Еще одна погодная станция на ESP8266
Я решил мониторить погодные показатели у себя дома. У меня уже есть богатый опыт сборки устройств на arduino и esp8266 и на esp мне понравилось больше (из-за наличия wi-fi).
Для полноценной картины погодных условий нам необходимо знать температуру внутри и снаружи, давление воздуха, влажность и качество воздуха (количество CO и CO2). Показания буду считывать домашним сервером на Linux при помощи самописного скрипта и выводить через MRTG в виде графика.
Собственно детали были заказаны на Aliexpress: MP180 (температура и давление), MQ135 (качество воздуха), DTH11 (температура и влажность), DTH22 (уличная температура и влажность), 662k (стабилизаторы на 3.3 вольта). Доставка была быстрой, и уже через две недели все было готово к сборке.
К сожалению, на момент написания статьи DTH22 еще не пришел, но я оставил для него выведенный внешний разъем.
Я не буду выкладывать схему, так как нет принципиальной разницы к каким GPIO что цеплять (за исключением i2c шины, она необходима для датчика давления). Сборку начнем с впаивания esp8266 в плату с контактами, где кстати, сразу отпаяем перемычку и впаяем стабилизатор на 3.3 вольта. Как раз для этого были куплены десяток 662k стабилизаторов. Это нам очень упростит дальнейшее подключение, так как все датчики работают либо от 3.3 до 5 в, либо строго от 3.3. Получается питать всю схему можем любым напряжением и не париться, что что-то сгорит.
Для удобства, я вывел питание со стабилизатора на макетку, откуда потом развел на плюс всех устройств.
Далее расположил все на макетной плате, чтоб было поудобнее, все впаял, развел провода сзади (плюс на плюс, GND на минус, остальное на GPIO, сопротивления для светодиодов и аналогового входа, об этом чуь позже), вывел несколько светодиодов, чтобы понимать что происходит, поставил PC спикер для понта (пищит при включении и превышении показаний).
Кстати у ESP8266 есть один аналоговый вход, но он считывает напряжение до 1 вольта. У датчика загазованности MQ135, есть два выхода - цифровой и аналоговый. Цифровой срабатывает при превышении показаний, поэтому для мониторинга он бесполезен, а второй выгод аналоговый. Вот его то мы и подключим к ESP. Но для корректной работы нам нужно собрать простой делитель напряжения на двух сопротивлениях.
После подключения и написания скетча на Adruino оказалось, что в режиме i2c могут работать не все контакты (как я ранее упоминал). В итоге мне так и не удалось заставить работать по i2c никакие GPIO кроме дефолтных (GPIO4, GPIO5). Конечно не принципиально, но пришлось разок перепаять схему.
Экранчик я решил не подключать, так как показания всегда можно посмотреть с мобильника или компьютера. Кроме того показания мониторятся с сервера (у меня дома свой сервер) и выводятся в MRTG.
Для мониторинга температуры выбрал SimpleDHT.h, потому что с ним не глючит, а со стандартным постоянно вместо температуры "nan". Кроме того оказалось, что по одному датчику температуры и по другому (один в DHT11, другой MP180) температура отличается на 3 градуса, при этом на настольном градуснике температура равна средненму от них обоих. Я не стал заморачиваться и считаю, что верная температура, та которая средняя. Для датчика давления использовал SFE_BMP180.h. Загазованность можно просто считывать с аналогового выгода, но зависимость показаний не линейная, поэтому сложно анализировать. Для того, чтобы упростить скетч я использовал MQ135.h. Главное, после того как установите MQ135, необходимо дать ему 24 часа поработать, чтобы прогреться. Затем нужно считать нулевые значения при помощи команды:
float rzero = gasSensor.getRZero();
Как получили нулевые значения, их нужно вписать в файл MQ135.h в переменную RZERO.
Далее, давайте рассмотрим веб-страничку, которую генерит погодная станция.
Если посмотреть код страницы, в самом низу можно увидеть скрытый код. Между скрытыми элементами <!start data> и <!stop data> находятся данные для сервера.
Так проще обрабатывать.
На сервере (Linux) по крону запускается MRTG, которая стартует скрипт:
curl -s http://192.168.1.63 | sed -n '/<!start data><!/,/><!stop data>/p'|grep -v "data" > /tmp/ws.tmp
grep nvAvrIntTemp /tmp/ws.tmp -A1|tail -1
grep nvHmD1 /tmp/ws.tmp -A1|tail -1
Ну и по аналогии получаем остальные данные. То есть вместо nvAvrIntTemp может быть, например, nvMq1, тогда мы получим не среднюю температуру, а качество воздуха. Настройку MRTG я не буду расписывать, она совершенно стандартна, но если будет интересно, выложу, хотя там ничего замороченного нет.