Dalam Instructable ini, saya akan menunjukkan kepada Anda cara membuat Stasiun Cuaca WiFi bertenaga surya dengan papan Wemos. Wemos D1 Mini Pro memiliki bentuk yang kecil dan berbagai pelindung plug-and-play yang menjadikannya solusi ideal untuk memulai pemrograman SoC ESP8266 dengan cepat. Ini adalah cara yang murah untuk membangun Internet of Things (IoT) dan kompatibel dengan Arduino.
Stasiun Cuaca baru memiliki fitur-fitur berikut:
1. Stasiun Cuaca dapat mengukur: Suhu, Kelembaban, Tekanan Barometrik, Ketinggian
2. Anda dapat memantau parameter cuaca di atas dari Smartphone Anda atau dari web (ThingSpeak.com)
3. Seluruh rangkaian beserta catu daya diletakkan di dalam wadah cetakan 3D.
4. Jangkauan perangkat ditingkatkan dengan menggunakan antena eksternal 3dBi. Jangkauannya sekitar 100 meter.
Langkah 1: Komponen dan Alat yang Diperlukan
Langkah 2: Catu Daya
Rencana saya adalah memasang stasiun cuaca di tempat terpencil (rumah pertanian saya). Untuk menjalankan stasiun cuaca secara terus-menerus, harus ada pasokan daya yang terus-menerus, jika tidak sistem tidak akan bekerja. Cara terbaik untuk menyediakan daya yang terus-menerus ke sirkuit adalah dengan menggunakan baterai. Namun, setelah beberapa hari daya baterai akan habis, dan sangat sulit untuk pergi ke sana dan mengisi dayanya. Jadi, sirkuit pengisian daya tenaga surya diusulkan untuk menggunakan energi gratis dari matahari guna mengisi daya baterai dan memberi daya pada papan Wemos. Saya telah menggunakan baterai Li-Ion 14450 sebagai pengganti baterai 18650 karena ukurannya lebih kecil. Ukurannya sama dengan baterai AA.
Baterai diisi dari panel surya melalui modul pengisian daya TP4056. Modul TP4056 dilengkapi dengan chip pelindung baterai atau tanpa chip pelindung. Saya sarankan untuk membeli modul yang memiliki chip pelindung baterai.
Tentang Pengisi Daya Baterai TP4056
Modul TP4056 sangat cocok untuk mengisi daya sel tunggal 3,7V 1 Ah atau sel LiPo yang lebih tinggi. Berdasarkan IC pengisi daya TP4056 dan IC perlindungan baterai DW01, modul ini akan menawarkan arus pengisian 1000 mA lalu terputus saat pengisian daya selesai. Lebih jauh, saat tegangan baterai turun di bawah 2,4V, IC perlindungan akan memutus beban untuk melindungi sel dari tegangan rendah. Modul ini juga melindungi dari tegangan berlebih dan koneksi polaritas terbalik.
Langkah 3: Mengukur Data Cuaca
Pada masa lalu, parameter cuaca seperti suhu sekitar, kelembapan, dan tekanan barometrik diukur dengan instrumen analog terpisah: termometer, higrometer, dan barometer. Namun kini pasar dibanjiri sensor digital murah dan efisien yang dapat digunakan untuk mengukur berbagai parameter lingkungan. Contoh terbaiknya adalah sensor seperti DHT11, DHT 22, BMP180, BMP280, dll.
Dalam proyek ini, kami akan menggunakan sensor BMP 280.
BMP 280 :
BMP280 adalah sensor canggih yang mengukur tekanan dan suhu barometrik dengan akurasi yang wajar. BME280 adalah sensor generasi berikutnya dari Bosch dan merupakan peningkatan dari BMP085/BMP180/BMP183 - dengan noise ketinggian rendah 0,25 m dan waktu konversi yang sama cepatnya.
Keunggulan sensor ini adalah dapat menggunakan I2C atau SPI untuk komunikasi dengan mikrokontroler. Untuk pemasangan kabel yang mudah, saya sarankan untuk membeli board versi I2C.
Langkah 4: Menggunakan Antena Eksternal (3dBi)
Papan Wemos D1 mini Pro memiliki antena keramik internal beserta ketentuan untuk menghubungkan antena eksternal guna meningkatkan jangkauan. Sebelum menggunakan antena eksternal, Anda harus mengalihkan sinyal antena dari antena keramik internal ke soket eksternal. Ini dapat dilakukan dengan memutar resistor Zero Ohm (kadang-kadang disebut tautan) pada dudukan permukaan kecil (0603).
