Arduino + ESP Weather Box

Notwendige Werkzeuge und Maschinen

Lötkolben (generisch)

Über dieses Projekt

Dieses Gerät besteht aus zwei unabhängigen Baugruppen in einer Box.

Eines ist das Arduino-Barometer mit dem BMP180-Sensor, das einen Bericht über Echtzeit, -1h und -3h Differenz des atmosphärischen Drucks enthält. Diese Berichte sind besonders nützlich bei der kurzfristigen lokalen Wettervorhersage. Der Code ist der Website "shelvin.de" entnommen, in der die Differenz zwischen dem absoluten und dem relativen Luftdruck für die angegebene Höhe in der Codezeile "druck_offset=" eingetragen wird. Die Ergebnisse werden auf dem LCD-Bildschirm des N5110 angezeigt, der auch die Innentemperatur anzeigt.

Das nächste Gerät wird von einem ESP8266-Board mit Strom versorgt, das ein 0,96-Zoll-Old-Display anschließt. Der ESP8266 ist über ein Wi-Fi-Netzwerk mit der "openweathermap"-Seite verbunden, von wo aus er eine dreitägige Wettervorhersage aufnimmt und auf dem Oled-Display anzeigt. Zu diesem Zweck müssen Sie einen API-Schlüssel in den Code eingeben, der von der Openweathermap-Seite bezogen wird. Ausführliche Anweisungen zum Installieren von Bibliotheken und Code auf esp8266 finden Sie unter:

https://blog.squix.org/wp-content/uploads/2017/06/esp8266weatherstationgettingstartedguide-20170608.pdf

In diesem speziellen Fall verwende ich das NodeMCU 1.0 (ESP12E-Modul) Board.

Das Bild unten zeigt das Schema des kompletten Gerätes.

Code

• Unbenannte Datei

Unbenannte DateiArduino

// Luftdruck Ausgabe aktuell// Luftdruckdifferenz wird mit 1 und 3 Stunden (im EEPROM) aktuell und ausgegeben// Temperatur Ausgabe aktuell/// Bauteile:// LCD Display vom Nokia 5110// BMP180 Luftdrucksensor// Arduino Uno//// Matthias Busse Version 1.0 vom 21.9.2014#include #include #include  // EEPROM Variablenint eepromAdresse=0, eepromMax=1023; // 1024 EEPROM-Speicherplätze, 0-1023int eepromOldAdr, eepromDif1=60, eepromDif3=180; // 60/180 Speicherplatze (Minuten) zuruck vergleichen// BMP180 Variablen#define I2C_ADDRESS 0x77const unsigned char oversampling_setting =3; //oversamplig:0 ungenau (13ms) ... 3 genau (34ms)const unsigned char pressure_waittime[4] ={ 5, 8, 14, 26 }; // lt. Datenblatt BMP-180int ac1, ac2, ac3, b1, b2, mb, mc, md;unsigned int ac4, ac5, ac6;int temp =20, temp_mittel=200, test=0;long druck =1013, druck_mittel=101300; float t, temp_offset=0.0, d, dAlt, dDiff, druck_offset=2.0;int zeitabgl=0, mitteln=5;char tstring[5], dstring[7];// Power Down Variablenvolatile int sleepcounter =0; // Schlafzyklen mitzahlen// Display Variablenstatic const byte ASCII[][5] ={// ASCII Tabelle mit Fonts {0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00} // 20 ,{0x00, 0x00, 0x5f, 0x00, 0x00} // 21 !,{0x00, 0x07, 0x00, 0x07, 0x00} // 22 ",{0x14, 0x7f, 0x14, 0x7f, 0x14} // 23 #,{0x24, 0x2a, 0x7f, 0x2a, 0x12} // 24 $,{0x23, 0x13, 0x08, 0x64, 0x62} // 25 %,{0x36, 0x49, 0x55, 0x22, 0x50} // 26 &,{0x00, 0x05, 0x03, 0x00, 0x00} // 27 ' ,{0x00, 0x1c, 0x22, 0x41, 0x00} // 28 (,{0x00, 0x41, 0x22, 0x1c, 0x00} // 29 ),{0x14, 0x08, 0x3e, 0x08, 0x14} // 2a *,{ 0x08, 0x08, 0x3e, 0x08, 0x08} // 2b +,{0x00, 0x50, 0x30, 0x00, 0x00} // 2c ,,{0x08, 0x08, 0x08, 0x08, 0x08} // 2d -,{0x00, 0x60, 0x60, 0x00, 0x00} // 2e .,{0x20, 0x10, 0x08, 0x04, 0x02} // 2f /,{0x3e, 0x51, 0x49, 0x45, 0x3e} // 30 0,{0x00, 0x42, 0x7f, 0x40, 0x00} // 31 1,{0x42, 0x61, 0x51, 0x49, 0x46} // 32 2,{0x21, 0x41, 0x45, 0x4b, 0x31} // 33 3,{0x18, 0x14, 0x12, 0x7f, 0x10} // 34 4,{0x27, 0x45, 0x45, 0x45, 0x39} // 35 5,{0x3c, 0x4a, 0x49, 0x49, 0x30} // 36 6, {0x01, 0x71, 0x09, 0x05, 0x03} // 37 7,{0x36, 0x49, 0x49, 0x49, 0x36} // 38 8,{0x06, 0x49, 0x49, 0x29, 0x1e} // 39 9,{0x00 , 0x36, 0x36, 0x00, 0x00} // 3a :,{0x00, 0x56, 0x36, 0x00, 0x00} // 3b;,{0x08, 0x14, 0x22, 0x41, 0x00} // 3c <,{0x14, 0x14 , 0x14, 0x14, 0x14} // 3d =,{0x00, 0x41, 0x22, 0x14, 0x08} // 3e>,{0x02, 0x01, 0x51, 0x09, 0x06} // 3f ?,{0x32, 0x49, 0x79 , 0x41, 0x3e} // 40 @,{0x7e, 0x11, 0x11, 0x11, 0x7e} // 41 A,{0x7f, 0x49, 0x49, 0x49, 0x36} // 42 B,{0x3e, 0x41, 0x41, 0x41 , 0x22} // 43 C,{0x7f, 0x41, 0x41, 0x22, 0x1c} // 44 D,{0x7f, 0x49, 0x49, 0x49, 0x41} // 45 E,{0x7f, 0x09, 0x09, 