ESP8266 और ESP32 DIY का उपयोग कर पेशेवर मौसम स्टेशन: 9 कदम (चित्रों के साथ)

2024 लेखक: John Day | [email protected]. अंतिम बार संशोधित: 2024-01-30 09:18

LineaMeteoStazione एक पूर्ण मौसम स्टेशन है जिसे Sensirion के पेशेवर सेंसर के साथ-साथ कुछ डेविस इंस्ट्रूमेंट घटक (रेन गेज, एनीमोमीटर) के साथ इंटरफेस किया जा सकता है।

परियोजना का उद्देश्य DIY मौसम स्टेशन के रूप में है, लेकिन केवल असेंबली भाग की आवश्यकता है, क्योंकि बोर्ड पहले से ही मेरे साथ-साथ पूर्ण पीसीबी द्वारा प्रोग्राम किए जाएंगे। कोड उन लोगों के लिए ओपनसोर्स साझा किया जाएगा जो इसे शुरू से ही करने का प्रयास करना चाहते हैं या इसे संशोधित करना चाहते हैं!

आप WeatherCloud, Wunderground और LineaMeteo (इतालवी मौसम नेटवर्क!) (एनीमोमीटर स्थापित नहीं है) में मौसम स्टेशन ढूंढ सकते हैं और यहां SHT3x और SHT1x के बीच तुलना के लिए THINGSPEAK में एक संस्करण भी है। मैं इस समय मौसमरोधी बॉक्स के अंदर तापमान की निगरानी के लिए SHT1x का उपयोग कर रहा हूं, लेकिन आप इसका उपयोग जमीन के तापमान और आर्द्रता या अन्य उद्देश्यों की निगरानी के लिए भी कर सकते हैं!

कृपया ध्यान दें (उपरोक्त लिंक ऑफलाइन हो जाएंगे क्योंकि फरवरी 2021 में मौसम स्टेशन हटा दिया जाएगा क्योंकि मैं एक अपार्टमेंट में जा रहा हूं)

आप सभी जानकारी और कोड अपडेट यहां गीथूब में पा सकते हैं

चरण 1: घटकों की सूची

यह ESP8266 और ESP32 विकास बोर्डों के संयोजन के साथ काम करता है और मुख्य रूप से 3 उपकरणों से बना है:

1. डिवाइस 1: WEMOS D1 MINI PRO (नया संस्करण) + डिज़ाइन किया गया PCB (बाहर स्थापित करने की आवश्यकता है) और SOLAR पैनल यह वह हिस्सा है जो बाहर होगा और इसमें एक विकास बोर्ड और PCB शामिल है। इसका उपयोग मौसम डेटा एकत्र करने के लिए किया जाता है जो Google के फायरबेस को भेजा जाएगा। डेटा प्रत्येक सेंसर से वास्तविक समय में एकत्र किया जाता है, लेकिन अपलोड समय मौसम स्टेशन की सेटिंग में चयन योग्य होता है जिसे बाद में मैनुअल में समझाया जाएगा। अधिकतम और न्यूनतम तापमान वास्तविक समय में एकत्र किया जाएगा। पूरी यूनिट की तस्वीर के नीचे:

2. डिवाइस 2: WEMOS D1 MINI PRO (पुराना संस्करण) + BMP180 दबावयह वह हिस्सा है जो सभी नेटवर्क संचार को संभालता है और यह Google के फायरबेस से डेटा भी एकत्र करता है। बोर्ड के कर्तव्यों में शामिल हैं: डेटा एकत्र करना कुछ डेटा को IP पते पर एक प्रारूप में साझा करना जो LineaMeteo मौसम नेटवर्क के साथ संचार करने के लिए उपयोग किए जाने के लिए तैयार है। डेटा को वेदरक्लाउड में भेजें डेटा को वंडरग्राउंड में भेजें थिंग्सपीक को डेटा भेजें

