Метеостанция Arduino
Я решил написать подробную статью, рассказывающую все аспекты создания метеостанции Arduino, по скольку сразу сложно охватить весь процесс. Мое исполнение метеостанции удобно тем, что ее данные сохраняются на компьютере.
- локальная сеть, построенная с помощью Wifi роутера
- компьютер
Arduino UNO(Я использовал китайскую реплику.)
- USB кабель, для соединения с Arduino.
барометр BME280 5В I2C (датчик температуры, влажности, давления)
- паяльная станция с феном
- припой 0.7 мм
- флюс.
Wi-Fi модуль ESP8266 версии ESP-01
- 4 кабеля мама-папа для макетной платы.
- 4 кабеля папа-папа для макетной платы
- 4 кабеля длинной 50 см для макетной платы.
- 8 тонких термоусадчных трубок длинной 10 см каждая.
- 1 большая термоусадочная трубка такого диаметра, чтобы в нее вошли «4 кабеля длиной 50 см для макетной платы» вместе с другими термоусадачными трубками
Настройка сети
Каждый компьютер в сети должен видеть устройство, на котором находится сервер.Желательно установить у всех компьютеров в сети одинаковые рабочие группы.
Нажмите, чтобы увеличить.
Следует отключить брадмаузер и другие фаерволы.
В настройках сети, в свойствах беспроводного адаптера, во вкладе доступ, ставим в начале галочку «позволить другим пользователям доступ» и затем — нажимаем настройки;
в настройках ставим все галочки, у вас вместо цифр будут отображаться названия служб.
Нажмите, чтобы увеличить.
Нажмите, чтобы увеличить.
Необходимо открыть 80 и 3306 порт в роутере. Я покажу на примере роутера Tenda: во-первых, узнать ваш Локальный IP адрес, для этого нажмите на значок беспроводной сети. Далее в открывшийся панели возле имени вашей сети появится Свойства. После, пролистайте вниз.
Нажмите, чтобы увеличить.
Далее открываем веб-страницу роутера, у меня это http://192.168.0.1, вводим пароль от роутера, нажимаем Advanched settings, потом Virtal Server.Затем вводим сначала Локальный IP, и порт 80.Затем повторяем операцию, но вводим порт 3306.
Нажмите, чтобы увеличить.
Нажмите, чтобы увеличить.
Нам необходимы следующие компоненты:
- Apache — сюда будут посылаться данные с метеостанции.
- PHP — будет подхватывать данные с метеостанции, и сохранять бд.
- Mysql — базы данных где будут сохраняться температура, так как средствами только PHP невозможно обеспечить отображение для нескольких компьютеров и других устройств.
- HeidiSQL — просмоторщик, и редактор базы данных (можно использовать любой другой, например:«PhpMyAdmin»).
На настройку сервера Apache подробно описывать не буду, так в интернете много информации.Главное настроить Apache и MySQL на видимость в локальной сети.
После этого создайте таблицу в базе данных — там будет сохраняться температура.
Пример моей страницы обработчика( показаний датчика) на сервере:
$link = mysqli_connect("имя сервера в апач", "root", "пароль к бд", "база данных");
if (!$link) {
echo "Ошибка: Невозможно установить соединение с MySQL." . PHP_EOL;
echo "Код ошибки errno: " . mysqli_connect_errno() . PHP_EOL;
echo "Текст ошибки error: " . mysqli_connect_error() . PHP_EOL;
exit;
}
echo "Соединение с MySQL установлено!" . PHP_EOL;
echo "Информация о сервере: " . mysqli_get_host_info($link) . PHP_EOL;
if(isset($_GET['temp'])){
$c=$_GET['temp'];
$vlah=$_GET['vlah'];
$davlen=$_GET['davlen'];
$sql = "UPDATE `temp1` SET `C`='$c',`vlah`='$vlah',`davlen`='$davlen' WHERE `id`='1'";// Занесение данных в бд
mysqli_query($link,$sql);
}
echo"<br>";
$sql1="SELECT * FROM `temp1`";//Отображение данных
$result = mysqli_query($link,$sql1);
$row = mysqli_fetch_all($result,MYSQLI_NUM);
echo "Температура ";
echo $row[count($row)-1][0];
echo " C";
echo"<br>";
echo "Давление ";
echo $row[count($row)-1][1];
echo "hPa";
echo"<br>";
echo "Влажность ";
echo $row[count($row)-1][2];
echo "%";
3. Настройка esp8266
Соедините esp-01 в адаптер и подсоедините его к Arduino следующим образом: Rx-RX, TX-TX, GND-GND, VCC-5V ;
Заземлите порт RESET Arduino в GND;
Нажмите, чтобы увеличить.
