Pin It

Meteorologická stanica a jej návrh

Po niekoľkých menších arduino projektoch som sa pustil do niečoho väčšieho, minimálne rozsahovo. Tentokrát to bude meteostanica. Viem, existuje kopec meteo staníc, ktoré si viete kúpiť aj v sieti obchodov ale ja som chcel niečo svoje, čo bude vedieť presne to čo ja chcem aby vedela. Tomuto projektu sa už venujem nejaký ten piatok, presnejšie je to už určite viac než rok.

Na internete nájdete nespočetné množstvo meteo staníc postavených na arduine ale ani jedna čo by robila presne toto čo ja chcem a preto som si svoju začal projektovať

meteostanica


Rozhodol som sa nakoniec, že tento članok rozdelím na viac menších aby to na jeden šup nebolo priveľa, aby ste sa v ňom nestratili. Takže na začiatok predstavím svoju ideu ako si tento môj projekt predstavujem a postupne budem pokračovať ďalej.

Základná myšlienka

Najprv som začal uvažovať čo by takáto stanica mala vedieť merať, ako zobrazovať a vyhodnocovať. Chcem aby toho vedela čo najviac a aby to bolo čo najpresnejšie, ako je to len možne domácich podmienkach zabezpečiť. Rovnako chcem zabezpečiť aj zobrazovanie a vyhodnocovanie hodnôt a ich spracovanie ale o tom postupne. Takže čo všetko bude vedieť merať moja meteorologická stanica?

Merané veličiny

Teplota – samozrejmosťou je meranie vonkajšej teploty a bude ich merať viac. Základ je meranie teploty v tieni. Naviac meriam ešte teplotu na slnku a rovnako chcem merať aj prízemný mráz. Vonkajší snímač tepla bude umiestnený vo výške cca 2m a snímač prízemného mrazu je umiestnený cca 5cm nad povrchom zeme.

Tlak a vlhkosť – v rovnakej výške budem merať aj hodnotu atmosferického tlaku a vlhkosti.

UV Index a osvetlenosť – ďalej meteostanica zabezpečuje meranie UV indexu a aj osvetlenosť

Oxid uhoľnatý – Prítomnosť tohto značne jedovatého plynu budem merať snímačom MQ-7

Postupom času chcem doplniť aj ďalšie merania ako rýchlosť a smer vetra a veľkosť dažďových zrážok.

Prevedenie

Ako som úž spomínal snímače budú umiestnené cca vo výške 2m nad úrovňou zemského povrchu. V rovnakej výške sa robia aj profesionálne merania napríklad u SHMU. Moje hodnoty však môžu byť skreslené našou prítomnostnou v blízkosti meteostanice ako je napríklad osvetlenie (vo večerných hodinách).

Celé to prevedenie meteostanice som chcel čo najviac pripodobniť tým čo sa dajú kúpiť v obchode a na to som som si kúpil kvetinačové misky, závitovú tyč a skrutky z ktorých urobím celú meteorologickú stanicu, teda priestor na snímače

Mozog meteostanice tvorí arduino mega. Megu som použil kvôli veľkosti pamäti, ktorú zožerú jednotlivé knižnice pre snímače a ethernetový modul.

Keďže väčšina snímačov vie komunikovať po I2C zbernici nepotrebujete použiť veľa pinov na arduine vystačíte si len s niekoľkými.

Zber dat

Všetky údaje ktoré vygenerujú snímače budem posielať na domáci „server“. Je to Raspberry Pi 3, na ktorom beží web server s php a mysql. Presnejšie je tam nainštalovaný OpenMediaVault čo je NAS distribucia na, ktorom bezi web server NGINX spolu s MySQL a PHP. Arduino bude kontinuálne načítavať údaje, spriemerovať ich a každých 5 minút ich odošle na web server. Kvôli tomu aby sa dajak enormne neplnila databáza nebudem zaznamenávať každý jeden udaj ale nový riadok sa zapíše len vtedy ako hodnota bude odlišná od predchádzajúcej. Ak bude rovnaká zapíše sa ako dlho takto zostala.

Takto zapísané údaje plánujem nejako obrazovať a vyhodnocovať ako napríklad maximálna/minimálna/priemerná denná denná, týždenná, mesačná či ročná teplota a tak podobne.

Zobrazovanie hodnôt bude prostredníctvom Freeboard panelu a zapojením sa do siete Weather Underground. Údaje z wundeground budú potom dostupne všade na internete napríklad aj v aplikácii na smartfone či inom zariadení. Nevýhodou zase, je že tam nebudú všetky moje merané údaje.

Tak toľko na úvod, v ďalšej časti budem pokračovať ďalej, ukážem, ktoré konkrétne snímače som použil.

Odkazy
SHMU
Počasie v Stúpave
Weather Underground
Freeboard