Anda dapat menonton video yang dibuat oleh Alex Eames ini untuk memutar resistor nol ohm.
Lalu pasang konektor antena SMA ke slot antena mini Wemos Pro.
Langkah 5: Solder Header
Modul Wemos hadir dengan berbagai header tetapi Anda harus menyoldernya sesuai kebutuhan Anda.
Untuk proyek ini,
1. Solder dua header jantan ke papan Wemos D1 pro mini.
2. Solder header jantan 4 pin ke modul BMP 280.
Setelah menyolder header, modul akan tampak seperti yang ditunjukkan pada gambar di atas.
Langkah 6: Menambahkan Header dan Terminal
Langkah berikutnya adalah menyolder header ke papan berlubang.
1. Pertama, letakkan papan Wemos di atas papan berlubang dan tandai tapaknya. Kemudian solder dua baris header female di atas posisi yang ditandai.
2. Kemudian solder header female 4 pin seperti yang ditunjukkan pada gambar.
3. Solder terminal sekrup untuk sambungan baterai.
Langkah 7: Pasang Papan Pengisian Daya :
Tempelkan sepotong kecil selotip dua sisi di sisi belakang modul pengisian daya, lalu tempelkan pada papan berlubang seperti yang ditunjukkan pada gambar. Selama pemasangan, berhati-hatilah untuk menyelaraskan papan sedemikian rupa sehingga lubang solder akan cocok dengan lubang papan berlubang.
Menambahkan terminal untuk Panel Surya
Solder terminal sekrup di dekat port micro USB pada papan pengisian daya.
Anda juga dapat menyolder terminal ini pada langkah sebelumnya.
Langkah 8: Diagram Pengkabelan
Pertama-tama saya potong kabel-kabel kecil dengan warna yang berbeda-beda dan lepaskan isolasi pada kedua ujungnya.
Lalu saya menyolder kawat sesuai dengan diagram skematik seperti yang ditunjukkan pada gambar di atas.
Wemos -> BME 280
3,3 V - -> Anggur
GND --> GND
D1 --> SCL
D2 --> SDA
Koneksi TP4056
Terminal Panel Surya -> + dan - di dekat port micro USB
Terminal Baterai -> B+ dan B-
5V dan GND dari Wemos -> Out+ dan Out-
Catatan: Dioda yang terhubung ke panel surya (ditunjukkan dalam skema) tidak diperlukan karena modul TP4056 memiliki dioda internal di input.
Langkah 9: Mendesain Penutup
Ini adalah langkah yang paling memakan waktu bagi saya. Saya menghabiskan sekitar 4 jam untuk mendesain penutupnya. Saya menggunakan Autodesk Fusion 360 untuk mendesainnya. Penutupnya memiliki dua bagian: Badan Utama dan Penutup Depan
Badan utama pada dasarnya dirancang agar sesuai dengan semua komponen. Badan ini dapat menampung komponen-komponen berikut
1. Papan sirkuit 50x70mm
2. Tempat baterai AA
3. Panel Surya 85,5 x 58,5 x 3 mm
4. Antena eksternal 3dBi
Unduh file .stl dari Thingiverse
Langkah 10: Pencetakan 3D
Setelah desain selesai, saatnya untuk mencetak penutup secara 3D. Di Fusion 360, Anda dapat mengklik merek dan mengiris model dengan menggunakan perangkat lunak pengiris. Saya telah menggunakan Cura untuk mengiris model.
Saya menggunakan printer 3D Anet A8 dan PLA hijau 1,75 mm untuk mencetak semua bagian bodi. Saya butuh waktu sekitar 11 jam untuk mencetak bodi utama dan sekitar 4 jam untuk mencetak sampul depan.
Saya sangat merekomendasikan Anda untuk menggunakan printer lain yaitu Creality CR-10 . Kini versi mini CR-10 juga tersedia. Printer Creality adalah salah satu Printer 3D favorit saya.
Karena saya baru dalam desain 3D, desain saya tidak terlalu optimis. Namun saya yakin, penutup ini dapat dibuat dengan menggunakan material yang lebih sedikit (waktu cetak yang lebih sedikit). Saya akan mencoba memperbaiki desainnya nanti.
Pengaturan saya adalah:
Kecepatan Cetak : 40 mm/s
Tinggi Lapisan: 0,2
Kepadatan Isi: 15%
Suhu Ekstruder: 195 derajat C
Suhu Tempat Tidur: 55 derajat C
Langkah 11: Memasang Panel Surya dan Baterai
Solder kabel merah 22 AWG ke terminal positif dan kabel hitam ke terminal negatif panel surya.
