środa, 11 stycznia 2017

SOLAR POWERED ESP8266 WEATHER STATION

Energooszczędny, przenośny monitor podstawowych warunków atmosferycznych.



Korzystając z wolnego czasu i chęci monitorowania temperatury na zewnątrz,
zmobilizowałem się do wykonania bardzo minimalistycznej stacji meteo.

Podstawowe cechy
Niezależne zasilanie minimalistycznym ogniwem solarnym 6V / 1W
Brak okablowania - dowolna mobilność po posesji, jedyne ograniczenie to zasięg sieci wifi.
Pomiar temperatury, ciśnienia oraz wilgotności.
Monitoring wyników via Net,  http://cbaprs.de lub http://aprs.fi


Dla kogo?
SOLAR wifi-WX powstał dla chcących mieć podgląd na warunki atmosferyczne bez konieczności zasilania z sieci i nie chcących ciągnąć jakiejkolwiek instalacji elektrycznych.
Użytkownicy CB-radio, PMR i innych podobnych zabawek śmiało mogą korzystać z portalu http://cbaprs.de , który jest darmowy i ogólnodostępny.
Sądzę iż mieszkańcy blokowisk, działek też znajdą miejsce do bezinwazyjnej instalacji takiego maleństwa.

W praktyce:
Testowo uruchomiłem dwie stacje

http://cbaprs.dyndns.org/find.cgi?call=ROBUR

http://aprs.fi/#!call=SQ5EKU-1

 Pierwszy to poligon przeróżnych testów, drugi zaś jest testem energetycznym.

 Stacja SQ5EKU-1 została odpalona bez panela solarnego z ogniwem 18650 o pojemności około 1500mAh.

Poniżej pracujący prototyp z BMP180 bez solara w obudowie Z23
Jak długo to popracuje dowiemy się za kilka lub kilkanaście dni.

Co na pokładzie:
Panel solarny 6V / 1W o wymiarach
Całość osadzona na PCB uniwersalnym 5/7 cm
Ogniwo 18650 / 1,5Ah 4,2V
Ładowarka z zabezpieczeniem przed nadmiernym rozładowaniem i przeładowaniem ogniwa, oparta o układ TP4056.
DHT22 - czujnik temperatury oraz wilgotności
BMP180 / BMP280 Pomiar ciśnienia oraz dodatkowa temperatura.
ESP8266 esp-01  układ wifi w który zostało za-implantowane oprogramowanie całego urządzenia.


25,01,2017

W trakcie eksperymentów z prezentowanym układem wyszło na jaw kilka baboli.

- zastosowany czujnik ciśnienia BMP180 jest wadliwy. Miałem tego świadomość ponieważ leżał w śmieciach...
Wada objawiała się przypadkowymi skokami mierzonego ciśnienia.
Zastosowanie liczenia średniej z kilku pomiarów zniwelowało w stopniu zadowalającym przypadłość tego czujnika.
Bez wątpienia winowajcą jest termometr wewnątrz ciśnieniomierza.
Na kilkanaście sztuk które przewinęły mi się przez ręce, taki lipny trafił mi się tylko jeden. Warto mieć to na uwadze gdyby ktoś miał podobne problemy z BMP085, BMP180 lub BMP280.
- Dziwne zachowanie pomiarów wilgotności DHT22 to prawdopodobnie efekt wielokrotnego przemieszczania urządzenia dwór/dom.

Test zasilania z jednego ogniwa bez wspomagania solarem przerwałem po kilkunastu dniach ponieważ pomiar ciśnienia nie dawał mi spokoju.
Prezentowany układ co około 5 minut wysyłał raport pogodowy, wstępne założenie zastosowania Panela Solarnego 1Wat powinno wystarczyć do doładowania ogniwa nawet przy mizernej pogodzie.

10,02,2017
Po wielu testach powstał egzemplarz wysyłający jednocześnie dane do sieci APRS jak również CBAPRS.

Po kilku dniach zabawy dochodzę do wniosku, że opisywane w internecie projekty oparte na układzie ESP8266 szczególnie pisane w arduino to zazwyczaj partyzantka. Materiały które napotykałem zazwyczaj opisywały rozwiązania chwilowe, liczące na łut szczęścia. 
Ostatecznie więcej softu zajmuje zapobieganie przeróżnym zjawiskom niepożądanym, a nie żeli sama obsługa czujników i sieci.
Układ pobiera 50 - 70 mA, aby w stanie spoczynku zejść poniżej 1mA należy na ESP-01 zrobić zworę  jak na rysunku poniżej.
Jeśli ktoś nie czuje się na siłach może skorzystać z innego PCB np ESP-12 gdzie to pin ten mamy wyprowadzony na złącze (GPIO 16).

