%
Вологість – 2%
Температура – ​​2%

Умови експлуатації

Робоча температура від – 40 до +60 градусів цельсія.
Пристрої призначені для вуличного або кімнатного встановлення.

Електроживлення

Два входи живлення з пріоритетом:

Вхід – 5 вольт від зовнішнього мережевого блока живлення або USB.

Технічна підтримка

Всім покупцям надається повна технічна та гарантійна підтримка.

Гарантія 1 рік

Комплектація

1. Датчик швидкості та напрямки вітру Davis із кріпленням для щогли.
2. Блок збору та передачі даних із сенсорами.
3. Блок живлення 220/USB
4. Усі необхідні дроти.
5. Місце на сервері для перегляду та накопичення даних.
6. Допомога в налагодженні та введення в експлуатацію.
7. Допомога у створенні Вашого сайту для збору та накопичення даних.

Додаткові функції (не входять до стандартного постачання)

2-й вхід 5 - 30 вольт від сонячної батареї або зовнішнього акумулятора/блоку живлення. (ОПЦІЯ)

Дублювання зібраної інформації на вбудованій картці пам'яті стандарту microSD.

Передача даних на комп'ютер за кабелем на значні відстані.
Стандарт підключення до комп'ютера – інтерфейси RS232 або USB.

Підключення до контролера другого анеморумбометра.
Підключення до контролера датчика обертів та вбудований тахометр.

Зміна входів контролерів як частотомірів і вольтмерів для підключення іншого устаткування, наприклад талановитих анемометрів з аналоговими виходами.

Вбудований підігрів розширення нижнього діапазону робочої температури.

З повагою,
колектив компанії.

У цій статті наведено проект автономної погодної станції, що працює в режимі реального часу. Пристрій збирає аналогові або цифрові дані та надсилає їх на веб-сервер за допомогою GPRS-каналу зв'язку. Якщо пристосувати для неї сонячну батарею та акумулятор, станцію можна зробити повністю автономною. Пристрій підтримує 3 аналогові або цифрові входи. Серцем схеми є мікроконтролер PIC 16F877A. Мікроконтролер також взаємодіє з модулем GSM/GPRS SIM900або SIM300, який розташовується на зворотній сторонідрукованої плати.
Спочатку пристрій проектувався для вимірювання вітрового потоку, щоб надалі зібрати базу даних по потужності вітрового потоку для різних місць. Надалі це дозволить вибрати найбільш оптимальне місце розташування вітрогенератора.

Дані на веб-сервер передаються за допомогою звичайного запиту GET. Це найпростіший метод передачі. На github знаходяться вихідні коди, в них немає нічого складного.

Принципова схема GSM-модуля:

Як GSM-модуль я вибрав популярний SIM900/300. Він підключається за допомогою UART та взаємодія з ним відбувається за допомогою AT-команд. Напруга живлення модуля становить 3.6В. До модуля підключається зовнішня антена. У модуль вбудований контролер зарядного пристрою, що дуже корисно при використанні акумуляторів та сонячної панеліабо вітрогенератора для їхньої зарядки.
У схемі використовується індикаторний LED1 світлодіод, який показує статус GSM (блимає). Увімкнення/вимкнення модуля здійснюється кнопкою S3.

Примітка 1. Під час розробки проекту модуль SIM300 перестав випускатися і його замінили на новий SIM900. Наведена вище схема розроблена для SIM300, для модуля SIM900 будуть прибрані деякі елементи між модулем та SIM-карткою (див. датасити).

Примітка 2. Перемикач S3 призначений для увімкнення/вимкнення GSM-модуля, однак він може бути замінений транзистором, приєднаним до виведення мікроконтролера. Це дозволить увімкнути або вимикати GSM-модуль командою з МК. Це правильніше схемотехнічне рішення.

Примітка 3. Модуль працює правильно при напрузі >4В, доданому до піну Vbat.