मामला 3डी प्रिंटेड है

3. डिवाइस 3: LOLIND32 ESP32 + PCB डिज़ाइन + INK डिस्प्ले + BME680यह वह हिस्सा है जो डिस्प्ले पर डेटा के विज़ुअलाइज़ेशन को संभालता है और इसमें एक सेंसर भी होता है जो हवा की गुणवत्ता, दबाव, तापमान और आर्द्रता का डेटा एकत्र करता है। इस्तेमाल किया गया डिस्प्ले 4.2 इंच का स्याही डिस्प्ले है, जिसे वावेशेयर या गुडडिस्प्ले ब्रांड इस्तेमाल किया जा सकता है।

मामला 3डी प्रिंटेड है: ई-पेपर के लिए बॉक्स + ईएसपी32 सूचना प्रदर्शन sidoh10 द्वारा - थिंगविवर्स

चरण 2: डिवाइस 2: वाई-फ़ाई और Google Firebase का इंटरफ़ेस

**अधिक विशिष्ट विवरण के लिए उपरोक्त गीथूब के लिंक में मौसम स्टेशन का मैनुअल देखें**

सबसे पहले हमें एक फायरबेस अकाउंट बनाना होगा। ऐसा करने के लिए आपको एक Google खाते की आवश्यकता होगी जिसे आप बना सकते हैं यदि आपके पास पहले से एक नहीं है।

Firebase खाता सेटअप करने के लिए आपको निम्न चरणों का पालन करना होगा:

1. फायरबेस पर जाएं और 'गेट स्टार्टेड' पर क्लिक करें।

अपने Google खाते में साइन इन करें

2. 'एक परियोजना जोड़ें' 'अग्गीउंगी प्रोगेटो' पर क्लिक करें

3. अपने प्रोजेक्ट को एक नाम दें! 'जारी रखें' 'जारी रखें' पर क्लिक करें। चरणों का पालन करें और प्रोजेक्ट बनाएं। Firebase के लिए डिफ़ॉल्ट खाते का उपयोग करें।

4. शीर्ष पर 'प्रोजेक्ट ओवरव्यू' 'पैनोरमिका डेल प्रोगेटो' पर जाएं और 'प्रोजेक्ट सेटिंग्स' 'इम्पोस्टाजियोनी प्रोगेटो' चुनें।

5. 'सर्विस अकाउंट' 'अकाउंट डि सर्विज़ियो' और 'क्रिएट सर्विस अकाउंट' 'क्रिएट अकाउंट डि सर्विज़ियो' पर क्लिक करें।

6. 'प्रोजेक्ट ओवरव्यू' पर वापस जाएं और रीयलटाइम डेटाबेस 'क्रिएट डेटाबेस' बनाएं और चरणों का पालन करें और डेटाबेस के लिए निकटतम स्थान का चयन करें।

7. सब हो गया! अब अपने प्रोजेक्ट लिंक को सेव करें जिसे आप रीयल टाइम डेटाबेस में पा सकते हैं और यह रहस्य भी कि आप 'डेटाबेस सीक्रेट' 'सेग्रेटी डेटाबेस' के तहत 'सर्विस अकाउंट' 'अकाउंट डि सर्विज़ियो' पा सकते हैं।

मौसम स्टेशन को प्रोग्राम करने के लिए आपको नीचे दी गई तस्वीर में हाइलाइट किए गए एक और डेटाबेस रहस्य की आवश्यकता होगी! आपको पहले से प्रोग्राम किए गए बोर्ड को भेजने के लिए मुझे उन क्रेडेंशियल्स की आवश्यकता होगी और आपके लिए बोर्ड को प्रोग्राम करने के लिए भी।

चरण 3: सेटअप वाई-फाई (छवियों के लिए जीथब पर मैनुअल देखें)

वाई-फाई कनेक्शन सेटअप करने के लिए निम्नलिखित चरणों का पालन करें:

· डिवाइस 2 से यूएसबी केबल को यूएसबी पोर्ट में प्लग करें (आप अपने फोन के लिए एक सामान्य चार्जर का उपयोग कर सकते हैं या जो भी यूएसबी पोर्ट उपलब्ध है, उदाहरण के लिए अपने राउटर पर (अनुशंसित विकल्प))

