Stazione Meteo Completa!

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Stazione Meteo Completa: Schemi, PCB, Software, Hardware E Le Sue Funzionalità!

Salve a tutti! Scrivo questo topic qui sul forum per condividere il mio progetto a tutti, visto che è completamente open source, di una stazione meteo completa. Cosa vuol dire completa? La stazione meteorologica comprende tutti valori che servono al monitoraggio delle condizioni fisiche dell'atmosfera in un determinato luogo e quindi essa misurerà:

  • Temperatura
  • Umidità
  • Pressione
  • Pioggia
  • Vento
  • Direzione del vento
  • Punto di rugiada
  • Wind chill(raffreddamento da vento)
  • Heat index(indice di calore)
  • Rain rate(intensità delle precipitazioni)
  • Ora

I componenti per misurare tutto ciò saranno:

TEMPERATURA
DS18B20

UMIDITA'
DHT22

PRESSIONE
BMP180

PIOGGIA E RAIN RATE
WS2300-16 O DAVIS 7852

INTENSITA' DEL VENTO E DIREZIONE
TX20 (SIA INTENSITA' CHE DIREZIONE DEL VENTO)

OROLOGIO
DS3231

Per le altre variabili serviranno delle equazioni che troveremo nel programma e sfrutteremo i valori del DS18B20 e del DHT22 per calcolarle.
Interfacceremo il tutto, o almeno io l'ho fatto :slight_smile: , con :

ARDUINO MEGA

ETHERNET SHIELD

DISPLAY SAINSMART TFT 1.8"

Ho voluto realizzare anche un circuito stampato e quindi un prototipo di una shield meteo e negli allegati potrete trovare schema elettrico, pcb e software usato al momento! (Potrebbe subire aggiornamenti)

Piccole modifiche che ho dovuto adottare per lo schema elettrico è la resistenza da 2.2k di pull up per il DS18B20 al posto di quella da 4.7k nello schema, ma questo varia a seconda di come uno fa i collegamenti :slight_smile: Lunghezza cavo, morsettiere etc...

Per quanto riguarda il pcb, l'interfacciamento è per la UNO, ma è compatibile ovviamente con il MEGA semplicemente facendo piccole modifiche:
Nel montaggio degli stripline si lasciano liberi i pin A4 e A5 e saldandoci due cavi su quei pad li colleghiamo a SDA e SCL del MEGA.
Invece questi pin del display

SCL SCK (SCLK) 13 Display Clock
SDA MOSI 11 Display Data

che potete vedere nel link sopra, vanno collegati a 51 e 52 rispettando il bus SPI del MEGA.

Su questi link potete vedere varie immagini della shield e altro:

Serigrafia:

Ecco la shield:



Qui la fase di montaggio, alimentatore da 7.5V 2A per alimentare il tutto e powerline per portare il segnale al modem:










I sensori di temperatura e umidità vanno ovviamente piazzati dentro uno schermo solare almeno a 2 metri di altezza e posti al sole il più possibile secondo le regole WMO



Oltre i valori letti dalla stazione meteo detti sopra, andiamo a vedere le altre funzionalità:

  • Nella micro sd, da 8 gigabyte, viene salvato un file csv e quindi apribile con exel o comunque con fogli di calcolo, in cui vengono visualizzati nelle righe e colonne molti dati, tra cui quelli attuali e qualche estremo odierno, con andamento ogni 5 minuti.
  • Il codice ha una funzione per passare da ora legale a solare in modo automatico, impostata nel mio codice per l'Italia.
  • Di tutti i valori abbiamo estremi odierni, mensili e annui.
  • Per salvaguardare l'eeprom, abbiamo una funzione che scrive soltanto i dati giornalieri, ovvero quelli più a rischio di scritture ripetitive, ogni 3 ore.
  • Per il sito meteo meteo ho utilizzato la libreria di SukkoPera (utente qui nel forum :slight_smile: ) "Webbino" in modo tale da poter avere un sito suddiviso in pagine in modo semplice e inserire i miei valori in queste pagine htm tramite dei TAG

La micro SD contenente pagine htm e foglio di calcolo apribile con exel o openoffice, scritto tramite codice, con i dati:

Il sito è questo:
http://meteoflaminia.zapto.org:4600/

Altre info per le immagini:
IMMAGINI 1
IMMAGINI 2
IMMAGINI 3

Per quanto riguarda "Webbino" maggiori info QUI

Metto tutto il software in allegato.

Qui comunque potrete trovare più info scaricando questo file e leggendo il tutorial su come farla :wink:
DOWNLOAD
DOWNLOAD AGGIORNATO AL 11/01/2017

( N.B.SOLO ESCLUSIVAMENTE PER QUANTO RIGUARDA IL CODICE, E' MEGLIO SCARICARLO PER ORA DA QUI, IN ALLEGATO SU QUESTO POST, PERCHE' MANCANO ALCUNI AGGIORNAMENTI SU QUELLO NEL PACCHETTO DEL DOWNLOAD.)

