Wi-Fi метеостанция ESPMeteo (на чипе ESP8266)

Представляем реализацию метеостанции на основе «народного Wi-Fi модуля» ESP8266 от китайской компании Espressif.

В основу устройства заложен модуль ESP-12, выполненный на основе чипа ESP8266.

Внешний вид метеостанции представлен на рисунке 1:

Рисунок 1 Внешний вид ESPMeteo

Основные функциональные элементы метеостанции отражены на структурной схеме:

Рисунок 2 Схема структурная

Описание аппаратной части

Для получения информации об атмосферном давлении в устройстве применен датчик давления BMP180, расположенный на печатной плате и подключаемый к модулю с помощью двухпроводного интерфейса I2C .

Кроме того, к метеостанции с помощью аудиоразъемов 3,5мм можно подключить внешние датчики:

  • датчики температуры DS18B20 (до 10-ти штук при активированном режиме Pro);
  • датчик влажности (например DHT11, AM2302).

Рисунок 3 Схема подключения датчиков и исполнительных устройств

Рисунок 4 Датчик влажности и температуры DHT-2 (AM2302)

Два незадействованных порта модуля ESP-12 через транзисторные оптопары выведены на разъемы, причем один настраивается на вход, а другой на выход (ток до 100мА), что позволяет подключать как датчики охранно-пожарной сигнализации, так и управлять исполнительным устройством (например, реле).

Наличие цифрового выхода вкупе с показаниями датчиков позволяет реализовать управление температурно-влажностным режимом помещения.

Электропитание модуля и подключаемых к нему датчиков осуществляется постоянным напряжением +5В от разъема USB mini через преобразователь AMS1117-3,3. Для исключения просадки питающего напряжения +3,3В в моменты активного токопотребления установлен электролитический конденсатор, емкостью 100мкФ.

Для обеспечения возможности перепрограммирования модуля ESP-12, а также для обмена информационными сообщениями по последовательному порту, предусмотрен USB/UART преобразователь на чипе PL2303 с необходимой для работы обвязкой (Прим.- В настоящее время чип с обвязкой не распаивается, для программирования рекомендуется использовать внешний USB/UART преобразователь).

Описание программной части

Конечно же, это просто железка без эффективно функционирующей управляющей программы.

Поэтому при проектировании устройства делалась ставка на функциональные возможности популярной в Сети прошивки от wifi-iot.com, что однако не исключает возможности работы устройства с альтернативными прошивками.

Рассмотрим более подробно операции настройки и получения метеоданных с устройства.

Для того, чтобы получить доступ к модулю для его настройки необходимо обеспечить соединение с ним по беспроводному интерфейсу Wi-Fi.

Для этого необходимо вставить в отверстие в корпусе метеомодуля подходящий по диаметру предмет: сверло, скрепка и нажать микрокнопку. Затем, не отпуская кнопку подать питание, удерживая нажатой кнопку 5…10 секунд.

Модуль загрузится и перейдет в safe mode режим, станет точкой доступа (AP) незащищенной Wi-Fi сети WiFi-IoT.

Выполняем подключение к сети WiFi-IoT с помощью ноутбука, планшета или телефона с Wi-Fi модулем, в адресной строке браузера набираем IP-адрес модуля 192.168.4.1, после чего отобразится главное меню следующего вида:

Рисунок 5 Главное меню

Для того, чтобы метеомодуль работал в Вашей домашней беспроводной сети, необходимо выполнить настройки подключения, перейдя на вкладку Config: -> Main, указав имя сети AP name и пароль AP pass:

Рисунок 6 Вкладка Main

Применить настройки нажатием кнопки Set.

Для активации подключенных датчиков на вкладке Config: -> Sensors устанавливаем указанные на рисунке 7 значения:

  • для подключения датчика влажности DHT22(AM2302):    GPIO:5
  • для подключения датчика температуры DS18B20:               GPIO:14
  •  для подключения датчика давления BMP180:                      GPIO SDA:2   GPIO SCL:0

Рисунок 7 Вкладка Sensors

Применить настройки нажатием кнопки Set.

Перейти на вкладку Config: -> 1-wire, нажать Clear & Scan list, после чего должен появиться 16-знаковый уникальный идентификатор датчика температуры (если датчик DS18B20 подключен):

Рисунок 8 Вкладка 1-wire

В данной прошивке имеется возможность отправки показаний датчиков на такие сервисы, как: narodmon.ru, Thingspeak.com , MajorDoMo или любой mqtt-сервер, выполнив на вкладке Config: ->Servers необходимые настройки (см. рисунок 9):

Рисунок 9 Вкладка Servers

На этом основную настройку можно считать выполненной.

Узнать подробнее о возможностях прошивки wifi-iot.com

Обсудить и задать вопросы по метеостанции можно на странице ВКонтакте