· एक बार डिवाइस 2 चालू हो जाने पर आप इसे अपने स्मार्टफोन या कंप्यूटर पर LineaMeteoStazioneR के नाम से उपलब्ध वाई-फाई कनेक्शन में पाएंगे।

· कनेक्ट करने का प्रयास करें और यह एक पासवर्ड पूछेगा। पासवर्ड: LaMeteo2005

· वाई-फाई कॉन्फ़िगर करें पर क्लिक करें और अपने वाई-फाई नेटवर्क का चयन करें और अपना पासवर्ड दर्ज करें और सहेजें पर क्लिक करें। अब DEVICE 2 कनेक्ट करने का प्रयास करेगा और यदि विफल रहता है तो आपको पहले अपनाई गई प्रक्रियाओं को फिर से शुरू करने की आवश्यकता होगी।

· डिवाइस 2 कनेक्ट होने के बाद, अपने रीयलटाइम डेटाबेस पर वापस जाएं और आप देखेंगे कि कई जानकारी सामने आई है।

चरण 4: सेटअप डिवाइस 1 (बाहर)

यह वह इंस्टालेशन है जिसके लिए मौसम स्टेशन को बाहर सुरक्षित करने की आवश्यकता होती है। परिवेश के तापमान और आर्द्रता सेंसर के लिए एक सौर विकिरण ढाल की आवश्यकता होती है। बैटरी और पीसीबी के सही भंडारण के लिए मौसम प्रूफ बॉक्स की भी आवश्यकता होती है।

1. नीचे दिए गए उदाहरण के रूप में बोर्ड को वेदर प्रूफ बॉक्स में स्थापित करें और बैटरी स्थापित करें (सावधान रहें + और - और बैटरी पहले शुरू होने से पहले 100% चार्ज होनी चाहिए):

2. उपयोग किए गए सेंसर के प्रकार के आधार पर, RJ12 कनेक्टर या स्क्रू टर्मिनल का उपयोग करके बोर्ड पर उपलब्ध सभी सेंसर को कनेक्ट करें। ('संगत सेंसर और विनिर्देश की सूची देखें) (सेंसर SHT3X और UV सेंसर के लिए विशेष रूप से डिज़ाइन किए गए एडेप्टर बोर्ड के साथ जुड़े हुए हैं और TINDIE पर SHT35 के लिए भी एक) तस्वीरें देखें

3. बैटरी कनेक्टर को Wemos D1 Mini Pro में प्लग इन करें और वाई-फाई कनेक्शन को DEVICE 2 के समान सेटअप करें। नेटवर्क का नाम 'LineaMeteoStazioneS' होगा।

उसके बाद सोलर पैनल कन्वर्टर से USB भी प्लग इन करें। (फोटो सिर्फ एक प्रोटोटाइप का प्रतिनिधि है और यूएसबी कनवर्टर आपके लिए पहले से ही जुड़ा होगा, आपको बस सौर पैनल कनेक्ट करने की आवश्यकता होगी)

चरण 5: फायरबेस के साथ मौसम स्टेशन सेटिंग्स कॉन्फ़िगर करें

हर सेटिंग को बिजली से डिस्कनेक्ट करने की आवश्यकता होती है

डिवाइस 2 और पावर से कनेक्ट करें

उपरोक्त प्रक्रियाओं का पालन करने के बाद आप पाएंगे कि आपका वास्तविक समय डेटाबेस इस तरह दिखेगा (यदि यूवी इंडेक्स सेंसर जुड़ा हुआ है तो यह 655 नहीं दिखाएगा):

डेटाबेस को निम्नलिखित के रूप में वर्गीकृत किया गया है:

· समय परिवर्तन करें

इस विकल्प का उपयोग आपके टाइमज़ोन को सेट करने के लिए किया जाता है जो आपका समय होगा (दिन की रोशनी बचत लागू होने पर संशोधित करने की आवश्यकता है) और SendDataTime सेट करने के लिए। यह अनुशंसा की जाती है कि DEVICE 1 की बैटरी लाइफ बचाने के लिए डेटा को 90 सेकंड से अधिक तेज़ी से अपलोड न करें