Схема погодної станції із МК PIC 16F877A:

Отже, основною є мікроконтролер PIC 16F877A, що працює на частоті 16МГц. МК живиться Vbat як і GSM-модуль. Піни RA0,1,2 використовуються як аналогові входи. Вхідна напруга з цих пінів перетворюється за допомогою внутрішньо. АЦП з Vref = 3.1В, яке виходить за допомогою стабілітрону на 3.1В. На роз'єм входів також виводиться Vbat і GND для живлення зовнішніх датчиків (при необхідності). Транзистор Q3 (BC547) використовується для ШИМ-керування яскравістю LCD-екрана. Кнопка S4 використовується для скидання мікроконтролера, а R1 як резистор, що підтягує pull-up. У пристрої також використовується роз'єм PIC-ICSP для забезпечення внутрішньосхемного програмування.

16×2 екранчик LCD HD44780:

LCD-екран використовується для відображення статусної інформації. У схемі використовується перемикач Power-LCD для вимкнення підсвічування екрану, що заощаджує енергоспоживання схеми. Також, вихід з перемикача підключається до мікроконтролера LCD-INT, щоб МК знав коли LCD вмикається (у мікроконтролер відбувається процедура ініціалізації LCD для виведення на нього інформації). Завдяки цьому можна відключати та підключати LCD-модуль під час роботи основної схеми погодної станції.

Небагато фотографій пристрою:

Проект на github ( остання версіяпрошивки, файли друкованих плат, PDF та ін.)

Привіт шановні друзі сайту РадіосхемиЩе давно хотів зібрати домашню метеостанцію, спочатку планувалося зробити автономну конструкцію з ЖК індикатором і т.д., але коли руки вже майже потяглися до текстоліту, у мене сталася ситуація, точніше в одній з компаній в якій я працюю, а саме, в серверній кімнаті зламався кондиціонер. , про все по порядку. Представлена ​​конструкція - це USB примочка до ПК, яка передає дані з датчиків за допомогою UART - USB з інтервалом 2 секунди, відповідно, на ПК встановлена ​​програма, яка крім обробки та відображення отриманих даних передає їх, за бажання, на WEB сервер, зайшовши на який можна відстежувати всі показання в режимі реального часу і як ви розумієте, перебуваючи в будь-якій точці світу.

• +data
• humidity:хх
• tempepature:хх
• pressure:ххх
• -data

Перемички JP1, JP2, JP3 призначені для «занулення» певних значень, тобто при встановленій перемичці JP1 значення вологості завжди буде 0, при встановленій JP2 значення температури завжди буде 0 і при JP3 значення тиску завжди 0.

Схема саморобної метеостанції

Схема дуже проста і насправді складається з 4 основних компонентів. Це МК, датчик атмосферного тиску+ температури, датчик вологості та USB - UART перетворювач.

Відразу скажу, що всі компоненти купував на усьому відомому електронному аукціоні, причому купував одразу у вигляді готових модулів. Поясню чому готовими модулями, по-перше - ціна датчика (або мікросхеми) окремо і ціна модуля нічим практично не відрізняється, по-друге - готовий модуль вже має всю необхідну обв'язку, таку як підтягуючі резистори, стабілізатори та інше, по-третє - це набагато спрощує конструкцію , відповідно і її реалізацію. Тепер трохи про кожен модуль окремо.

Датчик тиску та температури

Приголомшливий датчик атмосферного тиску і температури BMP180.

Незважаючи на свої крихітні розміри, цей датчик дозволяє видавати напрочуд точні показання, як температури, так і атмосферного тиску. Сам датчик має розміри ~ 3х3 мм, готовий модуль ~ 10х13 мм, живлення датчика 3.3 вольта, тому на хустці є стабілізатор. Інтерфейс I2C.

DHT11 є датчиком вологості + температури, досить гарний у своїй цінової категорії. Але є невеликий мінус, це – точність. Якщо похибка по вологості цілком у межах норми, то зі показаннями температури все не так добре, але нам і не потрібні дані по температурі т.к. температуру братимемо з BMP180. Штирі на модулі перепаяні на прямі, спочатку модуль йде з кутовими штирями і до того ж вони припаяні з іншого боку.

