תחנת מזג אויר, low power, מבוססת esp8266.

ובכן, לא כל כך low power ולא כל כך מזג אויר..
נתחיל ממזג אויר, כדי להשלים לתחנת מזג אויר אמיתית חסרים לי כמה דברים, וזה מד רוח מהירות וכיוון ומד גשם, אבל זה לא מבאס אותי, כי אני פה בשביל הספורט, ודני רופ גם ככה עושה עבודה יותר טובה ממני.

9

מי שיודע וזוכר, בניתי כבר דבר כזה (קישור לפורום מייקרס) שמבוסס ארדואינו ובנוסף גם esp8266 עם קושחת AT, שהיה מקבל פקודות AT מהארדואינו על מנת להעלות את הנתונים, למה לא להשאיר את זה ככה?
ככה! סתם, דבר ראשון גיליתי שesp8266 יכול לבד, הוא בקר בפני עצמו, עם נתונים מרשימים ויכולות wifi :D, סיבה נוספת היא שגם הארדואינו צורך לא מעט אנרגיה, והסיבה הכי גדולה היא שלא אהבתי את ממשק הAT של הesp8266, הוא עשה לי בעיות, היה קשה לדבר איתו, קשה לדבג, והוא בשום פנים באופן לא רצה להתחבר לשרת שלי ישירות, כדי להעלות נתונים לשרת שלי, נרשמתי לשירות אחסון חינמי שאיתו הesp8266 כן הסכים לדבר והוא כבר העביר את הנתונים לשרת שלי, מסובך הא?

עם המעבר לesp8266 השתדרגתי טיפה, הוספתי חיישן לחץ ברומטרי, אך היו גם דברים שהייתי צריך לוותר עליהים, כמו מד מתח לפאנל הסולארי, וכל דבר נוסף שנמדד באמצאות ADC, כי לesp8266 יש רק ערוץ אחד.
ובסופו של דבר נמאס לי שהכל תקוע בbreadboard עם מלא כבלים מגשרים שנגמרו לי כבר, וכל זה עלה על לוח הלחמות 5X7, ועכשיו זה ראוי להיקרא אבטיפוס.

אז מה יש לנו?

  • בקר esp8266 -01 משופצר, עם גישה ל ADC ועוד 3 פינים דיגיטאליים
  • מד אור דיגיטאלי BH1750 (מודד בlux)
  • מד לחץ ברומטרי BMP180 – מודד גם טמפרטורה בדיוק של 2 ספרות אחרי הנקודה
  • מד לחות וטמפרטורה DHT11 – מודד לחות בלבד, הוא גם תקול – הנתונים משתגעים, ישודרג ל DHT22
  • סוללה, ליטיום-יון 3.7V, רשום 1000mAh, אני לא מאמין לזה, יבדק (פרטים בהמשך)
  • מודול הגנה וטעינה לסוללה, יחובר לפאנל סולארי לטעינה בעתיד.

עוד פרטים

עוד נתון שהיחידה מספקת חוץ מהנתונים הברורים היא מתח הסוללה, נעשה שימוש בADC שבפין TOUT, יש לו רפרנס פנימי בטווח 0-1V, לפי מה שראיתי הדיוק שלו מזעזע, אני משתמש בחלק מתח כדי לחלק 4.2V לפחות מ1V, כשאני מנסה לחסוך באנרגיה ולשים ערכים גבוהים בנגדים הוא מאבד הכל לגמרי, בשינוי המתח משתנה גם השגיאה.. לא ברור בכלל.
שלושת החיישנים מחוברים דרך טרנזיסטור לפין דיגיטאלי בesp8266, והם נדלקים רק כאשר הבקר ער – חיסכון בסוללה.
תקשורות – מד האור ומד הלחץ מתקשרים בi2c, הDHT11, מדבר בשפה שלו..
i2c מומש בקלות בעזרת ספריית wire.