CurrentDay और RESETDATA को छूने की जरूरत नहीं है। डेटाबेस में सभी डेटा को रीसेट करने के लिए RESETDATA में 0 दर्ज करें।

· कनेक्शन

कनेक्शन का उपयोग डिवाइस 2 के आपके वर्तमान आईपी पते को जानने और डिवाइस 1 की वाई-फाई सिग्नल शक्ति की निगरानी के लिए किया जाता है। डिवाइस 1 को कम से कम -75 या अधिक सिग्नल शक्ति के साथ रखने का प्रयास करें।

LineaMeteo मौसम नेटवर्क में अपने उपकरणों को सेटअप करने के लिए IPAddress का उपयोग IP को अग्रेषित करने के लिए किया जा सकता है। (पोर्टफॉरवर्डिंग राउटर में किया जा सकता है, लेकिन हर राउटर अलग होता है, इसलिए आपको अपना पता होना चाहिए। बाहरी पोर्ट 4600 होना चाहिए और आंतरिक पोर्ट 80 होना चाहिए, उदाहरण नीचे)

· दबाव

यहां दबाव का मूल्य संग्रहीत किया जाता है और समुद्र के स्तर के आधार पर इसे कैलिब्रेट करना भी संभव है। किसी नजदीकी मौसम केंद्र का संदर्भ लें या पूर्वानुमान पर वर्तमान वायुमंडलीय दबाव देखें। प्रत्येक संख्या का अर्थ है १पै

· वर्षा

यहां 24H में बारिश का मान और बारिश से संबंधित अन्य मान भी संग्रहीत किए जाते हैं। आप प्रत्येक टिपिंग बकेट रेन गेज का उपयोग कर सकते हैं, इसका मतलब है कि आपको प्रत्येक टिपिंग काउंट के लिए कैलिब्रेट करने की आवश्यकता होगी। मिमी में टिपिंग गिनती बदलने के लिए 'mmGoccia' को संशोधित करें। डिफ़ॉल्ट 0.2 मिमी. है

· एसएचटी1एक्स

इसमें Sensirion SHT1x या SHT7x श्रृंखला का डेटा होता है।

· एसएचटी3एक्स

इसमें Sensirion SHT3x श्रृंखला का डेटा है।

· सेवाएं

इसमें इस मौसम स्टेशन के साथ उपयोग करने के लिए उपलब्ध सभी सेवाएं शामिल हैं।

खुला मौसम

आप DEVICE 3 पर वर्तमान स्थिति मौसम विवरण के लिए OpenWeather पर अपना खाता सेटअप कर सकते हैं (मेरी API कुंजियाँ ढूँढें और API में सेवाएँ, OpenWeather में कॉपी करें।)

यदि आप उत्तरी गोलार्ध में रहते हैं या दक्षिणी गोलार्ध में दक्षिण में सही खगोल विज्ञान अनुभाग प्रदर्शित करने के लिए गोलार्ध उत्तर का प्रकार है।

DEVICE 3 पर अंग्रेजी से इतालवी में बदलने के लिए भाषा 'en' या 'it'।

DEVICE 3. पर मौसम की स्थिति का सही विवरण प्रदर्शित करने के लिए अक्षांश और देशांतर

यदि दक्षिणी गोलार्द्ध से यह अक्षांश पर ऋणात्मक संख्या होगी।

बातें

ThingSpeak पर एक खाता बनाएं और WriteAPIkey ढूंढें और myWriteAPIKey में कॉपी करें, SHT1x और SHT3x श्रृंखला के बीच ग्राफिक्स के साथ अंतर देखने के लिए यदि 2 सेंसर जुड़े हुए हैं या केवल SHT1x की निगरानी करें

वेदरक्लाउड

आप इस विकल्प का उपयोग करके वेदर स्टेशन को वेदर क्लाउड नेटवर्क से लिंक कर सकते हैं। अपने उपकरणों की सेटिंग में जाएं और 'लिंक' चुनें, यह आपको वह आईडी और कुंजी देगा जिसे आप डेटाबेस में कॉपी कर सकते हैं।