Masukkan kedua kabel ke dalam lubang di atap badan penutup utama.
Gunakan lem super untuk merekatkan Panel Surya dan tekan beberapa saat agar melekat dengan baik.
Tutup lubang dari dalam dengan menggunakan lem tembak.
Lalu masukkan dudukan baterai ke dalam slot di bagian bawah penutup.
Langkah 12: Memasang Antena
Lepaskan mur dan ring pada konektor SMA.
Masukkan konektor SMA ke dalam lubang yang tersedia di dalam wadah. Lihat gambar di atas.
Kemudian kencangkan mur beserta ringnya.
Sekarang pasang antena dengan menyelaraskannya dengan konektor SMA.
Langkah 13: Memasang Papan Sirkuit
Pasang penahan pada ke-4 sudut papan sirkuit.
Oleskan lem super pada 4 slot di dalam penutup. Lihat gambar di atas.
Kemudian sejajarkan penahan dengan ke-4 slot dan letakkan. biarkan beberapa hingga mengering.
Langkah 14: Tutup Penutup Depan
Setelah mencetak penutup depan, mungkin penutup tersebut tidak pas sepenuhnya dengan badan penutup utama. Jika demikian halnya, amplas saja bagian sampingnya dengan menggunakan amplas.
Geser penutup depan ke dalam slot di badan utama.
Untuk mengamankannya, gunakan lakban di bagian bawah.
Langkah 15: Pemrograman
Untuk menggunakan Wemos D1 dengan pustaka Arduino, Anda harus menggunakan Arduino IDE dengan dukungan papan ESP8266. Jika Anda belum melakukannya, Anda dapat dengan mudah memasang dukungan Papan ESP8266 ke Arduino IDE Anda dengan mengikuti tutorial ini oleh Sparkfun.
Pengaturan berikut lebih disukai:
Ukuran Flash: 4M (SPIFFS 3M) – Ukuran sistem file 3M 4M (SPIFFS 1M) – Ukuran sistem file 1M
Kecepatan Unggah: 921600 bps
Kode Arduino untuk Aplikasi Blynk:
Mode Tidur :
ESP8266 adalah perangkat yang sangat boros daya. Jika Anda ingin proyek Anda berjalan dengan baterai selama lebih dari beberapa jam, Anda memiliki dua pilihan:
1. Dapatkan baterai yang besar
2. Dengan cerdik membuat Benda itu tertidur.
Pilihan terbaik adalah pilihan kedua. Sebelum menggunakan fitur deep sleep, pin Wemos D0 harus dihubungkan ke pin Reset.
Kredit: Ini disarankan oleh salah satu pengguna Instructables " tim Rowledge ".
Opsi Penghematan Daya Lebih Banyak:
Wemos D1 Mini memiliki LED kecil yang menyala saat papan dinyalakan. LED ini menghabiskan banyak daya. Jadi, cabut saja LED tersebut dari papan dengan tang. Ini akan menurunkan arus tidur secara drastis.
Kini perangkat tersebut dapat beroperasi lama dengan satu baterai Li-Ion.
#define BLYNK_PRINT Serial // Berikan komentar untuk menonaktifkan cetakan dan menghemat ruang<br>#include < ESP8266WiFi.h>#include <BlynkSimpleEsp8266.h ></p><p>#include "Seeed_BME280.h"#include < Wire.h>BME280 bme280;// Anda akan mendapatkan Token Otentikasi di Aplikasi Blynk.// Buka Pengaturan Proyek (ikon kacang).char auth[] = "3df5f636c7dc464a457a32e382c4796xx";// Kredensial WiFi Anda.// Tetapkan kata sandi ke "" untuk jaringan terbuka.char ssid[] = "SSID";char pass[] = "KATA SANDI";void setup(){Serial.begin(9600);Blynk.begin(auth, ssid, pass);Serial.begin(9600);if(!bme280.init()){Serial.println("Kesalahan perangkat!");}}void loop(){Blynk.run();//dapatkan dan cetak suhufloat temp = bme280.getTemperature();Serial.print("Temp: ");Serial.print(temp);Serial.println("C");//Satuan untuk Celsius karena arduino asli tidak mendukung simbol khususBlynk.virtualWrite(0, temp); // pin virtual 0Blynk.virtualWrite(4, temp); // pin virtual 4//dapatkan dan cetak data tekanan atmosferfloat pressure = bme280.getPressure(); // tekanan dalam Pafloat p = pressure/100.0 ; // tekanan dalam hPaSerial.print("Pressure: ");Serial.print(p);Serial.println("hPa");Blynk.virtualWrite(1, p); // pin virtual 1//dapatkan dan cetak data ketinggianfloat altitude = bme280.calcAltitude(pressure);Serial.print("Altitude: ");Serial.print(altitude);Serial.println("m");Blynk.virtualWrite(2, altitude); // pin virtual 2 //dapatkan dan cetak data kelembapanfloat humidity = bme280.getHumidity();Serial.print("Humidity: ");Serial.print(humidity);Serial.println("%");Blynk.virtualWrite(3, kelembapan); // pin virtual 3ESP.deepSleep(5 * 60 * 1000000); // waktu deepSleep ditetapkan dalam mikrodetik.}
Lampiran
Langkah 16: Instal Aplikasi dan Perpustakaan Blynk
Blynk adalah aplikasi yang memungkinkan kontrol penuh atas Arduino, Raspberry, Intel Edison, dan banyak perangkat keras lainnya. Aplikasi ini kompatibel dengan Android dan iPhone. Saat ini aplikasi Blynk tersedia tanpa biaya.