Grande cosa che sono riuscito a fare è mettere la stazione meteo nella rete meteo nazionale!
RETE METEO

Mi pare di non essermi dimenticato niente, se volete fare domande, ovviamente se vi interessa (magari andrà in Megatopic :grin: ) , io vedrò di rispondere!
Ciao! :slight_smile:

P.S. Magari un giorno si potrà fare una stazione meteo ancora meglio, ne stavamo parlando così QUI

UPDATE al 10/11/2016

1) Codice aggiornato e testato con l'ultima versione di Arduino IDE 1.6.12
2) Modificato sketch con la nuova versione della libreria WEBBINO

UPDATE al 11/01/2017
1) Codice aggiornato e testato con l'ultima versione di Arduino IDE 1.8.1
2) Aggiunti al programma più commenti su ogni parte di codice per una più facile memorizzazione e comprensione.
3) Il download di QUESTO file .zip è stato rivisto ed è stato aggiunto il DATALOG dell'anno 2016 della stazione meteo più delle piccole comparazioni tra il DS18B20 e DHT22.
[/b]

schema elettrico.png
schema elettrico.png1342×962 62.4 KB

pcb.png
pcb.png977×973 83.6 KB

Stazione_meteo_completa_e_pulita.ino (65.2 KB)

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Beh ... hai fatto 30, potevi fare 31 ... e metterci anche un Lightning Sensor ... almeno era completa ! :smiling_imp:

No ho montati un paio di quelli e funzionano piuttosto bene ... :wink:

Guglielmo

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Bello!
Da quel che capisco si tratta di una stazione monolitica, dove tutti i sensori sono collegati direttamente alla stazione e non il modello che ha i sensori esterni in teletrasmissione. Sbaglio?
Grazie per la condivisione.

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gpb01:
Beh ... hai fatto 30, potevi fare 31 ... e metterci anche un Lightning Sensor ... almeno era completa ! :smiling_imp:

No ho montati un paio di quelli e funzionano piuttosto bene ... :wink:

Guglielmo

Ci avevo pensato, però la consideravo una cosa in più dato anche il costo :smiley: Comunque di sicuro ne metterò uno :slight_smile: Facciamo che è completa dai :smiley:

P.S. Ci sarebbe pure da avere un sensore di intensità di radiazioni solari, ma quelle alla fine sono cose in più

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zoomx:
Bello!
Da quel che capisco si tratta di una stazione monolitica, dove tutti i sensori sono collegati direttamente alla stazione e non il modello che ha i sensori esterni in teletrasmissione. Sbaglio?
Grazie per la condivisione.

Tutti i sensori sono collegati direttamente alla stazione :wink:
Vedi qui Strumenti meteo :: Stazione Meteo Completa! (FAI DA TE)

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Volevo solo precisare che i pin SDA e SCL ci sono sia sulla Uno che sulla Mega, sulle loro versioni R3, nello stesso posto.

Idem per MISO/MOSI/SCK, se si prendono dal connettore ICSP.

Quindi si potrebbe fare un unico shield compatibile con tutte le schede.

Un altro suggerimento è quello di rendere i link cliccabili.

Quanto alla versione con i "telesensori", potremo farla con Sensoria! :wink:

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SukkoPera:
Volevo solo precisare che i pin SDA e SCL ci sono sia sulla Uno che sulla Mega, sulle loro versioni R3, nello stesso posto.

Idem per MISO/MOSI/SCK, se si prendono dal connettore ICSP.

Quindi si potrebbe fare un unico shield compatibile con tutte le schede.

Un altro suggerimento è quello di rendere i link cliccabili ;).

Quindi A4 e A5 nel mega anche hanno il bus i2c?
Per i link cliccabili dici qui sul forum o nel sito? Perché nel sito è tutto cliccabile, comunque ne ho dimenticato qui qualcuno adesso lo aggiusto :wink:

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SukkoPera:
Quanto alla versione con i "telesensori", potremo farla con Sensoria! :wink:

Non vedo l'ora :smiley: Questa per ora è la prima versione completa :slight_smile:

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No, intendo che sulle R3 di entrambe le schede (e anche sulla Due, sulla Zero e sulla 101!) ci sono proprio dei pin chiamati SDA e SCL su cui vengono portati gli opportuni segnali, in modo da averli in un posto consistente, senza dover pensare a quali siano i pin corretti da utilizzare a seconda del modello di scheda.

Per i link intendo qui.

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SukkoPera:
No, intendo che sulle R3 di entrambe le schede (e anche sulla Due, sulla Zero e sulla 101!) ci sono proprio dei pin chiamati SDA e SCL su cui vengono portati gli opportuni segnali, in modo da averli in un posto consistente, senza dover pensare a quali siano i pin corretti da utilizzare a seconda del modello di scheda.

Per i link intendo qui.