Wunderground

आप इस विकल्प का उपयोग करके मौसम स्टेशन को वंडरग्राउंड से जोड़ सकते हैं।

My Devices पर ID और Key ढूंढें और इसे डेटाबेस में कॉपी करें।

· नींद

डिफ़ॉल्ट रूप से 1 पर सेट होता है लेकिन स्लीप मोड को सक्षम करने के लिए इसे 0 में बदला जा सकता है। स्लीप मोड में रेन गेज और एनीमोमीटर काम नहीं करेंगे इसलिए उन्हें पीसीबी से डिस्कनेक्ट करना होगा

यदि बैटरी पर स्लीप मोड का उपयोग किया जाता है तो यह बैटरी को सोलर पैनल से रिचार्ज किए बिना औसतन 6 महीने तक चलेगा।

· यूवी सूचकांक

इसमें वर्तमान UVindex का मान होता है।

· हवा

इसमें हवा के मान शामिल हैं, जैसे हवा की दिशा की डिग्री और हवा की गति और झोंका भी। हवा की दिशा की सही दिशा को इंगित करने के लिए इसे यहां ऑफसेट समायोजित किया जा सकता है। 0 डिग्री या 360 डिग्री पॉइंट नॉर्थ होना चाहिए।

चरण 6: सेटअप डिवाइस 3 प्रदर्शन (अधिक तस्वीरें गीथब में उपलब्ध हैं)

DEVICE 3 एक सिंगल बैटरी 18650 के साथ संचालित है, जिसे फोटो में दिखाए गए अनुसार USB को रिचार्ज किया जा सकता है (फोटो अंतिम प्रोजेक्ट का प्रतिनिधित्व नहीं करता है, लेकिन सिर्फ प्रोटोटाइप है, इसके अंदर एक उचित PCB डिज़ाइन होगा।) छोटा सर्कल BME680 सेंसर दिखाता है।

डिस्प्ले हर 20 मिनट में अपने आप और हर 1 घंटे में आधी रात के बाद और सुबह 7 बजे तक रिफ्रेश होता है। लेकिन इसे बॉक्स के दाईं ओर स्थित बटन पर क्लिक करके मैन्युअल रूप से रीफ्रेश किया जा सकता है।

एक बार रीफ़्रेश होने के बाद यह फ़ायरबेस में सेटिंग में चुनी गई भाषा को भी बदल देगा

बैटरी स्थापित होने के बाद वाई-फाई से कनेक्ट करने के लिए DEVICE 2 की समान प्रक्रियाओं का पालन करें।

नेटवर्क का नाम होगा 'LineaMeteoStazioneVisual'

बैटरी शुरू होने से पहले पर्याप्त चार्ज होनी चाहिए।

चरण 7: संगत सेंसर (जीथब पर अधिक जानकारी)

तापमान/आर्द्रता मुख्य: SHT3x श्रृंखला सेंसरियन। सटीकता प्रत्येक की डेटाशीट को देखें

सेंसर।

 तापमान/आर्द्रता दूसरा (मिट्टी के तापमान और नमी के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है): SHT1x और SHT7x श्रृंखला Sensirion। सटीकता प्रत्येक सेंसर की डेटाशीट को संदर्भित करती है।

 तापमान, आर्द्रता, वायु गुणवत्ता इंडोर: बीएमई६८०

दबाव: बीएमपी 180

रेन गेज: हर टिपिंग बकेट रेन गेज, एडजस्टेबल रेजोल्यूशन। जब समायोजित रिज़ॉल्यूशन डिवाइस पर सेटिंग्स को बदलने में 3 घंटे तक का समय ले सकता है। ऐसा इसलिए है क्योंकि बारिश का पता नहीं चलने पर ऊर्जा बचाने के लिए डिवाइस हर 3 घंटे में सो जाता है। जब यह जागता है, तो यह फिर से सेटिंग्स की जांच करेगा। आप रीसेट बटन पर क्लिक करके मैन्युअल रूप से रीसेट भी कर सकते हैं जैसा कि पहले फोटो में दिखाया गया है।

