如何利用ESP32實(shí)現(xiàn)太陽(yáng)能氣象站的設(shè)計(jì)

獲取溫度、濕度和壓力，并通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)顯示；一切都由太陽(yáng)提供動(dòng)力。

背景

對(duì)于我的第一個(gè) IoT 項(xiàng)目，我想構(gòu)建一個(gè)氣象站并將數(shù)據(jù)發(fā)送到 data.sparkfun.com。

小更正：當(dāng)我決定在 Sparkfun 開設(shè)賬戶時(shí)，他們不接受更多的連接，所以我選擇了另一個(gè)物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)收集器 thingpeak.com。

地點(diǎn)

該系統(tǒng)將放置在我的陽(yáng)臺(tái)上，并將檢索溫度、濕度和氣壓。

構(gòu)建

本項(xiàng)目選用的微控制器是 DFRobot 提供的 FireBeetle ESP32 IOT 微控制器。

請(qǐng)查看DFRobot wiki 頁(yè)面以獲取有關(guān)此微控制器以及如何使用 Arduino IDE 上傳代碼的更多信息。

傳感器

所有物理參數(shù)均由BME280 傳感器給出。

電源

要將系統(tǒng)完全“無(wú)線化”，所需的電源由兩塊 6V 太陽(yáng)能電池板提供，可提供 2W 的功率。電池將并聯(lián)。

然后將產(chǎn)生的能量存儲(chǔ)在容量為 +/- 1000mAh 的 3.7V 聚合物鋰離子電池中。

DFRobot的 Solar Lipo Charger 模塊將負(fù)責(zé)能源管理。

成分

連接組件

FireBeetle ESP32 IOT 微控制器由 3.7V 電池供電，該電池連接到電池輸入端口中的太陽(yáng)能鋰電池充電器。太陽(yáng)能電池連接在 PWR In 端口中。FireBeetle ESP32 IOT 微控制器的 Vcc 和 GND 端口連接到 Solar Lipo 充電器的 Vout 端口。

BME280 電源由 FireBeetle ESP32 IOT 微控制器中的 3.3V 端口供電。通信通過(guò) I2C 線路 （SDA / SCL） 完成。

為了修復(fù)盒子中的所有組件，我使用了穿孔板、一些接頭和電線。

基本思想是這樣的：

最后的樣子：

對(duì)于太陽(yáng)能電池，我只是用熱膠將它們固定在盒子的頂蓋上。由于盒子本身已經(jīng)有洞，所以不需要再鑿更多。

一切都已安裝并準(zhǔn)備安裝。

代碼

為了讓您使用我的代碼，需要進(jìn)行一些更改：

第一個(gè)是定義您的 wifi 網(wǎng)絡(luò)名稱和密碼。

第二個(gè)是從Thingspeak.com獲取 API 密鑰。我將在下面解釋。

如果您愿意，您也可以定義一個(gè)新的睡眠間隔。

Thingspeak.com

如果您沒有 Thingspeak 帳戶，則需要訪問(wèn)www.thingspeak.com并自行注冊(cè)。

驗(yàn)證您的電子郵件后，您可以轉(zhuǎn)到頻道并創(chuàng)建一個(gè)新頻道。

添加要上傳的變量。對(duì)于這個(gè)項(xiàng)目，溫度、濕度和壓力。

向下滾動(dòng)并按“保存頻道”。

在此之后，您可以單擊 API Keys。

并檢索 API 寫入密鑰。然后將其添加到您的代碼文件中。

如果一切正常，您的氣象站可以開始向您的頻道發(fā)送數(shù)據(jù)。

結(jié)論及拓展

在我的項(xiàng)目最后，我將一如既往地為未來(lái)的改進(jìn)留出空間，這并沒有什么不同。

在開發(fā)過(guò)程中，我開始關(guān)注系統(tǒng)的能耗。我已經(jīng)讓 ESP32 和 BME280 進(jìn)入睡眠狀態(tài)，即便如此，我的耗電量也只有 2mA 左右。由于 BME280 負(fù)責(zé)這個(gè)，我可能需要一個(gè)開關(guān)在睡眠模式下完全關(guān)閉模塊。

另一個(gè)有趣的功能是檢索電池電壓。在對(duì) ESP32 的一些內(nèi)部功能進(jìn)行了一些調(diào)查和測(cè)試后，沒有任何效果。所以我可能會(huì)添加一個(gè)分壓器并將其連接到模擬輸入并直接讀取電壓。