Low Power

מילים גדולות… בוt נראה מה קורה שם עם האנרגיה.
טוב אז יש לנו מקור מתח, סוללת ליטיום-יון 3.7V קטנה וחמודה, למי שלא יודע, מתח של סוללת ליטיום-יון 3.7V הוא לא בהכרח 3.7V, למען האמת המתח הוא 4.2V כשהיא מלאה ו3.0V כשהיא ריקה לחלותין, לחדים שבמגירה ששמו לב שאין לי שום מייצב מתח ביחידה – נכון אין מייצב מתח, מייצב מתח רגיל זולל 10mA ואפשר לשכוח מהמושג low power, אני החלטתי לשים דיודה, אחת, שתפיל את המתח, שמתי דיודה 1N4001 פשוטה והיא מפילה לי מ4.2V ל3.7V, בדף הנתונים של הesp8266 מצויין שהוא מסוגל לעבוד בטווח בריא של 3.0-3.6V בVCC, נכון 0.1V מעל המותר,ועל זה יש לי להגיד "נחייה ונראה",שלא תחשבו שאני לא רציני יש לזה פיתרון, אבל צריך למצוא אחד מתאים, יש מייצבי מתח עם, מה שנקרא "low quiescent current", שזה אומר שהזרם שצורך המייצב לעצמו נמוך מאוד, רק צריך למצוא מייצב מתח 3.3V שמסוגל להביא 300-500mA וגם הזרם שהוא עצמו צורך נמוך.
הלאה – שינה, כמו שכבר רשמתי בעבר, הesp8266 ישן, וישן טוב, 18.8 מיקרו אמפר בשינה עמוקה, אבל לא רק הבקר בתמונה, יש לי מחלק מתח שצורך, וחיישנים שצורכים, וגם צריכה פרזיטית לא מוסברת, על bread board עם ספק כוח, כל המעגל צרך 76 מיקרו אמפר בשינה, אחרי הרכבה, הלחמה ושימוש בסוללה הזרם בשינה עלה ל 99 מיקרו אמפר, הסבר הגיוני הוא שהמתח שהמעגל מקבל לא יתקבל בשום מקום כפיתרון רלוונתי! דיודה?! באמת?! = המתח יורד, הזרם יורד ולהיפך.

הקוד שולח את הבקר לישון לרבע שעה בידיוק כל עדכון
הזמן שלוקח העדכון הוא 8 שניות בממוצע, כל ניסיון שלי לצמצם את זה ,כשל, פשוט ההתחברות לwifi אורכת לפחות 4 שניות, והתקשורת עם השרת עוד 4, קריאת הנתונים מהחיישנים זניחה לעומת אלה.

בזמן שהבקר ער הזרם קופץ בין 30-70-150mA, כדי לחשב זמן סוללה  הנחתי בממוצע 80mA
אז זה 80 כפול 8 שניות, 4 פעמים בשעה, שזה 32 שניות, שזה 0.00888889 שעה
ועוד 0.099 כפול 3568 שניות שהבקר ישן בשעה שזה 0.99111111 שעה
ונקבל זרם ממוצע 0.81mA בשעה

עכשיו הסוללה – סוללה מאיביי במסגרת זיוף הסוללות הגדול = אני לא באמת יודע מה הקיבולת שלה,
ואת זה אנחנו יכולים לבדוק, אני הנחתי שהקיבולת שלה היא 300mAh.
300mAh לחלק ב0.81mA יוצא 370.4 שעות, שזה 15 ימים ו6 שעות, כמובן שזו הערכה גסה.
והיום חיברתי את היחידה לסוללה טעונה במלואה, ונראה לכמה זמן היא תספיק.

את כל הנתונים אפשר לראות בכתובת weather2.alexshu.com

etailhe

To Do

  • לשדרג DHT11 לDHT22
  • לשלב טעינה סולארית
  • להכין מעטפת נורמאלית ליחידה
  • לשדרג את האתר
  • לסיים ולפרסם מעגל וקוד.

תודה שקראתם.

Comments

comments

2 תגובות בנושא “תחנת מזג אויר, low power, מבוססת esp8266.”

  1. היי, מאוד התרשמתי מהפרויקט ורציתי להיעזר בך בבעיה קטנה ובסיסית שנתקלתי בה בעבודה עם הesp8266.
    העליתי על הesp קוד לדוגמא של יצירת webserver על הesp. הכל עובד טוב ויפה ברשת הפנימית שלי בבית, אבל ניסיתי לעשות port forwarding כדי לגשת אליו מהרשת החיצונית ולא הצלחתי… כשאני בודק את הפורט הוא תמיד סגור. קיבעתי את הip של הesp עם wifi.config בקוד, ביטלתי את הspi firewall של הראוטר וכלום לא עובד.
    אני לא יודע אם זה בכלל קשור אבל לא עדכנתי at firmware, שראיתי שעושים בדרך כלל. בהתקנה עקבתי אחרי ההוראות בhttps://github.com/esp8266/Arduino חוץ מהchange log ששם לא הבנתי מה הכוונה.

    1. תודה 🙂
      דבר ראשון, at firmware זוהי קושחה שמאפשרת עבודה עם esp8266 עם פקודות AT בפורט הסריאלי, ברגע שעובדים עם Arduino IDE הוא מוריד עליו קושחה משלו, כנ"ל לגבי NodeMCU.
      דבר שני, אני חושב שכל עוד הפורט סגור (ואני מניח שאתה בודק נכון, לדוגמא פה) זה לא הולך לעבוד בוודאות.
      נסה לקבע את האיפיי של הesp בעזרת הראוטר לכתובת MAC של הesp, ואז להפעיל forwarding..
      דבר נוסף, אני מניח שאתה ניגש לכתובת בצורה נכונה, שזה ip ואז נקודותיים והפורט. ip.ip.ip.ip:port.
      ותשתמש גם בפורטים לא ידועים, פורטים יכולים להיות תפוסים ע"י פרוסס כלשהו, הנה רשימה מלאה

כתיבת תגובה

האימייל לא יוצג באתר. שדות החובה מסומנים *