USB - UART перетворювач

Взагалі мікросхем та готових USB - UART перетворювачів величезна кількістья зупинився на цьому. Даний модуль працює на мікросхемі FT232RL, а ось виробник цієї мікросхеми далеко не FTDI, як заявлено на корпусі цієї мікросхеми, простіше кажучи, використовувана мікросхема - це китайська підробка. Але в цьому немає нічого страшного, за винятком того, що компанія FTDI вирішила боротися з підробками дуже хитрим способом, вони випустили драйвера, які затирають ID мікросхеми на оригінальних чіпах, після чого підробка перестає працювати. Для того щоб цього не трапилося - достатньо використовувати драйвера НЕ ВИЩЕ версії 2.08.14 і тоді ніяких проблем не буде, різниці в роботі не оригіналу ви не помітите. Якщо все ж таки це сталося і пристрій перестав правильно визначатися в диспетчері пристроїв, то нічого не втрачено, в будь-якому пошуковику ви знайдете вирішення цієї проблеми за 5 хвилин, на цьому я не зупинятимуся.

Для своїх цілей мені довелося трохи допиляти модуль, перепаявши на ньому штирі, з кутових на прямі, і з прямих на кутові.

Зробити це не пошкодивши ПП досить просто, спочатку необхідно тонкими кусачками розділити пластикові втулочки між штирями, після чого випаяти окремо кожен штир разом із втулкою, потім прибравши зайвий припій- впаяти вже потрібні штирі з потрібного боку. Прошивати МК потрібно ось із такими фюзами:

Після того, як всі модулі будуть допиляти і готові, можна приступати до збирання. Друкована платау моєму варіанті має підсумковий розмір 45 х 58 мм, робив фоторезистивним способом, хоча через простоту - лут тут теж актуальний. Усі файли для плати та прошивки скачайте у загальному архіві.

Весь набір необхідних компонентів пристрою.

Складання метеостанції

Складання приладу зайняло пів години, після чого був вже цілком працездатний варіант пристрою.

Тепер поділюся своїми секретами. Після того, як монтаж ПП закінчено, я роблю наступне: змиваю всі залишки флюсу та сміття звичайним розчинником, після чого купленою для цих цілей зубною щіткою очищаю поверхню від волокон, що застрягли між точками паяння в результаті відмивання, потім переходжу до наступного процесу-покриттялаком "мідної" сторони ПП. Для цього спочатку в аркуші паперу прорізаю вікно за розміром ПП, після чого ізолентою приклеюю ПП до цього аркуша, як показано на малюнку.

Наступний етап - це нанесення лаку, для цього використовую звичайний, автомобільний аерозольний лак, який використовують для тонування фар та іншого, коштує такий балон близько 150 рублів, продається в будь-якому автомагазині. Після висихання отримую такий результат.

Все, всі етапи складання метеостанції закінчено, можна відклеювати папір.

А ось і готовий, повністю робочий варіант пристрою.

Підсумую щодо апаратної частини. Вартість готового пристрою, крім текстоліту та витратних матеріалів, що використовуються для виготовлення та монтажу ПП, склала близько 500 рублів.

Програма

Тепер від апаратної частини до програмної. Програма складається з одного виконуваного exeфайлу. При першому запуску програма буде покроково «просити» провести необхідні налаштування, спочатку відбувається ініціалізація COM порту, програма видасть таке вікно:

Окрім номера порту, в налаштуваннях нічого міняти не треба! Після вибору порту необхідно натиснути кнопку « повторити спробу» у стартовому вікні програми. Наступним етапом програма "попросить" зробити "робочі" налаштування.

Тут вказуються оптимальні межі показань з датчиків, ці значення впливають на графічне відображення значень в основному вікні програми, червона стрілка вгору означає завищене значення, вниз занижене і зелена галочка - в нормі відповідно. Щодо оптимальної межі тиску, то як такої її немає, це значення залежить від географічних координатвашого міста, а точніше висоти, на якій розташоване ваше місто щодо рівня моря, найпростіше межі атмосферного тиску можна взяти з таблиці висот або методом спостереження.