Ah ecco... quello è vero, però non ho potuto per un semplice motivo. La shield va montata sull'ethernet shield che non ha quei piedini!
Più che altro quella che ho io che non ce l'ha :slight_smile: Ad esempio quella di cui ho messo il link li ha, che è quella ufficiale, la mia non è ufficiale ma è sempre basata su Wiznet W5100, però non ha SDA e SCL

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Un altro parametro importante potrebbe essere la radiazione UV.

Questo modulo, però, dovrebbe essere completato da un circuito per la trasmissione a distanza del segnale analogico in uscita, ad esempio un convertitore tensione frequenza.

Questo, invece, ha uno spettro meno ampio, ma ha un interfaccia I2C:

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cyberhs:
Un altro parametro importante potrebbe essere la radiazione UV.

Modulino con sensore UV ML8511

Questo modulo, però, dovrebbe essere completato da un circuito per la trasmissione a distanza del segnale analogico in uscita, ad esempio un convertitore tensione frequenza.

Sì. Diciamo che cose in più di aggiunta sarebbero questo per i raggi UV, poi ci vorrebbe un sensore di radiazioni solari in W/m2 e poi quello consigliato da Guglielmo.

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Secondo me' mancano:

  • analizatore di spettro solare
  • sistema di rilevazione dei contaminanti della pioggia
  • analizzatore della qualita' dell'aria
  • contatore geiger
  • bolometro doppler wobulato per emifisi isoluteica (che non so cos'e', ma suonava bene :P)
  • due graffette sagomate ad S ed un'elastico (lungo)

ma soprattutto:

  • macchinetta per il caffe' pilotabile da remoto (importantissima :stuck_out_tongue: :smiley: :smiley: :D)

Scherzi a parte, mi sembra un progetto piuttosto ben concepito, complimenti :wink:

(a proposito, il geiger l'ho visto davvero, su alcune centraline ... ed e' pure relativamente semplice)

EDIT: a proposito, il lightning sensor mi sembra derivato, come principio, dai vecchi ricevitori per ELF che costruivamo secoli fa per divertimento ... solo che quelli avevano un'antenna a quadro da un metro di diametro :stuck_out_tongue: :smiley:

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@Ete ahahah :slight_smile:
Grazie :wink:
In ogni caso qualcosa si può aggiungere veramente, però ecco sono cose in più. Ovviamente la macchinetta di caffè va aggiunta immediatamente, non so come ha fatto a sfuggirmi :smiley:

EDIT per lightning sensor: tutto diventa sempre più piccolo :slight_smile: tranne la macchinetta del caffè :smiley:

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Etemenanki:
ma soprattutto:

  • macchinetta per il caffe' pilotabile da remoto (importantissima :stuck_out_tongue: :smiley: :smiley: :D)

Manca l'accessorio più importante, la signorina in topless che legge le previsioni meteo ottenute con la centralina. :smiley:

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astrobeed:
Manca l'accessorio più importante, la signorina in topless che legge le previsioni meteo ottenute con la centralina. :smiley:

Quella c'è, ma sta sempre dentro casa mia :smiley: Non posso mettere le foto :smiley:

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Etemenanki:
(a proposito, il geiger l'ho visto davvero, su alcune centraline ... ed e' pure relativamente semplice)

Su ebay c'è in vendita un kit che usa Arduino e in rete ci sono diversi progetti. Tutti usano i tubi surplus di epoca sovietica, gli unici che si trovano a prezzi economici.

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astrobeed:
Manca l'accessorio più importante, la signorina in topless che legge le previsioni meteo ottenute con la centralina. :smiley:

... e' l'accessorio piu esclusivo ed optional, e quindi te lo fanno pagare di piu :smiley: (in compenso puoi scegliere a catalogo fra un centinaio di modelli diversi, di ogni colore, eta', grandezza e dimensioni, con o senza routine "striptease" aggiuntiva :stuck_out_tongue: :D)

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zoomx:
... tubi surplus di epoca sovietica ...

Si, ne trovi parecchi, l'importante e' controllare che siano totalmente "integri", senza segni o ammaccature sul corpo in lamierino (quelli in metallo) o perdita di vuoto (quelli in vetro) ... e non scegliere quelli piccoli, con l'area di rilevazione in miniatura (per leggere la radioattivita' ambiente, piu e' largo meglio e' ...) ... poi il circuito e' piuttosto semplice, elevatorino a bassa corrente e qualche porta logica ... rilevano beta e gamma, purtroppo non alfa, quelli richiedono tubi con finestra in mica, molto fragili e difficili da reperire, ma per l'uso generico vanno bene lo stesso anche beta e gamma ...

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Etemenanki:
... e' l'accessorio piu esclusivo ed optional, e quindi te lo fanno pagare di piu :smiley: (in compenso puoi scegliere a catalogo fra un centinaio di modelli diversi, di ogni colore, eta', grandezza e dimensioni, con o senza routine "striptease" aggiuntiva :stuck_out_tongue: :D)

Sempre in disponibilità verso il cliente :smiley: Hanno richiesto la stazione meteo in diversi night club in Germania... per monitorare quanto è hot un posto :smiley: :stuck_out_tongue: