Домашняя метеостанция на основе микроконтроллера WeMos D1 mini
проект по физике (9 класс)

Слайд 1

муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение «Средняя школа №14» Проект по физике: «Домашняя метеостанция на основе микроконтроллера WeMos D 1 mini » Арзамас, 2023 год работу выполнил ученик 9Г класса Головкин Тимур руководитель учитель физики Лосев Павел Петрович

Слайд 2

Тема, выбранная мной для проекта, звучит так «Домашняя метеостанция на основе микроконтроллера WeMos D1 mini ». Эта тема для моей работы выбрана неслучайно. В 2018 году я делал проект на тему «Предсказатель погоды». «Предсказатель» работал на основе платы Arduino . Теперь мне захотелось сделать цифровую беспроводную домашнюю метеостанцию, чтобы знать не только атмосферное давление, а также температуру и влажность воздуха. Все данные должны быть на экране моего мобильного телефона. Введение

Слайд 3

Задачи: 1. Изучение, анализ, обобщение литературы по данной теме; 2. Изготовление цифровой метеостанции. 3. Скомпилировать прошивку с сайта https://wifi-iot.com и прошить микроконтроллер WeMos D1 mini . 4. Проверка работоспособности метеостанции. Вести ежедневные наблюдения с целью выяснения ее работоспособности и точности ее показаний. 5. Сделать выводы. Цель исследования: Используя пайку, микроконтроллер и датчики изготовить домашнюю метеостанцию и проверить ее работоспособность. Актуальность проекта: В настоящее время представлено большое количество информации о создании и возможности приобретения метеостанции, но к недостаткам данных метеостанций можно отнести большую сложность их реализации и высокую стоимость готовых решений. Отсутствуют готовые автономные метеостанции невысокой стоимости с использованием простых схем.

Слайд 4

В Арзамасе есть метеостанция, которая находится по адресу: улица Гайдара дом 2. Метеорологическая станция представляет собой специальное учреждение, созданное для постоянного проведения наблюдения за состоянием атмосферы и происходящих в атмосфере процессов. «Что такое метеостанции и их виды»

Слайд 5

Различают аналоговые и цифровые метеорологические станции. На классической (аналоговой) метеостанции имеется: • термометр для измерения температуры воздуха и почвы • барометр для измерения давления • гигрометр для измерения влажности воздуха • анеморумбометр ( или флюгер) для измерения скорости и направления ветра • осадкомер для измерения осадков • плювиограф для непрерывной регистрации жидких осадков в тёплый период года, • термограф для непрерывной регистрации температуры воздуха • гигрограф для непрерывной регистрации влажности воздуха • психрометр для измерения температуры и влажности воздуха • гололедный станок для измерения гололедно-изморосевых отложений • ледоскоп для определения измороси и инея • барограф для определения барометрической тенденции давления При больших объемах работы метеостанций используют • испаромер ГГИ-3000 для измерения величины испарения с земной поверхности • гелиограф для непрерывной регистрации солнечного сияния Виды метеостанций

Слайд 6

4 . Бытовые домашние метеостанции : показывают температуру в помещении, давление и влажность воздуха. Цифровые метеостанции : 1 . Дорожные метеорологические станции : для информирования водителей о дорожной обстановке 2 . Лесные метеорологические станции: для предупреждения возможности лесных пожаров 3 . Гидрологические метеорологические станции : для наблюдения над состоянием океанов, морей, рек и т.д.

Слайд 7

Д атчик давления BMP180 (3.3В, GY-68) О н является недорогим и простым в использовании сенсорным датчиком, позволяющий измерить атмосферное давление. Технические характеристики датчика давления BMP180 • Напряжение питания: 3.3 В – 5 В • Рабочий ток: 0.5 мA • Диапазон измеряемого давления: 300 гПа – 1100 гПа • Интерфейс: I2C • Время срабатывания: 4.5 мс. • Точность измерения давления: 0,1 гектопаскаль; • Габариты: 15 мм х 14 мм Датчик температуры S HT30 Датчик обладает довольно высокой точностью, имеет очень компактные габариты. Технические х арактеристики Sensiron SHT30 Напряжение питания: 2,15-5,5 В Диапазон измеряемой температуры: от -40 до 125˚С Диапазон измеряемой влажности: от 0 до 100% Погрешность измерения температуры: ±0,2˚С Погрешность измерения влажности: ±2% Максимальный потребляемый ток: 1,5 мА Потребляемый ток в режиме ожидания: 2 мкА Время измерения: до 15 мс Разрешение по температуре: 0,015˚С Разрешение по влажности: 0,01% Модуль Wemos D1 Mini Основными областями применения контроллеров WeMos являются температурные датчики, датчики давления и другие, зарядные устройства, пульты для управления различными бытовыми приборами, системы обработки данных, робототехника. К микроконтроллеру можно подключать дополнительные компоненты – индикаторы, сенсоры, светодиоды, которые позволяют реализовывать различные проекты и расширять их возможности. Технические характеристики WeMos : • Входное напряжение 3,3В; • 11 цифровых выходов; • Микро USB выход; • 4 Мб флэш-памяти; • Наличие WiFi модуля; • Частота контроллера 80МГц/160МГц; • Рабочие температуры от -40С до 125С.

Слайд 8

Сборка домашней метеостанции

Слайд 9

Контроллер и датчики были спаяны по схеме С помощью приложения для Android показания с сайта транслируются на мобильное устройство Или на сайте https://narodmon.ru/7853 Прошивка микроконтроллера была взята с сайта конструктора прошивок https://wifi-iot.com

Слайд 10

Датчик давления BMP180 был размещен внутри распределительной коробки, так как показания давления одинаковы в любой среде. Датчик температуры и влажности Sensiron SHT30 был размещен в специальной метеорологической будке, так называемой будке Свенсона

Слайд 11

Ведение наблюдений, проверка работоспособности станции. После того, как была сделана метеостанция, я начал вести дневник наблюдений. В течении 10 дней я сравнивал показания своей станции с показаниями сайта https : // Gismeteo . ru (показания снимал примерно в 15.00 по мск ). Полученные данные я заносил в таблицу.

Слайд 12

Я выполнил поставленную перед собой цель, реализовав все намеченные задачи. Изучив литературу и, применяя знания на практике, я сделал метеостанцию и научился ее программировать. В итоге у меня получилась цифровая беспроводная домашняя метеостанция с выводом данных на экран мобильного телефона . Сравнивая показания своей метеостанции с данными сайта Gismeteo .ru , я заметил минимальные расхождения. Значит, по домашней метеостанции можно определять температуру , атмосферное давление и влажность воздуха с большой точностью. Вывод и заключение

Слайд 13

Спасибо за внимание