एनीमोमीटर: डेविस एनीमोमीटर

यूवीइंडेक्स: SI1145

चरण 8: विनिर्देश और सौर पैनल (मैनुअल में जीथब पर अधिक जानकारी)

खपत: डिवाइस 1 = 19mA औसतन अगर अपलोड करने का समय 90 सेकंड है।

डिवाइस 3 = 2mA औसतन अगर हमेशा स्वचालित रूप से अपडेट किया जाता है।

बैटरी डिवाइस 1: 3.7 वी 21700 बैटरी लिथियम (अनुशंसित 5000 एमएएच) (सूर्य के बिना स्वायत्तता 8 दिन *)

चेतावनी: उच्च तापमान (45C से अधिक) के साथ लिथियम बैटरी से सावधान रहें, वेदरप्रूफ बॉक्स को छाया में रखा जाना चाहिए। इसके अलावा यदि नकारात्मक तापमान -10C अक्सर होता है या 0 से नीचे की स्थिति लंबे समय तक बनी रहती है या अत्यधिक नकारात्मक तापमान होता है (उदाहरण -20C) ठंडे तापमान के लिए एक विशिष्ट बैटरी की आवश्यकता होगी। इस मामले में पीसीबी को 18650 बैटरी प्रतिरोधी ठंड के मौसम -40C के लिए कम क्षमता (2900mAh) के साथ संशोधित करने की आवश्यकता होगी। सूर्य के बिना स्वायत्तता 5 दिन होगी। *बिना सूरज का मतलब है पूरी तरह से अंधेरा, एक हल्के बादल वाले दिन का मतलब यह नहीं है कि सूर्य की ऊर्जा बिल्कुल भी नहीं है, लेकिन इसे भी धूप के दिन के रूप में नहीं गिना जा सकता है।

बैटरी डिवाइस 3: 3.7 वी 18650 बैटरी लिथियम (अनुशंसित 3000 एमएएच) (6 सप्ताह रिचार्ज किए बिना स्वायत्तता)

 सौर पैनल 6-20V (6V जोरदार अनुशंसित)

ग्लोबल सोलर एटलस से आपके स्थान के आधार पर वाट। 1500 kWh/m2 से कम के साथ मौसम स्टेशन स्वायत्त रूप से काम नहीं कर सकता है। यदि स्लीप मोड का उपयोग किया जाता है तो न्यूनतम से कम छोटा सौर पैनल पर्याप्त होगा। (फोटो देखें) पूछें कि क्या आपको सौर पैनल के आकार की गणना के लिए सूत्र की आवश्यकता है।

SHT3x श्रृंखला के लिए केबल की लंबाई 3m. से अधिक नहीं होनी चाहिए

SHT1x और SHT7x श्रृंखला के लिए केबल की लंबाई 10m. से अधिक नहीं होनी चाहिए

चरण 9: समस्या निवारण और संपर्क

यदि कोई एक डिवाइस अपेक्षित रूप से काम नहीं कर रहा है तो एक रीसेट की आवश्यकता होगी। बैटरी कनेक्टर को उतारें या बैटरी निकालें और यदि RESET काम नहीं करता है तो डिवाइस को पुनरारंभ करें।

डिवाइस 1 के लिए हमेशा पहले बैटरी लगाएं और फिर सोलर पैनल कनेक्टर।

यदि रिचार्ज करते समय DEVICE 3 100% दिखाता है, तो यह फिलहाल सामान्य है, क्योंकि बोर्ड के पास आवेश की स्थिति के लिए कोई विशिष्ट IC नहीं है, इसलिए यह सेल के आंतरिक प्रतिरोध से प्रभावित होता है।

समस्याओं के संबंध में अन्य प्रश्न कृपया मुझसे संपर्क करें।

संपर्क मौसम स्टेशन या सामग्री के स्रोत के आदेश के बारे में चर्चा करने के लिए कृपया मुझे Eugenio [email protected] पर ईमेल करें

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