0x09, 0x01 } // 46 F,{0x3e, 0x41, 0x49, 0x49, 0x7a} // 47 G,{0x7f, 0x08, 0x08, 0x08, 0x7f} // 48 H,{0x00, 0x41, 0x7f, 0x41, 0x00} / / 49 I,{0x20, 0x40, 0x41, 0x3f, 0x01} // 4a J,{0x7f, 0x08, 0x14, 0x22, 0x41} // 4b K,{0x7f, 0x40, 0x40, 0x40, 0x40} // 4c L,{0x7f, 0x02, 0x0c, 0x02, 0x7f} // 4d M,{0x7f, 0x04, 0x08, 0x10, 0x7f} // 4e N,{0x3e, 0x41, 0x41, 0x41, 0x3e} // 4f O, {0x7f, 0x09, 0x09, 0x09, 0x06} // 50 P,{0x3e, 0x41, 0x51, 0x21, 0x5e} // 51 Q,{0x7f, 0x09, 0x19, 0x29, 0x46} // 52 R,{0x46, 0x49, 0x49, 0x49, 0x31} // 53 S,{0x01, 0x01, 0x7f, 0x01, 0x01} // 54 T,{0x3f, 0x40, 0x40, 0x40, 0x3f} // 55 U,{0x1f, 0x20, 0x40, 0x20, 0x1f} // 56 V,{0x3f, 0x40, 0x38, 0x40, 0x3f} // 57 W,{0x63, 0x14, 0x08, 0x14, 0x63} // 58 X,{0x07, 0x08, 0x70, 0x08, 0x07} // 59 Y ,{0x61, 0x51, 0x49, 0x45, 0x43} // 5a Z,{0x00, 0x7f, 0x41, 0x41, 0x00} // 5b [,{0x02, 0x04, 0x08, 0x10, 0x20} // 5c ?,{ 0x00, 0x41, 0x41, 0x7f, 0x00} // 5d ],{0x04, 0x02, 0x01, 0x02, 0x04} // 5e ^,{0x40, 0x40, 0x40, 0x40, 0x40} // 5f _,{0x00, 0x01, 0x02, 0x04, 0x00} // 60 `,{0x20, 0x54, 0x54, 0x54, 0x78} // 61 a,{0x7f, 0x48, 0x44, 0x44, 0x38} // 62 b,{0x38, 0x44, 0x44, 0x44, 0x20} // 63 c,{0x38, 0x44, 0x44, 0x48, 0x7f} // 64 d,{0x38, 0x54, 0x54, 0x54, 0x18} // 65 e,{0x08, 0x7e, 0x09, 0x01, 0x02} // 66 f,{0x0c, 0x52, 0x52, 0x52, 0x3e} // 67 g,{0x7f, 0x08, 0x04, 0x04, 0x78} // 68 h,{0x00, 0x44, 0x7d, 0x40, 0x00} // 69 i,{0x20, 0x40 , 0x44, 0x3d, 0x00} // 6a j ,{0x7f, 0x10, 0x28, 0x44, 0x00} // 6b k,{0x00, 0x41, 0x7f, 0x40, 0x00} // 6c l,{0x7c, 0x04, 0x18 , 0x04, 0x78} // 6d m,{0x7c, 0x08, 0x04, 0x04, 0x78} // 6e n,{0x38, 0x44, 0x44, 0x44, 0x38} // 6f o,{0x7c, 0x14, 0x14, 0x14 , 0x08} // 70 p,{0x08, 0x14, 0x14, 0x18, 0x7c} // 71 q,{0x7c, 0x08, 0x04, 0x04, 0x08} // 72 r,{0x48, 0x54, 0x54, 0x54, 0x20 } // 73 s,{0x04, 0x3f, 0x44, 0x40, 0x20} // 74 t,{0x3c, 0x40, 0x40, 0x20, 0x7c} // 75 u,{0x1c, 0x20, 0x40, 0x20, 0x1c} / / 76 v,{0x3c, 0x40, 0x30, 0x40, 0x3c} // 77 w,{0x44, 0x28, 0x10, 0x28, 0x44} // 78 x,{0x0c, 0x50, 0x50, 0x50, 0x3c} // 79 y,{0x44, 0x64, 0x54, 0x4c, 0x44} // 7a z,{0x00, 0x08, 0x36, 0x41, 0x00} // 7b {,{0x00, 0x00, 0x7f, 0x00, 0x00} // 7c |, {0x00, 0x41, 0x36, 0x08, 0x00} // 7d },{0x10, 0x08, 0x08, 0x10, 0x08} // 7e <,{0x78, 0x46, 0x41, 0x46, 0x78} // 7f>};# RST definieren 12#CE definieren 11#DC definieren 10#DIN definieren 9#CLK definieren 8void setup(){ for(int i=0; i  800) { LcdXY(27,2); if(dDiff <0.0) LcdWriteString("-"); sonst LcdWriteString("+"); if(dDiff <0,0) dDiff=dDiff*-1.0; // Absolutwert LcdXY(34,2); LcdWriteString(dtostrf(dDiff,4,2,dstring)); } LcdXY(60,2); LcdWriteString("hPa"); eepromOldAdr=eepromAdresse -(eepromDif3*4); // Diff 3h zuruck gehen if(eepromOldAdr <0) eepromOldAdr =eepromMax + 1 + eepromOldAdr; // überlauf dAlt=(float)eepromReadLong(eepromOldAdr)/100.0; // alten Wert lesen dDiff=d-dAlt; // Differenz bilden LcdClearLine(3); LCDXY(8,3); // LcdWriteString("3h:"); if(dAlt> 800) { LcdXY(27,3); if(dDiff <0.0) LcdWriteString("-"); sonst LcdWriteString("+"); if(dDiff <0,0) dDiff=dDiff*-1.0; // Absolutwert LcdXY(34,3); LcdWriteString(dtostrf(dDiff,4,2,dstring)); } LcdXY(60,3); LcdWriteString("hPa"); LcdClearLine(5); // Temperatur ausgeben LcdXY(8,5); LcdWriteString("Temp."); LCDXY(43,5); LcdWriteString(dtostrf(t,4,1,tstring)); LCDXY(73,5); LcdWriteString("C"); eepromAdresse +=4; if(eepromAdresse> eepromMax) eepromAdresse=0; pwrDown(54); // ATmega328 fahrt runter für den Rest der 60 Sekunden}void eepromWriteLong(long lo, int adr) {// long Wert in das EEPROM schreiben // Eingabe :adr Speicherplatz// Eingabe :lo Zahl, Wertebereich -2.147.483.648 bis 2.147 .483.647//// Matthias Busse 23.5.2014 Version 1.0byte von; for(int i=0;i <4;i++) { by =(lo>> ((3-i)*8)) &0x000000ff; EEPROM.write(adr+i, by); }} // eepromWriteLonglong eepromReadLong(int adr) {// long int Wert aus 4 Byte EEPROM lesen// Eingabe :adr bis adr+3// Ausgabe :long Wert//// Matthias Busse 23.5.2014 Version 1.0long lo=0; for (int i =0; i <3; i ++) { lo + =EEPROM.read (adr + i); lo =lo <<8; } lo +=EEPROM.read(adr+3); return lo;} // eepromReadLongvoid LcdWriteString(char *characters) { // String ausgeben while(*characters) LcdWriteCharacter(*characters++);}void LcdWriteCharacter(char character) { // ASCII Zeichen ausgeben aus der Tabelle oben for(int i =0; i <5; i++) LcdWriteData(ASCII[Zeichen - 0x20][i]); LcdWriteData(0x00); }void LcdWriteCmd(byte cmd){ // Kommando an Display senden digitalWrite(DC, LOW); // DC-Pin ist niedrig für Befehle digitalWrite (CE, LOW); shiftOut(DIN, CLK, MSBFIRST, cmd); //Serielle Daten übertragen digitalWrite(CE, HIGH);}void LcdWriteData(byte cmd){ // Daten an Display senden digitalWrite(DC, HIGH); // DC-Pin ist für Daten hoch digitalWrite (CE, LOW); shiftOut(DIN, CLK, MSBFIRST, cmd); //Serielle Daten übertragen digitalWrite(CE, HIGH);}void LcdClearScreen() { // Bildschirm leeren for(int i=0; i <504; i++) LcdWriteData(0x00);}void LcdClearLine(int line) { // Zeile leeren LcdXY(0, Zeile); for(int i=0; i <84; i++) LcdWriteData(0x00);}void LcdXY(int x, int y) { // an X / Y Position gehen LcdWriteCmd(0x80|x); // Spalte LcdWriteCmd(0x40|y); // Zeile}void bmp180_read_temperature_and_pressure(int* temp, long* druck) {int ut=bmp180_read_ut();long up =bmp180_read_up();long x1, x2, x3, b3, b5, b6, p;unsigned long b4, b7; x1 =((lang)ut - ac6) * ac5>> 15; //Temperatur berechnen x2 =((long) mc <<11) / (x1 + md); b5 =x1 + x2; *temp =(b5 + 8)>> 4; b6 =b5 - 4000; //Druck berechnen x1 =(b2 * (b6 * b6>> 12))>> 11; x2 =ac2 * b6>> 11; x3 =x1 + x2; if (oversampling_setting ==3) b3 =((int32_t) ac1 * 4 + x3 + 2) <<1; if (oversampling_setting ==2) b3 =((int32_t) ac1 * 4 + x3 + 2); if (oversampling_setting ==1) b3 =((int32_t) ac1 * 4 + x3 + 2)>> 1; if (oversampling_setting ==0) b3 =((int32_t) ac1 * 4 + x3 + 2)>> 2; x1 =ac3 * b6>> 13; x2 =(b1 * (b6 * b6>> 12))>> 16; x3 =((x1 + x2) + 2)>> 2; b4 =(ac4 * (uint32_t) (x3 + 32768))>> 15; b7 =((uint32_t) up - b3) * (50000>> oversampling_setting); p =b7 <0x80000000 ? (b7 * 2) / b4 :(b7 / b4) * 2; x1 =(p>
> 8) * (p>
> 8); x1 =(x1 * 3038)>> 16; x2 =(–7357 * p)>> 16; *druck =p + ((x1 + x2 + 3791)>> 4);} unsigned int bmp180_read_ut() { write_register(0xf4,0x2e); Verzögerung(5); //mehr als 4.5 ms return read_int_register(0xf6);} void bmp180_get_cal_data() {ac1 =read_int_register(0xAA); ac2 =read_int_register(0xAC); ac3 =read_int_register(0xAE); ac4 =read_int_register(0xB0); ac5 =read_int_register(0xB2); ac6 =read_int_register(0xB4); b1 =read_int_register(0xB6); b2 =read_int_register(0xB8); mb =read_int_register(0xBA); mc =read_int_register(0xBC); md =read_int_register(0xBE);} long bmp180_read_up() { write_register(0xf4,0x34+(oversampling_setting<<6)); delay(pressure_waittime[oversampling_setting]); unsigned char msb, lsb, xlsb; Wire.beginTransmission(I2C_ADDRESS); Wire.write(0xf6); Wire.endTransmission(); Wire.requestFrom(I2C_ADDRESS, 3); while(!Wire.available()) {} // warten msb =Wire.read(); while(!Wire.available()) {} // warten lsb |=Wire.read(); while(!Wire.available()) {} // warten xlsb |=Wire.read(); return (((long)msb<<16) | ((long)lsb<<8) | ((long)xlsb))>>(8-oversampling_setting);} void write_register(unsigned char r, unsigned char v) { Wire.beginTransmission(I2C_ADDRESS); Wire.write(r); Wire.write(v); Wire.endTransmission();} char read_register (unsigned char r) {unsigned char v; Wire.beginTransmission(I2C_ADDRESS); Wire.write(r); Wire.endTransmission(); Wire.requestFrom(I2C_ADDRESS, 1); while(!Wire.available()) {} // warten v =Wire.read(); Return v;} int read_int_register (unsigned char r) {unsigned char msb, lsb; Wire.beginTransmission(I2C_ADDRESS); Wire.write(r); Wire.endTransmission(); Wire.requestFrom(I2C_ADDRESS, 2); while(!Wire.available()) {} // warten msb =Wire.read(); while(!Wire.available()) {} // warten lsb =Wire.read(); return (((int)msb<<8) | ((int)lsb));}void pwrDown(int sekunden) { set_sleep_mode(SLEEP_MODE_PWR_DOWN); // den tiefsten Schlaf auswahlen PWR_DOWN for(int i=0; i  ergibt ca. 1 Sekunde WDTCSR =WDTCSR | B0100000; // Watchdog Interrupt einschalten MCUSR =MCUSR &B11110111;} ISR(WDT_vect) { sleepcounter ++; // Schlafzyklen mitzahlen}

Schaltpläne