Ostatecznie użyłem
- ESP-01
- DHT22
- BMP280
- układ ładowania na układzie TP4056
- Panel słoneczny 6V / 1W
- Akumulator 3,7V LI-PO 1200mAh

Bawiących się układem ESP8266 pragnę uczulić o dbałość o właściwe zasilanie układu. Napięcie powinno zawierać się w przedziale 2,8V do max 3,6V. Przy 3,6V układ mocno się grzeje i ma tendencje do wieszania.
Aby układ działał stabilnie na lini zasilania należy dać kondensator min. 220uF, przy 470uF działa już bardzo stabilnie nawet przy słabym zasięgu WIFI.


 Prototyp zamknięty w pudełku nie wiele większym od paczki fajek z wmontowanym czujnikiem DHT22 oraz zamontowanym panelem słonecznym.
Jak widać sprzęcik jest minimalistyczny, zero okablowania :)
Należy go zamontować w miejscu gdzie nigdy bezpośrednio nie będzie na niego padało światło słoneczne.
Akumulator wystarcza na ponad trzy tygodnie pracy bez podładowywania go energią słoneczną.
Wydaje się że nawet bez bezpośredniego padania promieni słonecznych na panel układ powinien się bilansować. Jak jest faktycznie przekonam się za kilka tygodni.

Kilka wykonanych prototypów zapewne jakiś czas będzie działać testowo dla sprawdzenia trwałości takiego rozwiązania. Ogólnie nie widzę większego sensu dla kontynuowania prac nad tym projektem.
Doświadczenie druciarstwa ARDUINOWEGO zdobyte, aby nie uczyć dziadostwa innych użytkowników APRSu, dla nich skupię się nad rozwiązaniami via Radio....

W wolnym czasie postaram się jedynie dopisać prosty konfigurator dla użytkowników CBAPRS, wychodzi na to że będzie to jedyna grupa do której będzie skierowany ten pomysł.

CDN....

poniedziałek, 12 grudnia 2016

Drugie życie IC-H10

Radiotelefony dzielimy na pracujące i leżakujące.
Im coś dłużej leży w koncie, tym szansa na jego dalszą eksploatacje drastycznie maleje.
Padnie bateria, coś tam zardzewieje lub postęp technologiczny będzie na tyle duży, że choć nadal sprawne jest postrzegane jako cegła!

Rozebrać niema po co a wyrzucić szkoda.
Stan taki aż prosi się o zagospodarowanie takiego staruszka do APRSu.

Zastosowanie takiego sprzętu w stacji bezobsługowej ma wiele zalet
-sprzęt zeszłej epoki był przyzwoicie wykonany
-nie specjalnie czuły lecz odporny na zakłócenia
-często stare radyjka tolerowały napięcie 12V co ułatwia stosowanie zasilania solarnego
-z racji niskiej wartości, nie będzie szkoda jak coś się nie uda :)

Poniżej ICOM IC-H10 jako kompaktowa bramka aprs.

Urządzenie w sumie nie wielkie, wyposażone w WIFI umożliwiające konfigurację po www i telnecie. Możliwość połączenia z dowolnym WIFI sprawia, że można używać stacjonarnie jak i terenowo łącząc się z tel. komórkowym.

Radiotelefon działa poprawnie, teraz kolej na kompaktowe digi........

czwartek, 27 października 2016

Tracker APRS Arduino

QAPRS & ARDUINO

Kolejne starcie z QAPRS zaowocowało powstaniem kolejnego trackera APRS.

Korzystając z gotowego PCB Arduino Pro Mini 328 - 5V/16MHz oraz nadajnika Nokton i kilku pomniejszych drobiazgów wyszedł całkiem sprawny i minimalistyczny zestaw APRS do auta osobowego jak i ciężarówki.

Do nadajnika została dodatkowo wsadzona kompaktowa przetwornica
 step up / step down, dzięki której nadajnik działa poprawnie w dużym zakresie napięć 10 - 30 Volt. Zastosowany GPS to tanioszka z chin zasilana z 5V z transmisją ttl 9600 odseparowany galwanicznie od reszty tanim PC817.

Zwyczajowo testerem został Tomek SQ5SSY


Jak widać tracker działa, wymaga kilku poprawek. Zastosowanie biblioteki QAPRS zdaje egzamin. Fakt faktem biblioteka ta jak i samo Arduino potrafi naprawdę wkurzyć człowieka !!!
Po dopisaniu jakiegoś konfiguratora może stanowić świetną alternatywę dla tiny-traka.