Tabla de contenido:
- Paso 1: Principio de medición de nivel capacitivo
- Paso 2: Diagrama de montaje del indicador de nivel de agua analógico
- Paso 3: diagrama del equipo de dirección
- Paso 4: Regla ESPEASY
- Paso 5: Disposición de los componentes en un tubo de PVC
Video: Estación meteorológica alternativa: 5 pasos
2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificación: 2024-01-30 08:41
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
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
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
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
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
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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