Modulair zonne-weerstation: 5 stappen (met afbeeldingen)

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Laatst gewijzigd: 2024-01-30 11:15

Een van de projecten die ik al een tijdje wilde bouwen was een modulair weerstation. Modulair in die zin dat we de gewenste sensoren kunnen toevoegen door simpelweg de software te wijzigen.

Het modulaire weerstation is verdeeld in drie delen. Het moederbord heeft de Wemos, de accu, de aansluiting op het zonnepaneel, de oplader en de ADC (Analoog-Digitaal converter). De eerste satellietprint regelt de analoge verbindingen en de tweede satellietprint de digitale. Ze zijn verbonden met UTP cat5-kabel en RJ45-aansluitingen.

De gegevens worden verzonden naar een MQTT-server. De Homeassistant leest vanaf daar, toont op dashboard en slaat op voor statistieken.

Benodigdheden

• Wemos D1 Mini - 1
• DHT22 - 1
• BMP180 - 1
• Startkabels
• 18650 batterij - 1
• 18650 houder -1
• Vrouwelijke kopteksten
• Mannelijke kopteksten
• RJ45 vrouwelijke aansluiting - 4
• IP68 PG7 Kabelconnector - 2
• TP4056 - 1
• 6W zonnepaneel - 1
• Waterdichte koffers - 2
• PCB
• UTP Cat 5-kabel
• 16-pins IC-aansluiting - 1
• MCP3008 (toekomstig gebruik) - 1

Stap 1: Montage

Ik heb in eerste instantie gecontroleerd of het zonnepaneel voldoende stroom levert. Daarna ben ik begonnen met het bouwen van het prototype. Deze versie wordt aangedreven door een 18650-batterij die wordt opgeladen door het zonnepaneel. Het controleert de vochtigheid, temperatuur, druk en spanning van de batterij zelf. Dit alles wordt aangestuurd door een Wemos D1 Mini en de gegevens worden verzonden naar een MQTT-server. Nadat ik het programma naar Wemos had geüpload, heb ik de kracht bevestigd en de werking ervan getest.

Stap 2: Code en schema

Alle code en PCB-schema's zijn beschikbaar op mijn GitHub.

Stap 3: PCB

Daarna tekende ik de print in Autodesk Eagle. Dit heeft een gratis versie waarmee je pcb's kunt ontwerpen met twee lagen en een oppervlakte van 80 cm2. Na het tekenen van het schema genereert het de voetafdrukken van de componenten. Maak gewoon de aansluitingen en plaats ze op de gewenste locatie.

Ten slotte is het noodzakelijk om Gerber-bestanden te genereren om naar PCBway te verzenden.

Deze video is gesponsord door PCBway. Ze zijn al geruime tijd aanhangers van het kanaal. Het bestellen van pcb's op PCBWay is uiterst eenvoudig. Geef gewoon de grootte, het gewenste aantal op en dien de Gerber-bestanden in. PCBway maakt en verzendt snel pcb's. Bij de montage sluiten de componenten naadloos op elkaar aan, het lassen gaat eenvoudig en de printplaten hebben een uitstekende afwerking. Plaats uw bestelling en ontvang een welkomstbonus van $5.

Stap 4: Doos

Nadat ik alle onderdelen had gelast, ben ik begonnen met het bouwen van de doos. Daarvoor gebruikte ik een waterdichte behuizing die ik had. Ik heb een waterdichte kabelconnector geïnstalleerd om de verbinding met de sensoren door te geven en een ondersteuning ontworpen voor de installatie van een filter in Autodesk Fusion 360. Dit filter laat lucht circuleren, voorkomt condensatie en voorkomt dat vreemde voorwerpen binnendringen. Ook ontwierp ik steunen voor de pcb en het zonnepaneel. Na het installeren van het zonnepaneel ben ik begonnen met het bouwen van de doos waar de sensoren worden opgeslagen, een procedure die vergelijkbaar is met de hoofddoos.

Nadat ik alle componenten had aangesloten, installeerde ik een bevestigingsbeugel in de doos.

Vervolgens installeerde ik de filters in beide dozen. Deze bestaan uit een stuk stof dat tussen twee bedrukte steunen is geplakt.

Stap 5: Installatie en testen

Ten slotte heb ik het weerstation buiten geïnstalleerd en de gegevens gecontroleerd. Op dit moment werken alleen de digitale sensoren. In de toekomst ben ik van plan om meer digitale sensoren (UV-sensor, …) en analoge sensoren (een windmeter, …) toe te voegen.

Ik hoop dat je dit project leuk vindt. Ik heb video's van andere projecten, dus bekijk die eens en vergeet je niet te abonneren op mijn kanaal en me te volgen op de sociale netwerken.