IOT项目——DIY 气象站

开源项目：ESP32 气象站
作者：GiovanniAggiustatutto
原文链接：原文
开源项目：太阳能 WiFi 气象站 V4.0
作者：opengreenenergy
原文链接：原文

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气象站丈量温度、湿度、气压、风速和风向以及降雨量。
全部数据均由 ESP32网络，并通过 wifi 发送到移动应用程序。
在应用程序或网页上，我们可以看到来自气象站和图表的及时数据，
比方温度，天天的最小值和最大值，以及压力图，我们可以用它来举行大抵的天气预报。
如果这听起来很困难，请不要担心，在本指南中您可以找到全部信息。

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简介

从开源的网站上看到了一个很有意思的气象站项目，想举行复刻。本文章用户复刻过程中的记录和分享，使用文章内容请引用原作者的文章链接。项目源于印度开源网站，有兴趣详细相识的上面提供了原文章链接，可以自行跳转学习（发起翻墙）。
现在只是引用了作者的文章内容，这些程序需要举行验证，比力软件和环境不停在更新，不能确保现在大概以后还能正常运行程序。
1-制版

2-物料

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温度装备塔

为了丈量温度和湿度，我将使用 DHT22 传感器。我将传感器焊接到一个穿孔板上，在 3,3v 和信号引脚之间有一个毗连器和一个上拉电阻器。我将传感器放入史蒂文森筛网中。史蒂文森滤网可掩护传感器免受阳光直射和雨水的直射，同时允许氛围通过。通过克制阳光加热传感器，它可以得到更正确的温度读数。为了构建它，我 3D 打印了全部部件，并用两根螺纹杆将它们固定在一起。我将穿孔板与传感器粘在史蒂文森屏幕内，然后在下面放置了将支持传感器的支架。
我将制作更风雅的传感器，以便更加美观的出现。（敬请等待）

风向标

然后我们有风向标，它检测风来自哪个方向。同样对于这个，我不得不消 3D 打印机制作一些零件。风向标的后面有这个箭头状的块，前面有个尖端，内里有一个螺栓作为重物来平衡它。旌旗能用在底面装进去的滚珠轴承自由旋转。为了检测风的 4 个根本点（北、东、南、西），我将使用 4 个霍尔效应传感器，这些传感器是在磁铁靠近时激活的磁性传感器。
我的想法是放置霍尔传感器，如第二张照片所示，磁铁旋转并激活国旗转向的基点的传感器。对于中心点，比方东北，两个相应的传感器（北和东）将被激活。我将磁传感器放在风向标的底座上，升高约 1 厘米，以使它们阔别大概吸引磁铁的金属螺栓。在可以自由旋转的上部，我用胶水粘住了磁铁。这件还具有掩护传感器免受雨淋的功能。我将实际的风向标插入螺纹杆上，并用自锁螺母固定。每个霍尔传感器都有 3 根电线，这些电线通过小 LED 毗连到其原始电路板，这对于查察传感器是否正常工作很有用。我将这四块板焊接到穿孔板上。从那里，我使用一根旧的网线将 gnd 和 5v 毗连到传感器，并将四个信号引脚毗连到主板，我们稍后会看到。我将四个传感器的板子放在这个 3D 打印的盒子里，上面放一块亚克力。

风速计

现在是风速计。我已经在客岁的一个视频中谈到了这一点，你可以在这里找到。我还用 3D 打印机制作了风速计，您可以在下面找到 STL 文件。风速计由底座和旋转部分构成。对于旋转部分，杯子和中心件分开打印，并用 3 个螺钉组装。在风速计内部，底座上有一个磁性霍尔传感器，旋转部分上有一个磁铁。传感器在每次旋转时发出一个脉冲。根据每分钟的转数，我们可以盘算出风速，但现在我不知道我必须用什么数字将每分钟的转数乘以得到公里/小时。如果有人知道怎样盘算，请在下面的批评中写下这些盘算。根据我在网上找到的，一个大抵的（大概是错误的）估计是将 rpm 乘以 0,18。
在这里插入图片形貌

雨量计

末了，是雨量计。我在之前的 Instructable 中演示了这一点，因此您可以在那里找到全部详细信息，包罗 3D 可打印文件。但是，这也使用了磁性传感器，传感器状态的每次变化都意味着有肯定量的水通过。降雨量以毫米高为单位。

框架

为了更轻易地将气象站安装在终极设置中，我将各种传感器放在一个布局上。为了制作它，我使用了矩形铝型材。我在中心固定了雨量计，在两侧放置了风速计和风向标。为了支持全部东西，我又切了两块铝型材。在它们的一侧，我做了一个美丽的大孔，如许我就可以固定它们，而不会让螺栓在下面伸出。在将全部东西都栓上后，这就是效果。此步调是可选的，由于如果您乐意，您可以将单个传感器安装在已有的布局上，比方屋顶的侧面。

电子元件和压力传感器

但现在我们有了全部的电子装备，它们将在这个接线盒中。为了方便毗连，我买了这个在端子上带有 ESP32 引脚的板子。我不知道为什么，但我的 ESP32 不适当这个板子。以是我不得不消穿孔板制作适配器来移动引脚。我将 ESP32 拧入包装盒中，并在底部放置了用于 WiFi 毗连的天线。
我几乎忘记了大气压力传感器，即 BMP180。我把它放在盒子里，为了让氛围通过，我在底部做了这个网格。该传感器通过 i2c 通讯，因此它需要两根线才能毗连到 ESP32，而不是 3,3v 和 GND。
现在，我们让全部其他传感器都通过它们的电线进入这里。温度传感器只有一根信号线，直接毗连到 ESP32 的引脚。标题在于风速计、雨量计和风向标的霍尔传感器在 5v 下工作，而 ESP32 在 3.3v 下工作。因此，要将信号从 5v 转换为 3.3v，我将使用一些电平转换器，比方这些。为了让统统更整洁，我将它们焊接到穿孔板上。为了在开发板和 ESP32 之间创建毗连，我使用了 JST 毗连器，它比传统的跳线更结实。末了，我将 gnd、5v 和 3.3v 的电线毗连在一起，并用扎带整理电线。

家庭助理

气象站将毗连到 Home Assistant，这是一种当地服务器，用于控制我们家中的各种家庭主动扮装备。Home Assistant 可以在 Raspberry Pi 或假造机上的盘算机上运行，就像我一样。为了将气象站毗连到 Home Assistant，我将使用 ESPhome，它允许您将 ESP32 毗连到 Home Assistant。设置完全部内容后，我可以通过网页或应用程序及时查察气象站数据。别的，数据被记录下来，我还可以看到恒久趋势的图表。
设置及应用