Anda dapat mengunduh aplikasinya dari tautan berikut
1. Untuk Android
2. Untuk iPhone
Setelah mengunduh aplikasi, instal di telepon pintar Anda.
Kemudian Anda harus mengimpor pustaka tersebut ke Arduino IDE Anda.
Unduh Perpustakaan
Saat menjalankan aplikasi untuk pertama kalinya, Anda perlu masuk – untuk memasukkan alamat email dan kata sandi. Klik “+” di kanan atas layar untuk membuat proyek baru. Lalu beri nama.
Pilih perangkat keras target "ESP8266"Kemudian klik "E-mail" untuk mengirim token autentikasi itu kepada diri Anda sendiri – Anda akan membutuhkannya dalam kode
Langkah 17: Membuat Dasbor
Dashboard terdiri dari berbagai widget. Untuk menambahkan widget ikuti langkah-langkah berikut:
Klik “Buat” untuk masuk ke layar Dashboard utama.
Selanjutnya, tekan “+” lagi untuk mendapatkan “Kotak Widget”
Lalu seret 4 Gauge.
Klik pada grafik, maka akan muncul menu pengaturan seperti gambar di atas.
Anda harus mengubah nama "Temperature", Pilih Virtual Pin V1, lalu ubah rentang dari 0 -50. Lakukan hal yang sama untuk parameter lainnya.
Terakhir, seret grafik dan ulangi prosedur yang sama seperti pada pengaturan pengukur. Gambar dasbor terakhir ditunjukkan pada gambar di atas.
Anda juga dapat mengubah warna dengan mengklik ikon lingkaran di sisi kanan Nama.
Langkah 18: Mengunggah Data Sensor ke ThingSpeak
Pertama, buat akun di ThingSpeak.
Isi Kolom 1 sebagai Suhu, Kolom 2 sebagai Kelembapan, dan Kolom 3 sebagai tekanan.
Di akun ThingSpeak Anda pilih “Saluran” dan kemudian “Saluran Saya”.
Klik nama saluran Anda.
Klik pada tab “Kunci API” dan salin “Tulis Kunci API”
Buka kode Solar_Weather_Station_ThingSpeak . Lalu tulis SSID dan Kata Sandi Anda.
Ganti “WRITE API” dengan “Write API Key” yang disalin.
Pustaka yang dibutuhkan: BME280
Kredit: Kode ini tidak ditulis oleh saya. Saya mendapatkannya dari tautan yang diberikan dalam video YouTube oleh plukas.
Lampiran
Langkah 19: Tes Akhir
Letakkan perangkat di bawah sinar matahari, lampu led merah pada modul pengisi daya TP 4056 akan menyala.
1. Pemantauan Aplikasi Blynk:
Buka proyek Blynk. Jika semuanya baik-baik saja, Anda akan melihat pengukur akan aktif dan grafik mulai memetakan data suhu.
2. Pemantauan ThingSpeak:
Pertama, buka Chanel Thingspeak Anda.
Kemudian buka tab “Tampilan Pribadi” atau tab “Tampilan Publik” untuk melihat Bagan Data.
Terima kasih telah membaca Instructable saya.
Anda menyukai proyek saya?, jangan lupa membagikannya.
jika anda ingin membeli alat yang sudah jadi dan siap pakai,
silahkan ( KLIK DISINI )
.jpeg "Panduan Lengkap Komunitas TikTok")
No comments:
Post a Comment
Tulis komentar anda