Estación meteorológica solar modular: 5 pasos (con imágenes)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificación: 2024-01-30 08:40

Uno de los proyectos que quería construir durante algún tiempo era una estación meteorológica modular. Modular en el sentido de que podemos agregar los sensores que queramos con solo cambiar el software.

La estación meteorológica modular se divide en tres partes. La placa principal tiene el Wemos, la batería, la conexión al panel solar, el cargador y el ADC (convertidor Analógico-Digital). La primera placa de circuito impreso de satélite gestiona las conexiones analógicas y la segunda placa de circuito impreso de satélite gestiona las digitales. Están conectados con cable UTP cat5 y tomas RJ45.

Los datos se transmiten a un servidor MQTT. El Homeassistant lee desde allí, se muestra en el tablero y almacena las estadísticas.

Suministros

• Wemos D1 Mini - 1
• DHT22 - 1
• BMP180 - 1
• Cables de salto
• Batería 18650-1
• 18650 soporte -1
• Encabezados femeninos
• Encabezados masculinos
• Toma hembra RJ45 - 4
• Conector de cable IP68 PG7 - 2
• TP4056 - 1
• Panel solar 6W - 1
• Estuches impermeables - 2
• tarjeta de circuito impreso
• Cable UTP Cat 5
• Zócalo IC de 16 pines - 1
• MCP3008 (uso futuro) - 1

Paso 1: Montaje

Inicialmente verifiqué que el panel solar proporciona suficiente energía. Luego comencé a construir el prototipo. Esta versión será alimentada por una batería 18650 cargada por el panel solar. Controlará la humedad, temperatura, presión y voltaje de la propia batería. Todo esto será controlado por un Wemos D1 Mini y los datos se transmitirán a un servidor MQTT. Después de cargar el programa en Wemos, confirmé la energía y probé su funcionamiento.

Paso 2: código y esquema

Todo el código y los esquemas de PCB están disponibles en mi GitHub.

Paso 3: PCB

Luego dibujé el PCB en Autodesk Eagle. Esta tiene una versión gratuita que le permite diseñar placas de circuito impreso con dos capas y 80cm2 de área. Después de dibujar el esquema, genera las huellas de los componentes. Simplemente haga las conexiones y colóquelas en la ubicación deseada.

Finalmente, es necesario generar archivos Gerber para enviar a PCBway.

Este video está patrocinado por PCBway. Han sido simpatizantes del canal desde hace algún tiempo. Hacer un pedido de PCB en PCBWay es extremadamente simple. Simplemente indique el tamaño, la cantidad deseada y envíe los archivos Gerber. PCBway crea y envía PCB rápidamente. Al ensamblar, los componentes encajan a la perfección, la soldadura se realiza fácilmente y las placas de circuito impreso tienen un excelente acabado. Haga su pedido y reciba un bono de bienvenida de $ 5.

Paso 4: caja

Después de soldar todos los componentes, comencé a construir la caja. Para eso usé una funda impermeable que tenía. Instalé un conector de cable resistente al agua para pasar la conexión a los sensores y diseñé un soporte para la instalación de un filtro en Autodesk Fusion 360. Este filtro permite que el aire circule, evitando la condensación y evitando la entrada de objetos extraños. También diseñé soportes para el PCB y el panel solar. Después de instalar el panel solar comencé a construir la caja donde se almacenarán los sensores siendo el procedimiento similar al de la caja principal.

Después de conectar todos los componentes, instalé un soporte de fijación en la caja.

Luego instalé los filtros en ambas cajas. Consisten en un trozo de tela pegado entre dos soportes impresos.

Paso 5: instalación y prueba

Finalmente, instalé la estación meteorológica en el exterior y verifiqué los datos. De momento solo están funcionando los sensores digitales. En el futuro estoy planeando agregar más sensores digitales (sensor UV,…) y sensores analógicos (un anemómetro,…).

Espero que les guste este proyecto. Tengo otros videos de proyectos, así que échales un vistazo y no olvides suscribirte a mi canal y seguirme en las redes sociales.