En esta publicación vamos a construir un interesante proyecto de mini estación meteorológica basado en Arduino, que puede mostrarle la temperatura ambiente, la humedad, la presión, la calidad del aire y muchos más datos de su entorno, que pueden usarse para predecir el clima desde casa.
Si está interesado en la meteorología, este proyecto puede resultarle útil para estudiar las condiciones meteorológicas locales y los cambios a corto plazo. El proyecto propuesto es de diseño de estado sólido, lo que significa que no existen partes móviles.
Este proyecto se puede colocar en condiciones de interior o semi-interior, donde el circuito esté alejado de la luz solar directa o del viento fuerte o la humedad que pueden deteriorar los sensores a bordo.
El diseño:
El proyecto propuesto del circuito de la mini estación meteorológica se basa en Arduino, que es el cerebro de la estación meteorológica que recopila muchos datos de varios sensores y los procesa y muestra en una pantalla LCD de 16x2.
Puede elegir su placa arduino favorita para este proyecto. El circuito consta de tres sensores MQ-135, BMP180 y DHT11. Veamos qué hace cada sensor en detalle.
Sensor MQ-135:
El MQ-135 es un sensor de medición de la calidad del aire, que puede detectar dióxido de carbono, alcohol, benceno, humo, butano, propano, etc. Si la concentración química de estos gases es alta en el aire, entonces podemos decir que el aire está contaminado.
El sensor puede detectar cambios en la concentración de contaminantes en el aire y emite el nivel de voltaje adecuado. El voltaje de salida del sensor es directamente proporcional al nivel de concentración química en el aire.
La variación de voltaje del sensor se alimenta a Arduino, tenemos niveles de umbral predeterminados en el programa. Cuando cruza el nivel del umbral, el microcontrolador nos dice si el aire es seguro o no.
Diagrama de circuito
El diagrama anterior muestra el diagrama de cableado. Este sensor necesita un suministro externo de 5V porque tiene un elemento calefactor dentro del sensor que consume alrededor de 1 Watt. La energía del pin de alimentación de arduino no puede suministrar una corriente más alta.
El elemento calefactor mantiene el sensor caliente y ayuda a muestrear la cantidad adecuada de concentración química en el aire. El sensor tarda unos minutos en alcanzar la temperatura óptima.
Sensor DHT11:
El sensor DHT11 se conoce popularmente como sensor de temperatura y humedad. Puede medir la temperatura y la humedad de los alrededores, como sugiere su nombre.
Es un dispositivo de 4 pines pero solo se utilizan 3 de ellos. Puede parecer un componente muy simple, pero tiene un microcontrolador dentro del sensor que pasa los datos en forma digital a la placa arduino.
Envía datos de 8 bits cada segundo a arduino, para decodificar la señal recibida, necesitamos incluir la biblioteca en el código que está diseñado para manejarla. El enlace a la biblioteca se encuentra más adelante en el artículo.
Diagrama de circuito:
La conexión del circuito del sensor al arduino es muy simple. La salida del sensor está conectada al pin A1 de arduino. El suministro Vcc y GND están conectados a los pines de la fuente de alimentación de arduino.
Nota: asegúrese de que su sensor tenga una resistencia pull-up incorporada, si no tiene una, conecte una resistencia pull-up de 4.7K en el pin de salida del sensor DHT11.
Sensor BMP180:
El BMP180 es un sensor barométrico que puede medir la presión atmosférica, la altitud y la temperatura. La medición de temperatura de este sensor se descuida ya que tenemos un sensor dedicado para medir la temperatura ambiente.
El sensor mide la altitud de la configuración desde el nivel del mar, también es uno de los parámetros utilizados en meteorología.
Diagrama de circuito:
Utiliza el protocolo de comunicación I2C, el pin SDA va a A4 de arduino y SCL va a A5 de arduino. El Vcc y GND están conectados a los pines de la fuente de alimentación de arduino.
Conexión LCD:
La pantalla LCD muestra todos los datos de los sensores. La conexión entre la pantalla LCD y arduino es estándar, podemos encontrar una conexión similar en muchos otros proyectos basados en LCD. Ajuste el potenciómetro de 10K para una visibilidad óptima desde la pantalla LCD.
Prototipo del autor:
Aquí está el prototipo del autor de un mini circuito de monitoreo del clima donde todos los sensores que se muestran en los esquemas están conectados a la placa arduino.
Nota: La conexión del circuito de cada sensor y pantalla LCD debe conectarse a una sola placa arduino. Hemos proporcionado una conexión de sensor discreta en cada esquema para evitar confusiones al duplicar el circuito.
Descargue los archivos de la biblioteca antes de cargar el código:
Biblioteca DHT11: https://arduino-info.wikispaces.com/file/detail/DHT-lib.zip
Biblioteca BMP180: github.com/adafruit/Adafruit_BMP085_Unified.git
Código de programa:
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NOTA:
El circuito explicado de la mini estación meteorológica tarda 2 minutos en mostrar las lecturas del sensor, hasta entonces muestra “Los sensores se están preparando”. Esto se debe a que el sensor MQ-135 tarda 2 minutos en alcanzar la temperatura de funcionamiento óptima.
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