Подключите arduino к компьютеру, откройте Arduino IDE, затем Serial Monitor.Затем укажите Rate 115200, и
Both NL & CR.
Нажмите, чтобы увеличить.
- Введите команду AT.
- Высветиться OK.
- Введите AT+RESTORE, это спросит модуль на заводские настройки.
- Введите AT+CWMODE_CUR=1, это переведет модуль в режим клиента.
- Введите AT+CWJAP_CUR=«Имя_сети», «Пароль» — подключение к вайфай.
- Высветиться OK, если соединение произошло.
Настройка bme280 и финальная сборка
Соедините выводы согласно схеме(внимание на схеме изображен esp8266 без адаптера, но в реальности его надо соединить с адаптером, а уже из
адаптера 4 вывода имеют туже функцию что изображены на схеме. )
Нажмите, чтобы увеличить.
Откройте Arduino IDE и вставите следующий код:
#include <Wire.h>
void setup(){
Wire.begin();
Serial.begin(9600);
while (!Serial);
Serial.println("\nI2C Scanner");
}
void loop(){
byte error, address;
int nDevices;
Serial.println("Scanning...");
nDevices = 0;
for(address = 8; address < 127; address++ ){
Wire.beginTransmission(address);
error = Wire.endTransmission();
if (error == 0){
Serial.print("I2C device found at address 0x");
if (address<16)
Serial.print("0");
Serial.print(address,HEX);
Serial.println(" !");
nDevices++;
}
else if (error==4) {
Serial.print("Unknow error at address 0x");
if (address<16)
Serial.print("0");
Serial.println(address,HEX);
}
}
if (nDevices == 0)
Serial.println("No I2C devices found\n");
else
Serial.println("done\n");
delay(5000);
Откройте Serial Monitor, и запомните высветившийся IC2 adress.
Скачайте библиотеки Библиотека Датчика, Сенсорная библиотека и распакуйте их в C:\Users\user\Documents\Arduino. Откройте
C:\Users\user\Documents\Arduino\libraries\Adafruit_BME280_Library-master и измените адрес:
Нажмите, чтобы увеличить.
Откройте Arduino IDE и поместите код:
#include <SoftwareSerial.h>
#define RX 10// Пин подключения к esp8266
#define TX 11// Пин подключения к esp8266
String AP = "Aleks"; // Имя сети
String PASS = "1brui47ci881"; // Пароль
String HOST = "192.168.0.185";//ваш локальный ип
String PORT = "80";//порт апача
String field = "field1";
int countTrueCommand;
int countTimeCommand;
boolean found = false;
int valSensor = 1;
SoftwareSerial esp8266(RX,TX);
#include <Wire.h>
#include <SPI.h>
#include <Adafruit_Sensor.h>
#include <Adafruit_BME280.h>
#define BME_SCK 13
#define BME_MISO 12
#define BME_MOSI 11
#define BME_CS 10
#define SEALEVELPRESSURE_HPA (1013.25)
Adafruit_BME280 bme; // I2C
//Adafruit_BME280 bme(BME_CS); // hardware SPI
//Adafruit_BME280 bme(BME_CS, BME_MOSI, BME_MISO, BME_SCK); // software SPI
unsigned long delayTime;
void setup() {
Serial.begin(9600);
bool status;
// default settings
// (you can also pass in a Wire library object like &Wire2)
status = bme.begin();
if (!status) {
Serial.println("Could not find a valid BME280 sensor, check wiring!");
while (1);
}
esp8266.begin(115200);
sendCommand("AT",5,"OK");
sendCommand("AT+CWMODE=1",5,"OK");
sendCommand("AT+CWJAP=\""+ AP +"\",\""+ PASS +"\"",20,"OK");
sendCommand("AT+CIPMUX=1",5,"OK");
}
void loop() {
float vlah=bme.readPressure() / 100.0F;
sendCommand("AT+CIPSTART=0,\"TCP\",\""+ HOST +"\","+ PORT,15,"OK");
String cmd = "GET /?temp="+String(bme.readTemperature())+"&vlah="+String(vlah)+"&davlen="+String(bme.readHumidity())+" HTTP/1.1\r\nHost: 192.168.0.185\r\n\r\n";// GET запрос на локальный сервер,temp,vlah,davlen переменые в которые заносяться данные с датчика и заносяться в бд.
sendCommand("AT+CIPSEND=0," +String(cmd.length()+4),4,">");
esp8266.println(cmd);delay(1500);countTrueCommand++;
sendCommand("AT+CIPCLOSE=0",5,"OK");
delay(100000);
}
void printValues() {
Serial.print("Temperature = ");
Serial.print(bme.readTemperature());
Serial.println(" *C");
Serial.print("Pressure = ");
Serial.print(bme.readPressure() / 100.0F);
Serial.println(" hPa");
Serial.print("Humidity = ");
Serial.print(bme.readHumidity());
Serial.println(" %");
Serial.println();
}
void sendCommand(String command, int maxTime, char readReplay[]) {
Serial.print(countTrueCommand);
Serial.print(". at command => ");
Serial.print(command);
Serial.print(" ");
while(countTimeCommand < (maxTime*1))
{
esp8266.println(command);//at+cipsend
if(esp8266.find(readReplay))//ok
{
found = true;
break;
}
countTimeCommand++;
}
if(found == true)
{
Serial.println("OYI");
countTrueCommand++;
countTimeCommand = 0;
}
if(found == false)
{
Serial.println("Fail");
countTrueCommand = 0;
countTimeCommand = 0;
}
found = false;
}Готово. Данные температуры, передадутся в виде переменных в базу данных.
Как видите моя метеостанция требует начальных знаний веб программирования, но результат стоит того.
Комментарии (30)
acin
14.03.2019 10:44+1Простите, но отключать фаирволы вместо настройки правил в них выглядит как «уяк-уяк и в продакшн».
Alexeyslav
14.03.2019 11:49Тут всё так выглядит от начала и до конца. Но это один из способов сделать так чтобы всё заработало сразу а не искать потом причину почему это нет коннекта.
reticular
14.03.2019 10:45+2мне как инженеру печально видеть такую схему
имхо ардуино уно тут лишняя
сама есп8266 намного ее мощнееAlexeyslav
14.03.2019 11:55ESP8266 может и мощнее, но инструменты разработки под неё это сплошной ужас, и развернуть их у себя тот ещё квест. Ну и соответственно порог вхождения выше. Другое дело теплая ламповая ардуинка, у которой среда ставится парой кликов и примеров в интернете масса — прекрасная основа для творчества. Одно дело скачать прошивку уже готовую под триаду давление-температура-влажность, а другое дело легко модифицируемый код. Сделал базовое, понравилось, и тут же захотелось добавить датчик освещённости, датчик скорости ветра, потом пойдёт датчик дождя, уровня осадков, чистоты воздуха, настроения кота, датчик грозы, уровня ультрафиолета…
FGV
14.03.2019 12:11ESP8266 может и мощнее, но инструменты разработки под неё это сплошной ужас, и развернуть их у себя тот ещё квест.
Распаковать два архива и прописать пути к ним это квест?
Alexeyslav
14.03.2019 12:53Хм. Раньше это была проблема, видимо ядро наконец допилили до потребного состояния что его можно использовать в ардуино IDE.
FGV
14.03.2019 15:20Речь не про адурино иде. Два архива это сдк и тулчен.
Alexeyslav
14.03.2019 22:28Так оно собственно туда то же самое ставит. Раньше я помню именно с СДК и тулчейном были пробелмы и нужны были пляски чтобы подобрать рабочую конфигурацию, а если оно и работало то выдавало нерабочий бинарник который делал кирпич.
TEEN_true
14.03.2019 12:14Извините, это не базовое, а нагромождение лишнего.
Ламповость Arduino не понятно в чем. Ну, хорошо, добавили ATMEGA*, но почему не использовать только микросхему с кварцом и двумя конденсаторами? Зачем таскать весь шилд, если он для прототипирования-only.
