Очередной умный дом, в нескольких частях. Метеостанция из подручных материалов

Очередной умный дом, в нескольких частях. Метеостанция из подручных материалов

 

Просматривая разные проекты метеостанций, заметил одну тенденцию. Это или датчик температуры и влажности, чаще всего всеми любимый китайский DHT-11 или DHT-22, к которым добавляют либо датчик освещенности (Метеостанция на Arduino с визуализацией данных) либо давления (Ethernet метеостанция), или покупное-навороченное за много сотен долларов (Автоматическая метеостанция на даче)

Так как лично для меня — метеостанция без измерения направления и скорости ветра не метеостанция, а потратить порядка 700USD на по большому счету игрушку я не готов, то решено было сделать похожее на «дорогое-навороченное» но занедорого.

 

e6a6e30000624803a44893855329a687

 

Электроника

 

  1. Датчик температуры — LM35. Включен с возможностью измерения отрицательных температур

52227d5bbe4c4c81b9b686ac0686fb9f

 

  1. Куда уж без него — датчик влажности и температуры DHT11
  2. Датчик давления — HP03SA
  3. Датчик освещенности — фоторезистор LXD5516
  4. Датчик скорости ветра — обычный датчик Холла

Теперь о измерении направления ветра. Было много вариантов, от оптических энкодеров — заводских (дорого) или самодельных в виде нескольких пар светодиодов и фотодиодов, и диска с кодом Грея (сложно и много компонентов), до магнита и 4-8 герконов (слишком просто и неточно). В итоге выбор пал на AS5040 – магнитный энкодер. Так как особая точность не нужна, то аналоговый выход энкодера подключен к ADC микроконтроллера.

 

3f002552bf4a4ca99cf514a6d10317ac

 

Микроконтроллер — PIC16F88. Выход — RS485 в внутреннюю сеть умного дома, о котором этот цикл статей. Вся электронная часть собрана на трех платах.

 

f87c401dd4df4460bbdf9ce4dff2d141

 

На этом с электроникой все, никаких нюансов, ничего интересного, все по даташитам. Переходим к механике.

Механика

К сожалению, напечатать корпус на 3D принтере возможности нет, а у заводских корпусов с водонепроницаемостью беда практически у всех. К тому же подшипники и все остальное — тела вращения, значит круглый корпус будет самым логичным выбором. Пришлось обратить взор на другие сферы — на водоснабжение. В качестве корпуса взята соединительная муфта «на 32» для канализации, и два патрубка для размещения в них подшипниковых узлов. Из латуни были выточены две заглушки, в которых запрессованы по два подшипника 626.

 

3e781f91770f407998e31cedd7fba40b

 

Магниты… Магнит для датчика скорости подойдет практически любой, а вот с датчиком направления было сложнее. Ему нужен круглый магнит с намагниченностью от края до края

 

9eaa712155c145158b29fea1b0c236e8

 

В то время как у основной массы продающихся — разные полюса на разных сторонах.

 

9d7d7ec582ad4feaa0b5ff174071a9f2

 

Но, оказалось, что нужные магниты находятся на шпинделях двигателей CD/DVD приводов.

 

2c57566e8320479e8a422e040d9ee5bb

 

В собранном виде подшипниковые узлы выглядят так

 

8f701cf7a0804eedb3ed2676c484da15

 

После изготовления и сборки плат — датчики скорости и направления ветра принимают окончательный вид

 

898b37e770c742eaacbdbdd3f5f1483a

 

Так как метеостанция все таки из подручных материалов, то для крыльчатки режем теннисные шарики, флюгер тоже мастерим из того, что попадется под руки. Красим в радикально черный цвет, и получается так.

 

32f978102be74c92b613d6a3f18a07ce

 

В качестве датчика дождя так же используем половинку теннисного шарика, в котором между двумя слоями геотекстиля расположены два контакта

 

845c81d117d04894af0df1aee0cc53ed

 

Собираем, подключаем и прикручиваем повыше

 

93fbf621d8fb4ac09b2b849d023ddde6

 

Интерфейс

Как я уже рассказывал, есть два вида интерфейса. Первый вид, в котором на экране отображаются практически все данные с устройства, выглядит так

 

a17b911d34144f489056b40b0eb6b897

 

Температура текущая, минимум, максимум, направление изменения. Давление, аналогично. Влажность. Ветер — направление и роза ветров. Цифры нужны скорее для отладки, показывают сколько времени в каком секторе был флюгер. Скорость ветра, время, показания датчика освещенности (без калибровки, то что измерил ADC) и датчик дождя. Все данные и обработка — ведутся в микроконтроллере метеостанции.

Второй тип интерфейса — на основе виджетов. Тут данных меньше, температура, влажность, давление, скорость и направление ветра

 

729b91ed3b444d4294c8e80aae13435f

 

И куда уж без Android Wear — на часах

 

799eef12781d419db476ffdbbb0f0e4e

 

В связи с тем, что раз в минуту происходит опрос всех контроллеров с записью в базу данных — то любые метеоданные доступны для анализа или отображения в виде графиков

 

f331f782f8ce443db9c0474ba132ffbf