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Estación meteorológica alternativa: 5 pasos
Estación meteorológica alternativa: 5 pasos

Video: Estación meteorológica alternativa: 5 pasos

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Video: Las Mejores Estaciones Meteorológicas 2022. TOP 3. Análisis de Novedades 2024, Mes de julio
Anonim
Estación meteorológica alternativa
Estación meteorológica alternativa

Otra estación meteorológica, sí, ¡pero de otro tipo!

Ya publiqué, ver un artículo anterior, una sonda que mide la calidad del aire.

La estación descrita aquí incluye adiciones y modificaciones.

Funciones agregadas:

  • Medición de temperatura, humedad y presión atmosférica (módulo BME280).
  • Midiendo la cantidad de lluvia.

Cambios del proyecto anterior:

  • Medida del voltaje de la batería.
  • Carcasa compacta que engloba todos los elementos.
  • Cambios en el diagrama electrónico.

Recordatorio de los objetivos:

  • Minimiza el consumo de energía.
  • Minimiza la conexión Wifi. (30 s cada 30 minutos).
  • Entorno sellado.
  • Carga de batería automática.

La verdadera peculiaridad radica en la sonda que mide la cantidad de lluvia. Se basa en una medición capacitiva.

Paso 1: Principio de medición de nivel capacitivo

Principio de medición de nivel capacitiva
Principio de medición de nivel capacitiva

El principio de medición de nivel capacitivo se basa en la variación en la capacitancia de un capacitor. El conjunto está compuesto por un tubo metálico y una varilla metálica aislada colocada en el centro del tubo.

La varilla y la pared del tubo forman un condensador, cuya capacitancia depende de la cantidad de agua en el tubo: El tubo de vacío tiene una capacidad menor y con la capacidad de agua aumentará.

Un dispositivo electrónico mide el aumento de capacidad y genera un voltaje proporcional al nivel del agua.

Rq: Al estar aislada la varilla, ninguna corriente atraviesa el agua.

Evaluación de variables involucradas

La superficie receptora del embudo es de aproximadamente 28 cm2 (4,3 pulgadas cuadradas). La del tubo es de unos 9 cm2 (1,4 pulgadas cuadradas). La relación de área es aproximadamente 3. Por lo tanto, un centímetro de agua en el embudo llenará el tubo con 3 cm. Esta multiplicación proporciona una mayor precisión. En el caso de nuestro montaje, la capacitancia medida es de aproximadamente 100 pF.

Calibración:

Una vez finalizado el montaje, procederemos a la calibración con un vaso medidor. Procederemos cm a cm al nivel del embudo. Ajustaremos R8 y R13 para calibrar el valor mínimo y máximo. (ver siguiente diagrama)

Paso 2: Diagrama de montaje del indicador de nivel de agua analógico

Diagrama de montaje del indicador de nivel de agua analógico
Diagrama de montaje del indicador de nivel de agua analógico

Este patrón está inspirado en el sitio

El monoestable es un 555. El ancho de pulso del 555 es proporcional al nivel del agua. R7 y C5 forman un filtro de paso bajo para suavizar el valor de CC del tren de pulsos.

La compensación de voltaje a la salida del 555 se elimina en la etapa diferencial formada por un amplificador cuádruple LM324.

La estación está alimentada por 5V y se agregó un convertidor de voltaje para producir 12V. Esto es para asegurar un funcionamiento óptimo del indicador de nivel. El voltaje de salida se ajusta para proporcionar un máximo de 3,7 V en la entrada del tablero de control.

Paso 3: diagrama del equipo de dirección

Diagrama del equipo de dirección
Diagrama del equipo de dirección

El dispositivo está controlado por un mini controlador ESP8266 Wemos D1.

Soporta niveles de agua y batería:

La entrada A0 admite hasta 3,3 V. Se utiliza alternativamente para medir tensiones.

Para la batería activando el puerto GPIO2 (D4).

Para el nivel del agua activando el puerto GPIO14 (D5). La activación de este puerto energiza la etapa de medición capacitiva. Esto es para limitar el consumo de energía.

La medición de la calidad del aire se realiza energizando el módulo con el SDS011 GPIO15 (D8). La entrada GPIO12 (D6) lee los datos en serie. Al mismo tiempo, se energiza el módulo BME280. La comunicación es por GPIO4 y GPIO5 (D1, D2) para recuperar la temperatura, la humedad y la presión atmosférica.

Finalmente, la válvula solenoide que drenará la tubería al final del día es activada por GPIO13 (D7).

El controlador está programado con EspEasy mediante el siguiente código.

Paso 4: Regla ESPEASY

Regla ESPEASY
Regla ESPEASY
Regla ESPEASY
Regla ESPEASY

en System # Boot do gpio, 15, 1

gpio, 13, 1

gpio, 2, 0

gpio, 14, 1

timerSet, 1, 20

dejar, 1, 0

finalizará el

En System # Wake do

gpio, 15, 1

gpio, 13, 1

gpio, 2, 0

gpio, 14, 1

timerSet, 1, 20

dejar, 1, 0

finalizará el

en Wifi # Desconectado hacer

si [VAR # 2] = 0

dejar, 2, 1

dejar, 3, 180

terminara si

finalizará el

en Wifi # Conectado hacer

// notifica 1, system_is_started

dejar, 2, 0

dejar, 3, 1800

finalizará el

En SDS011 # PM10 hacer

SendToHTTP 192.168.1.231, 8082, /json.htm?type=command¶m=udevice&idx=76&nvalue=0&svalue=%rssi%

SendToHTTP 192.168.1.231, 8082, /json.htm?type=command¶m=udevice&idx=63&nvalue=0&svalue=[SDS011#PM10]

SendToHTTP 192.168.1.231, 8082, /json.htm?type=command¶m=udevice&idx=62&nvalue=0&svalue=[SDS011#PM25]

finalizará el

On Rules # Timer = 1 do // Nivel de batería

let, 1, [TENS # A0]

let, 1, [VAR # 1] * 0.004

SendToHTTP 192.168.1.231, 8082, /json.htm?type=command¶m=udevice&idx=60&nvalue=0&svalue=%v1%

gpio, 2, 1 // apaga la captura de voltaje de la batería

gpio, 14, 0 // activa la captura de nivel de agua

timerSet, 2, 10

finalizará el

On Rules # Timer = 2 do // nivel del agua

let, 1, [TENS # A0]

let, 1, [VAR # 1] -60

si% v1% <0

dejar, 1, 0

demás

let, 1, [VAR # 1] * 0.0625

terminara si

SendToHTTP 192.168.1.231, 8082, /json.htm?type=command¶m=udevice&idx=68&nvalue=0&svalue=%v1%

gpio, 14, 1 // desconectar la captura de nivel de agua

timerSet, 3, 5

finalizará el

On Rules # Timer = 3 do // purgar agua

si% syshour% = 23 // 23h

si% sysmin%> = 30 //> 30mn

notificar 1, ecoulement

gpio, 15, 0 // apagar SDS

gpio, 13, 0 // encienda la válvula de drenaje

timerSet, 4, 240

demás

timerSet, 4, 5

terminara si

demás

timerSet, 4, 5

terminara si

finalizará el

On Rules # Timer = 4 do // es hora de dormir

gpio, 13, 1 // apague la válvula de drenaje

sueño profundo,% v3%

finalizará el

Paso 5: Disposición de los componentes en un tubo de PVC

Disposición de los componentes en un tubo de PVC
Disposición de los componentes en un tubo de PVC
Disposición de los componentes en un tubo de PVC
Disposición de los componentes en un tubo de PVC

La sonda capacitiva, aunque no sea compleja, merece atención porque habrá que tratar su acabado y su ajuste.

Los tableros de control y la sonda SDS011 se montan sobre un soporte para facilitar su introducción en el tubo de PVC.

Conclusión:

Este montaje, como el anterior, no representa ninguna dificultad especial para las personas con conocimientos del software Domoticz y ESPEasy.

Puede medir eficazmente

  • La presencia de partículas finas,
  • Presión atmosférica,
  • El nivel de humedad,
  • Temperatura,
  • La altura de la lluvia,

Y tan cerca de tu casa.

El proyecto también presenta ideas técnicas:

Control de potencia por relé reed, transistor PNP o MOSFET. El uso de GPIO2 y GPIO15. El uso del puerto A0 mediante multiplexación. Programación (regla) del controlador ESP8266.

Proyecto también publicado en https://dangasdiy.top/ (multilingüe)

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