И я один пишу(писал) код для ESP8266 в Arduino IDE?..Alexeyslav
14.03.2019 12:56Ардуино, это не конкретная ваша платка. Это экосистема. то что вы хотите называется Arduino nano — базовая платка, можно сказать только контроллер + кварц. Отладили на UNO в устройство вставили NANO… в чем проблема?
mosidze
14.03.2019 11:05а что за, простите, сложность напрямую запрограммировать esp на те же действия без ардуинки?
TEEN_true
14.03.2019 11:46Не хватает ESP32, STM и немного Raspberry Pi.
Тем более, что в китае уже есть готовые модули Temperature Humidity Sensor Wireless DHT22 AM2302 Shield.
И так нельзя: «Внимание, приведенная схема без адаптера, но в реальности нужно с адаптером, но всё равно влеплю её в статью.»
Alexeyslav
14.03.2019 12:00Схемы срочно перерисовать… эти ломаные линии, накладывающиеся друг на друга, кривые и нелогичные… кроме того на схеме есть недопустимые ошибки, из-за которых схема сжигается на раз. На схеме «подключения датчика и вайфай» вас не смущает что ЕСП-шка на которой написано 3.3В подключена к 5В пину ардуины? т.е. вместо 3.3В на неё подаются смертельные 5В… это не считая того что «провода» там накладываются друг на друга и непонятно какой куда идёт, и может там вовсе они замкнуты?
marsdenden
15.03.2019 17:03Все бросились обсуждать ардуину, но никого не удивляет, что статья начинается с "снимите одежду с вашей жены и поставьте ее на центральной площади". И 80 порт открой и 3306 и брандмауэр выключи… Вперед, мясо для ботов и майнеров!
dinovasya
16.03.2019 15:49Я вообще не понял, для каких целей автору и остальным понадобилась собственная глючная метеостанция? У вас что на телефоне не показывает погоду? А вообще как она предсказывает погоду на завтра? Ах да, она же этого не умеет ))))
Для чего она тогда?
Или автор хочет сказать: если вы ничевошеньки не умеете, но очень хочется почуствовать что вы сами что-то ненужное можете состряпать, то вот вам подробная и немного неверная инструкция, которая сожгёт вам еспешку и будет влажность и температуру только на текущий момент показывать, то вот… Снимите все защиты от вирусов на компе, соедините эти штучки и абажайте себя…
Я вообще не вижу смысла в бессмысленных проектах. Метеостанция- самый бесполезный проект.PravdinArduino Автор
16.03.2019 16:01Между жизнью и смертью надо чем то заниматься.И вообще, что бы сделать что-то полезное сначала надо набраться опыта на чем ни будь.
tea1975
16.03.2019 15:49Каждый раз вскрывая подобную тему олдскульно надеюсь увидеть лайфхак по саморучному изготовлению датчиков скорости и направления ветра (анемометра), датчика кол-ва осадков, да ещё бы на современной элементной базе (например направление ветра на AS5045 или ещё круче ультразвуковой), а нарываешься на очередной термометр с функцией измерения влажности и давления да ещё на долбанной Ардуине (скоро рвотный рефлекс от этого слова будет).
hofry
16.03.2019 15:49Не сочтите за рекламу, недавно собирал метеостанцию по данному проекту alexgyver.ru/meteoclock
gwathedhel
17.03.2019 08:37Только я увидел в статье стёб? Про то, как в рабочую группу комп добавить и выключить "брандмаузер" куча скриншотов, а "апач настроить легко — rtfm". И так всё в статье)
Capacitor10n
А зачем здесь ардуино?
ksenobayt
Потому что модняво.
Товарищ не учёл, что почти все мелкие станции доступные на том же народмоне запилены на том или ином варианте 8266 — и есть к ним готовые варианты как условно-бесплатных, так и бесплатных и свободных прошивок именно под погодную станцию.
Что иронично больше всего — так то, что даже ESP для данного применения будет оверкиллом.
Capacitor10n
Учитывая цену норм :)
Вот если бы оно стоило скажем в 2 раза дороже, тогда можно было бы подумать о чем то)
Bonio
Вовсе нет, если убрать из схемы автора ненужный сервер с sql инъяекциями и заливать данные непосредственно на narodmon.ru, например. Или использовать MQTT сервер.
ksenobayt
Переформулирую: для сборки погодной станции можно обойтись и без ESP. Её здесь слишком много, если вся задача доски — снимать сырые данные и кидаться ими в брокер.