Вот уже 2 сезона (с 2021) у меня работает самодельная метеостанция. Детали распечатаны на 3D-принтере и окрашены белой автоэмалью для защиты от УФ и снижения возможного нагрева от ИК-излучения (чтобы датчик температуры показывал адекватную температуру).
Изначально детали были взяты с сайта https://www.thingiverse.com/, но качественно проработанные/под легкодоступные (по цене и/или наличию) комплектующие модели нашлись только для экрана Стивенсона/будки Селянинова и анемометра (ветромера). Флюгер (указатель направления ветра) пришлось разработать самому, с оглядкой на анемометр.
В обоих случаях (анемометр и флюгер) были использованы самые распространëнные подшипники — 608 2RS (применяются в скейтах, роликовых коньках и самокатах).
В качестве измерительного (чувствительного) элемента в анемометре использован двухпозиционный (включено-выключено) датчик Холла, применять можно как биполярный, так и униполярный ти датчика (описание различия действия), при это в первом случае магниты необходимо чередовать полюсами, а во втором ставить южными полюсами в сторону датчика.
Во флюгере изпользован интегральный энкодер на основе датчика Холла — AS5600.
Температура измеряется с помощью защищённого (от внешнего воздействия атмосферы) цифрового термометра DS18B20, давление и влажность измеряются с помощью модуля BMP280.
Для минимизации количества проводов (сигнальных линий и линий питания) и с учётом необходимости отправки данных на внешний (стоящий дома) экран и/или в интернет, на сайт narodmon.ru, используется система питания PoE.
Для опроса датчиков, подготовки структурированного массива данных и их отправке по сети EtherNet использована Arduino Nano с соответствующим шилдом EtherNet.
Станция работает уже 2 сезона (с 2021 года), осенью 2022 частично отказал датчик BMP280, а зимой вышел из строя окончательно, чего и следовало ожидать, т.к. он не предназначен для работы на открытом воздухе. В остальном технических проблем не возникало.
За это время были выявлены некоторые конструктивные просчёты как в готовых частях (анемометр) так и собственной разработки (флюгер):
- анемометр и флюгер сильно подвержены образованию наледи во время перехода через точку замерзания воды (резкие морозы после оттепели) и во время ледяного дождя, что вызывало блокирование вращения подвижных частей;
- вращение внешней обоймы подшипника вместо внутренней в анемометре вызывает дополнительные потери в чувствительности (требуется бОльший момент страгивания) и инертность к порывам ветра;
- флюгер излишне чувствителен;
- корпус блока электроники «экранирует» собой движение ветра через флюгер и анемометр, что создаёт 2-е «мертвые зоны» (расположенные диаметрально противоположно относительно друг друга) на линии от анемометра до флюгера.
Имея этот накопленный опыт анемометр был разработан полностью заново, а во флюгере были внесены изменения, в добавок они были совмещены на одном кронштейне (возможна установка и отдельно) с бОльшим выносом для исключения «экранирования».
Датчик BMP280 будет заменён на SHT31, переписана прошивка в части обработки датчика, а так же будут добавлены исключения для обхода ошибочных значений датчиков.
Первая реализация в желе…т.е. в пластике
В настоящее время новая версия проходит обкатку и доработку в реальных условиях эксплуатации и не доступна для широких масс, но в Интернет-магазине вы можете приобрести компоненты прошлой версии.
Прошивку реализованной метеостанции на ESP8266 можно скачать тут — https://github.com/drpioneer/ESP8266-Meteo-Station