За бажанням можете вказати варіант запуску програми (згорнутий/не згорнутий режим). Є ще один розділ - це логін, пароль, частота відправки та галочка дозволити надсилання даних на WEB сервер. Тут трохи докладніше. Ця настройка, за бажання, дозволяє відправлення значень температури, вологості та тиску на глобальний WEB сервер meteolk.ru - це ресурс створений спеціально під цей проект, по суті це просто особистий кабінет, де міститься вся інформація, отримана метеостанцією і нічого крім цього. Для того, щоб можна було користуватися цим ресурсом, необхідно спочатку зареєструватися для можливості подальшої ідентифікації користувача, для цього просто заходьте на сайт і натискаєте « Реєстрація». Користуйтеся на здоров'я, мені не шкода. На сторінці реєстрації вказуєте ім'я, логін та пароль.

Усе, у цьому реєстрація закінчено, і облікові дані можна вказувати у програмі. Це можна зробити і пізніше, перейшовши в налаштування через Меню, не обов'язково при першому запуску. Після того, як будуть зроблені всі налаштування, натискаєте зберегти і у вікні запуску програми натискаєте кнопку « повторити спробу». Якщо все нормально, то програма запуститься і з'явиться основне вікно, після цього створяться налаштування файлів і при наступних запусках, ніяких налаштувань виконувати вже буде не потрібно.

У меню « додатковоє опція « вважати дані з контролера», Тут поясню. Кожні пів години в оперативну пам'ять мікроконтролера записуються значення температури, вологості і тиску, всього таких записів може бути 100, якщо вийшло так, що програма не була запущена і вам потрібно подивитися статистику, то за допомогою цієї опції можна подивитися дані, це 2-а доба якщо такі є звичайно. За допомогою «стерти дані МК» вся зібрана раніше статистика і зберігається в оперативній пам'яті - затирається. Крім поточних значень, є ще значення «макс.» і «хв.», це максимальні та мінімальні значення, які були зареєстровані під час роботи програми.
З програмою все, на інших менюшках не зупинятимуся, думаю, що і так все інтуїтивно зрозуміло. Повернуся трохи до особистому кабінету. Після реєстрації, можна зайти під своїм записом, до речі, можна також зайти під логіном. test» та паролем « test», це задля ознайомлення. Якщо у вас є дані, то ви побачите таке вікно:

За бажанням, дані можна переглянути у графічному варіанті, у вигляді графіків.

Ось і все. Сподіваюся, що мій проект вам сподобається і стане в нагоді. Поки що! До нових зустрічей на сайті Автор Віталій Анісімов.м. Калуга.

Обговорити статтю ДОМАШНЯ USB МЕТЕОСТАНЦІЯ

Температурні датчики застосовуються у складі охоронних сигналізаційабо систем типу " Розумний будинокОсновна їх функція – контроль температури в приміщенні. GSM датчиктемператури слідує тоді, коли з'являється необхідність збору інформації та відправки її на центральний приладсигналізації. У системах "Розумний дім" прилад дозволяє дізнаватися інформацію про клімат усередині приміщення, що впливає на автоматичне включенняабо вимкнення електроприладів. GSM-контроль приміщення, невід'ємною частиною якого є сигналізація з термодатчиками, дозволяє максимально ефективно заощаджувати час та гроші власника. Достатньо придбати та встановити SIM-карту, та підключити датчик до електричної розетки.

Навіщо потрібні GSM термометри?

• Для віддаленого керуванняусіма типами нагрівальних приладів(електричні, газові або твердопаливні котли);
• Для контролю обігрівачів (кондиціонер, інфрачервоні обігрівачі, теплі підлоги та інші);
• Для збору інформації про температуру та вологість повітря.

Якщо вірити відгукам фахівців про GSM термометрах і сигналізаціях з термодатчиками, то можна зробити висновок, що системи контролю та регулювання температури – найбільш сучасні способиуправління кліматом приміщення. Це не тільки опалення або кондиціювання, а й можливість проводити фільтрацію повітря та зволожувати його.

