Estación meteorológica con transmisión de datos inalámbrica: 8 pasos

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificación: 2024-01-30 08:42

Este instructable es la actualización de mi proyecto anterior: estación meteorológica con registro de datos.

El proyecto anterior se puede ver aquí - Estación meteorológica con registro de datos

Si tiene alguna pregunta o problema puede ponerse en contacto conmigo en mi correo: [email protected].

Componentes proporcionados por DFRobot

Vamos a empezar

Paso 1: ¿Qué hay de nuevo?

He realizado algunas actualizaciones y mejoras en mi proyecto anterior: estación meteorológica con registro de datos.

Agregué datos inalámbricos que se transmiten desde la estación meteorológica al receptor que se encuentra en el interior.

También se quitó el módulo de la tarjeta SD y se reemplazó con el protector de interfaz Arduino Uno. La razón principal de ese reemplazo fue el uso de espacio, el escudo de la interfaz es totalmente compatible con Arduino Uno, por lo que no es necesario usar cables para la conexión.

Se rediseñó el soporte de la estación meteorológica. El soporte de la estación meteorológica anterior era demasiado bajo y muy inestable, por lo que hice un nuevo soporte de la estación meteorológica más alto y estable.

También agregué un nuevo soporte para la carcasa que se monta directamente en el soporte de la estación meteorológica.

Se agregó un panel solar adicional para el suministro.

Paso 2: Materiales

Casi todos los materiales necesarios para este proyecto se pueden comprar en la tienda en línea: DFRobot

Para este proyecto necesitaremos:

-Kit de estación meteorológica

-Arduino Uno

-Arduino Nano

-Módulo RF 433 MHz para Arduino (receptor y transmisor)

-Protoboard

-Tarjeta SD

-Gestor de energía solar

-5V 1A Panel solar 2x

-Escudo de interfaz Arduino Uno

-Algunas bridas de nailon

-Kit de montaje

-Pantalla LCD

-Tablero de circuitos

-Baterías de iones de litio (usé baterías Sanyo 3.7V 2250mAh)

-Caja de conexiones de plástico resistente al agua

-Algunos cables

Para el soporte de la estación meteorológica, necesitará:

-Tubería de acero de unos 3,4 m de largo o también puede utilizar un perfil de acero.

-cuerda de alambre (unos 4 m)

-abrazadera de cable 8x

-Tensores de acero inoxidable 2x

-varilla de acero fi10 (unos 50 cm)

-Tuerca de argolla de acero 4x

También necesitará algunas herramientas:

-soldador

-destornilladores

-alicates

-taladro

-maquina de soldar

- amoladora angular

-cepillo de alambre

Paso 3: resumen

Como dije, este Instructable es la actualización de mi Instructable anterior sobre la estación meteorológica.

Entonces, si desea saber cómo ensamblar el kit de estación meteorológica que se necesita para este proyecto, puede echar un vistazo aquí:

Cómo armar el kit de la estación meteorológica

También eche un vistazo a mi instructable anterior sobre esta estación meteorológica.

Estación meteorológica con registro de datos

Paso 4: Solución de montaje de la estación meteorológica

Con la estación meteorológica también surge la pregunta de cómo hacer que el soporte de montaje resista los elementos externos.

Necesitaba hacer algunas investigaciones sobre los tipos y diseños de soporte de la estación meteorológica. Después de algunas investigaciones decidí hacer un stand con un tubo de acero de 3 m de largo. Se recomienda que el anemómetro esté en el punto más alto a unos 10 m (33 pies), pero debido a que tengo un kit de estación meteorológica que es todo en uno, elijo la altura recomendada, aproximadamente 3 m (10 pies).

Lo principal que tenía que tener en cuenta es que este soporte debe ser modular y fácil de montar y desmontar para poder llevarlo a otra ubicación.

Montaje:

1. Empecé con una tubería de acero de fi18 de 3,4 m (11,15 pies) de largo. Primero necesitaba quitar el óxido de la tubería, así que la cubrí con ácido removedor de óxido.
2. Después de 2 a 3 horas cuando el ácido hizo su parte, comencé a soldar todo junto. Primero soldé la tuerca de argolla de elevación en los lados opuestos de la tubería de acero. Lo coloqué a una altura de 2 m del suelo, también se puede poner más alto, pero no más bajo porque entonces la parte superior se vuelve inestable.
3. Luego tuve que hacer dos "anclas", una para cada lado. Para eso tomé dos varillas de acero fi12 de 50 cm (1,64 pies). En la parte superior de cada varilla, soldé una tuerca de ojo de elevación y una pequeña placa de acero para que puedas pisarla o clavarla en el suelo. Esto se puede ver en la imagen (napiš na kiri sliki)
4. Necesitaba conectar los "anclajes" con la argolla de elevación a ambos lados del soporte, para eso usé cable metálico. Primero utilicé dos trozos de cable de acero de aproximadamente 1,7 m (5,57 pies) de largo, uno de los lados estaba conectado directamente a la tuerca del ojo de elevación con la abrazadera del cable de acero y el otro lado estaba conectado a tensores de acero inoxidable. Los tensores de acero inoxidable se utilizan para tensar el cable.
5. Para montar la caja de conexiones de plástico en el soporte I Asidero impreso en 3D. Se puede ver más sobre esto en el paso 5
6. Al final pinté cada pieza de acero con el color primario (dos capas). Sobre este color puede colocar todos los colores que desee.

