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基于 ESP8266 的个人气象站

2021-12-08 09:57
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简介:制作个人气象站

坐在房间里,你开始出汗或感到寒冷;你想知道你房间里的温度是多少?或者湿度是多少?这发生在我身上。

这导致了个人气象站的诞生,它监控您房间的温度、湿度、压力和光照强度,并将其上传到 thingspeak.com 上的私人频道。

让我们开始吧。

个人气象站所需的电子元件

描述:我们将使用 DHT11 来感应湿度,使用 BMP180 来感应温度和压力,并使用光敏电阻 (LDR) 来大致了解光强度。Arduino nano 将从这些传感器收集数据并将其发送到 ESP8266,以便将其上传到 thingspeak.com 上的私人频道。我们将通过 12V-2A 壁式适配器为 Arduino nano 供电,传感器和 ESP8266 将从基于 LM2596 的降压转换器接收下变频电压。

组件列表:

  • BMP180压力和温度传感器,

  • DHT11湿度传感器,

  • 光敏电阻(LDR),

  • ESP8266 wifi 模块(固件就绪),

  • Arduino纳米,

  • 2 个电阻器 - 51 KOhm 和 4.7 KOhm,

  • LM2596 降压转换器,

  • 直流插孔,

  • 切换和

  • 12V-2A 墙上适配器。

image.png

个人气象站所需的工具和额外物品

描述:我们将使用剥线钳剥线,锉刀用于平滑外壳上的切口/孔,胶枪用于将组件放置在外壳内,螺丝刀关闭外壳盖,并用焊锡线烙铁在通用电路板上组装电路( GCB)。4x4x2 英寸塑料盒用作外壳。我们还需要公母 berg 条以及母连接器,以便在 GCB 上正确组装。

工具清单:

  • 剥线钳,

  • 文件,

  • 胶枪,

  • 螺丝刀和

  • 烙铁和焊锡丝。

  • 额外物品清单:

  • 4x4x2 英寸塑料盒(我用过这个尺寸,附近的任何尺寸都可以),

  • 通用电路板,

image.png

软件要求

描述:为了看到传感器数据的价值,我们需要在 thingspeak.com 上有一个私人频道。我们将需要 Arduino IDE 来为 arduino nano 编写 arduino 代码。(我假设你们拥有个人电脑/笔记本电脑和可以访问互联网的 wifi 路由)

软件要求清单:

  • Thingspeak.com 上的私人频道和

  • Arduino IDE(最好是最新版本)。

  • 您可以从arduino.cc下载最新版本的 Arduino IDE 。现在让我们在 thingspeak.com 上创建一个私人频道。

在 Thingspeak.com 上创建私人频道

要在 thingspeak.com 上创建私人频道,请按照以下步骤操作:

  • 打开您的网络浏览器并转到 thingspeak.com 并单击右上角的“注册”选项卡,(图 1)

  • 填写详细信息,然后单击“创建帐户”,(图 2)

  • 现在点击“新频道”选项卡,(图片编号 3)

  • 再次填写频道的详细信息并启用 4 个字段(因为我们将发送 4 个传感器值),向下滚动并单击“保存频道”选项卡,(图片编号 4/5)

  • 在此页面上单击“API 密钥”选项卡并记下您的“写入 API 密钥”。

就是这样,现在您拥有了自己的私人 ThingSpeak 频道。

现在让我们把所有的电子元件放在一起。

个人气象站示意图

在这里,我附上了个人气象站的示意图。我也为此附上了fritzing文件。连接相当简单。

  • BMP180 连接到 arduino nano 的 I2C 端口。

  • LDR 与 51 KOhm 电阻器以分压器方式连接,结点连接到 arduino nano 的 A1 引脚。

  • DHT11 的数据引脚用 4.7 KΩ 电阻拉高,并连接到 arduino nano 的 A0 引脚。

  • ESP8266 的 TX 和 RX 分别连接到 arduino nano 的 D10 和 D11。ESP8266 的 CH_PD 连接到 3.3V 电压轨。

  • 通过转动该模块上的电位器将 LM2596 模块的输出调整为 3.3V。该模块的输出分别连接到 BMP180、DHT11、LDR 和 ESP8266 的 Vcc 和 Gnd 的 Vcc 和 Gnd。

  • LM2596 模块的输入来自 12V-2A 墙上适配器,该适配器也连接到 Arduino nano 的 Vin 和 Gnd。

image.png

我们需要在通用电路板上组装这个电路。让我们这样做。

在通用电路板 (GCB) 上组装电路

硬件工具和额外物品现已开始营业。

  • Arduino nano 和 ESP8288 在 GCB 上的放置使用女性 berg 条,

  • 使用烙铁和焊锡丝将它们电气连接到电路板上,

  • 使用母连接器来扩展所有传感器和 LM2596 模块的范围,因为它们会粘在外壳的盖子和壁上,

  • 使用公头条为上面制作的母头延长件制作连接点,

  • 使用电线(使用剥线器将它们剥掉)或熔化的焊锡线导轨在 GCB 上实现电路原理图,最后,

  • 在使用万用表为电路供电之前检查排序。

image.png

现在所有的硬件都放在了 GCB 上,让我们看一下代码。

代码

个人气象站的代码相当简单。为了便于移植,我已经正确地注释了代码。在刻录代码之前,请注意以下事项。

  • 确保安装了所有库,

  • 在代码的第 14 行用您的接入点(wifi 路由器)的 SSID 替换连字符,

  • 将代码第 15 行中的连字符替换为您的 wifi 网络的密码,

  • 将第 17 行中的连字符替换为您的 ThingSpeak 私人频道写入 API 密钥和

  • 在对 Arduino nano 进行编程时,请确保您的 12V 直流电源处于关闭状态。


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