Чому варто купити GSM термометр та сигналізацію з термодатчиками?

• Можливість у будь-який час отримати всю інформацію про температурному режимі. Більшість моделей можуть контролюватись через додатки на Android/iOS, що дає можливість у режимі реального часу зібрати дані та використовувати їх;
• Прилад може виконувати десятки завдань в автоматичному або напівавтоматичному режимах, позбавляючи користувача необхідності вручну контролювати температурні та кліматичні змінні;
• Ціна на GSM датчик температури здається дуже низькою, якщо враховувати всі можливі шляхи економії електроенергії, води, газу, які досягаються використанням пристрою;
• У разі досягнення температури критичної позначки (яку Ви самі налаштовуєте) датчик повідомить це шляхом відправки СМС повідомлення. Крім того, налаштування та контроль приладу може здійснюватися за допомогою СМС-команд.

Сьогодні, щоб зібрати робочий прототип базової домашньої метеостанції не потрібно мати сильні навички програмування (у нашому випадку і поготів) або схемотехніки. Досить уміння «гуглити» і частки бажання зробити щось своїми руками. У цьому матеріалі я розповім та покажу, як за вечір зібрати домашню метеостанціюіз підключенням до мережі. Базовий бюджет – лише 10 доларів.

Текст може містити і, напевно, містить граматичні, орфографічні, пунктуаційні та інші види помилок, включаючи смислові. Я всіляко прошу читачів вказувати на ці помилки і виправляти мене за допомогою особистих повідомлень.

Базовий набір комплектуючих

Основою нашого майбутнього пристрою є налагоджувальна плата NodeMCUз урахуванням модуля ESP8266. Я взяв її на , але за бажання ви можете пошукати цю і на інших майданчиках.

Для з'єднання модулів можна використовувати ($0.9) або безпайкову з набором з'єднувальних проводів ($3.74).

Підключення та налаштування

Незважаючи на доступні 4 висновки, підключається наш датчик всього по 3 проводах: живлення +5В (1 висновок), земля (4) та лінія передачі даних (2). Харчування для датчика беремо або з VUSB-піна, або з 3V, якщо першого на вашій платі не виявилося. Лінію даних підключаємо до порту GPIO14 (пін D5).

Нагадаю, що навичок програмування у нашому випадку не потрібно абсолютно жодних. Прошивку для модуля генеруватимемо за допомогою сайту, автором якого є Максим Малкін, також відомий за проектом домашньої автоматизації. Для початку просто реєструємось на WIFi-IoT та підтверджуємо пошту.

Перед збиранням прошивки необхідно підготувати придбаний модуль до роботи та очистити його від можливого попередньо встановленого китайського ПЗ. Для цього нам знадобиться робочий USB-microUSB кабель та комп'ютер або віртуальна машиназ Windows. Після реєстрації на сайті ви потрапите на англомовну сторінку " " з поясненнями щодо підготовки модуля до роботи. Завантажуйте файли з програм з перших двох пунктів інструкції.

Теоретично, після підключення модуля до комп'ютера, Windows повинна сама знайти драйвера і встановити їх. На випадок, якщо цього не станеться, спробуйте ідентифікувати на платі мікросхему. великою кількістю"ніжок") біля microUSB порту. Найімовірніше це будуть або (драйвери до них доступні за посиланнями).

Після встановлення драйверів повторно підключаємо нашу плату до комп'ютера та запускаємо програму NodeMCU Flasher, яку завантажили раніше. У списку вибираємо присвоєний нашому пристрою COM-порт. Швидше за все, він буде один, інакше його номер можна уточнити в диспетчері пристроїв Windows. У вкладці Config вказуємо розташування завантаженого раніше blank-файлу з розширенням bin.

Після даних маніпуляцій модуль готовий до завантаження прошивки, яку нам ще належить скомпонувати. Ідемо в і відзначаємо необхідні нам пункти:

• «DHT22» - це наш датчик температури та вологості;
• "Час та NTP" - для відображення часу у веб-інтерфейсі;
• «Налаштування за замовчуванням». Натискаємо шестерню біля цього пункту та вводимо логін та пароль від точки доступу, до якої буде підключено модуль. Решта пунктів поки не чіпаємо.