Paso 5: Piezas impresas en 3D

Como quería que el soporte de montaje fuera fácil de montar y desmontar, necesitaba hacer algunas piezas impresas en 3D. Cada parte fue impresa con plástico PLA y diseñada por mí.

Ahora necesito ver cómo estas piezas resistirán los elementos externos (calor, frío, lluvia…). Si desea archivos STL de estas partes, puede escribirme a mi correo: [email protected]

Soporte de plástico para caja de conexiones

Si echas un vistazo a mis instrucciones anteriores, puedes ver que hice un asidero con una placa de acero que no era realmente práctica. Así que ahora decidí hacerlo a partir de piezas impresas en 3D. Está hecho de cinco piezas impresas en 3D que permiten un reemplazo rápido de la pieza rota.

Con este soporte, la caja de conexiones de plástico se puede montar directamente en la tubería de acero. La altura de montaje puede ser opcional.

Carcasa del sensor de temperatura y humedad

Necesitaba diseñar una carcasa para el sensor de temperatura y humedad. Después de investigar un poco en Internet, se me ocurrió una conclusión sobre la forma final de esta carcasa. Diseñé la pantalla Stevenson con el soporte para que todo se pueda montar en la tubería de acero.

Está hecho de 10 partes. La base principal con dos partes y el "tapón" que va encima para que todo quede sellado, para que no entre agua.

Todo se imprimió con filamento PLA.

Paso 6: receptor de datos interior

La principal mejora de este proyecto es la transmisión inalámbrica de datos. Entonces, para eso también necesitaba hacer un receptor de datos para interiores.

Para eso utilicé un receptor de 430 MHz para Arduino. Lo actualicé con una antena de 17 cm (6,7 pulgadas). Después de eso, necesitaba probar el rango de este módulo. La primera prueba se realizó en interiores para ver cómo las paredes afectan el rango de la señal y cómo esto afecta las interrupciones de la señal. La segunda prueba se realizó en el exterior. El alcance era de más de 10 m (33 pies), que era más que suficiente para mi receptor de interior.

Partes del receptor:

• Arduino Nano
• Módulo receptor Arduino 430 MHz
• Módulo RTC
• pantalla LCD
• y algunos conectores

Como se puede ver en la imagen, este receptor puede mostrar la temperatura y la humedad exteriores, la fecha y la hora del día.

Paso 7: prueba

Antes de ensamblar todo, tuve que hacer algunas pruebas.

Al principio tuve que probar el módulo de transmisión y recepción para Arduino. Tuve que encontrar el código adecuado y luego tuve que cambiarlo para que se corresponda con las demandas del proyecto. Primero probé con un ejemplo simple, envío una palabra desde el transmisor al receptor. Cuando esto se completó con éxito, continué enviando más datos.

Luego tuve que probar el rango de estos dos módulos. Primero probé sin las antenas, pero no tenía un alcance tan largo, unos 4 metros (13 pies). Luego se agregaron las antenas. Después de investigar un poco, encontré algunas informaciones, así que decidí que la longitud de la antena sería de 17 cm (6,7 pulgadas). Luego realicé dos pruebas, una interior y otra exterior, de modo que vi cómo los diferentes entornos afectaban a la señal.

En la última prueba, el transmisor se ubicó en el exterior y el receptor en el interior. Con esto probé si realmente puedo hacer un receptor de interior. Al principio hubo algunos problemas con las interrupciones en la señal, porque el valor recibido no era el mismo que el transmitido. Eso se solucionó con una antena nueva, compré una antena "original" para el módulo de 433 Mhz en ebay.

Este módulo es bueno porque es muy económico y fácil de usar, pero solo es útil para rangos pequeños debido a las interrupciones en la señal.

Se puede leer más sobre las pruebas en mi instructable anterior - Estación meteorológica con registro de datos

Paso 8: Conclusión

La construcción de un proyecto de este tipo desde la idea hasta el producto final puede ser muy divertido pero también desafiante. Debe tomarse un tiempo y considerar las numerosas opciones para este proyecto. Entonces, si tomamos este proyecto como un todo, necesita mucho tiempo para hacerlo realmente como lo desea.

Pero proyectos como este son una muy buena oportunidad para actualizar sus conocimientos en diseño y electrónica.

También incluye muchas otras áreas técnicas como el modelado 3D, la impresión 3D, la soldadura. Para que no solo obtenga la vista de un área técnica, sino que pueda vislumbrar cómo las áreas técnicas se entrelazan en tales proyectos.

Este proyecto está diseñado de tal manera que cualquier persona con conocimientos básicos de electrónica, soldadura, rectificado, diseño pueda realizarlo. Pero el ingrediente principal de un proyecto como este es el tiempo.