Натискаємо клавішу "Скомпілювати" внизу сторінки і на виході отримуємо готове до встановлення програмного забезпечення. Завантажуємо одним файлом.

Далі повторюється процес із прошивкою blank-файлу, тільки замість нього вибираємо вже завантажену на комп'ютер прошивку. Після завершення процесу повністю перезавантажуємо модуль (відключаємо та підключаємо заново USB-кабель) і вирушаємо в адмін-панель роутера у пошуках модуля. Оскільки ми не використовували попереднього присвоєння статичного IP, роутер повинен сам видати йому адресу. Нагадаю, адмін-панель зазвичай знаходиться за адресою 192.168.0.1 або 192.168.1.1. Моєму модулю роутер видав адресу 192.168.1.142. Після переходу по цьому IP потрапляємо до веб-інтерфейсу нашої метеостанції. Попередньо необхідно буде ввести стандартний логін esp8266 і пароль 0000 у спливаючому вікні.

Тепер потрібно вказати модулю якого порту підключений датчик, щоб перший зміг зчитувати його показання. Робиться це на сторінці Hardware. Відповідною відміткою активуємо перший датчик, а в рядку GPIO вказуємо 14 порт. Відбудеться ініціалізація і на головній сторінціінтерфейсу з'явиться відображення температури та вологості. Ура!

Насамкінець не забудьте на сторінці Main змінити пароль для входу в систему і часовий пояс для відображення часу. Також необхідно перевести модуль на статичну IP-адресу (кнопка внизу сторінки), щоб після перезавантаження роутера ваша метеостанція не «загубилася». Якщо розумієте налаштування свого роутера, то краще зробити безстрокову оренду IP-адреси для модуля, замість встановлення статичного IP.

Прототип готовий, тепер перейшовши за встановленою IP-адресою можна переглянути температуру та вологість у місці, де ви встановили датчик.

Підключення метеостанції до сервісу метрик Thingspeak.com

Але просто дивитись температуру не цікаво. Необхідна візуалізація даних, щоб можна було простежити якісь тенденції у зміні показань. Для цього реєструємось у сервісі метрик і у своєму профілі створюємо новий канал.

На сторінці, що відкрилася, заповнюємо назву каналу, відзначаємо перші два поля field і записуємо туди значення «temp» (перше поле) і «humidity / temp» (друге).

Тепер знову займемося модулем. У конструкторі прошивок на додаток до всіх попередніх позначок додаємо «Thingspeak.com», компілюємо прошивку та прошиваємо за аналогією. На жаль, усі налаштування на модулі доведеться зробити заново, тому що ця функція буде оновлена. OTA-оновлення зі збереженням їх доступні лише у платній версії ПЗ (ціна питання лише 100 рублів на модуль).

Повертаємось на сторінку створеного нами каналу у сервісі та відкриваємо вкладку «Api Keys». Нам знадобиться код із поля "Write Api Key". Його потрібно скопіювати та вставити у відповідне поле на сторінці «Servers» у веб-інтерфейсі нашої метеостанції, попередньо не забувши встановити позначку на «Enable send.».

Покази надсилатимуться кожні 5 хвилин. А виглядатиме це в результаті буде таким чином:

Зовнішній вигляд графіків піддається редагуванню, тому ви вільні творити! :)

Підсумки

Напевно хтось запитає: «Чому підсумковий результат відрізняється від представленого на наведеній вище та заголовній картинках?». Як мінімум тому, що інформації в цьому матеріалі новачкам у темі точно вистачить на вечір-другий, а підключення дисплея та барометра вимагатиме наявності базових навичок паяння та відповідного обладнання. Якщо ви зацікавлені у подальшому вдосконаленні метеостанції та моїх нотатках з цієї теми, то обов'язково напишіть про це у коментарях. Раджу також періодично заглядати в , де, можливо, матеріали на цю тематику будуть з'являтися раніше.