Tesina

Tesina

Stazione Meteo

 

E’ possibile visualizzare i dati raccolti dalla stazione meteo al seguente link:

https://www.simoneluconi.com/meteo/

 

Presentazione

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L’idea

Volevo realizzare qualcosa che fosse sia utile, ed allo stesso tempo interessante e difficilmente visto prima d’ora. Molti nella mia stessa situazione, ossia con le mie stesse conoscenze e stesso indirizzo scolastico, avrebbero puntato a realizzare una casa domotica, ma a mio parere è una tesina già vista e stravista, inoltre sono già impegnato a cercare di domotizzare la mia casa, quindi non sono interessato a crearne un’altra in miniatura che finirà il suo scopo una volta finito l’esame. Così visto che uno dei miei sensori che già utilizzavo per monitorare la temperatura esterna di casa si era rotto, data la lunga esposizione alla pioggia, ho deciso di realizzare una stazione meteo che contenesse anche altri sensori e che potesse essere facilmente collocata ovunque, sia in casa che fuori casa.

Scelta dei materiali

Per essere collocata ovunque il micro-controllore doveva essere dotato di WiFi e la scelta è obbligatoriamente ricaduta sulla ESP8266 vista la sua economicità, popolarità e facilità d’uso.

La scelta dei sensori da utilizzare è stata influenzata dal fatto che questo modello di ESP8266 ha solamente un ADC (Analog to Digital Converter) e quindi ho potuto scegliere solamente un sensore che avesse la necessita di questo pin, in questo caso il sensore di qualità dell’aria, il MQ-135. Per il sensore di CO2 e VOC ho utilizzato il CCS811, uno dei più economici e affidabili in commercio.

Per il sensore di temperatura e umidità mi sono orientato sul DHT-22 uno dei più affidabili e precisi sensori sul mercato, mentre per il sensore di pressione ho usato il BMP-180, anch’esso uno dei più famosi e precisi sul mercato, integra anche un sensore di temperatura, ma non è così preciso come quello del sensore precedente, dato che serve principalmente da supporto per fare calcoli più precisi sulla pressione (dato che è anche influenzata anche dalla temperatura) e quindi non viene usato.

Elenco dei materiali:

  • DHT-22 (2€): Sensore di Temperatura e Umidità
  • BMP180 (1€): Sensore di pressione (e temperatura) digitale
  • MQ-135 (1,16€): Sensore di qualità dell’aria (Benzene, Alcohol e fumo)
  • CCS811 (8€): Sensore CO2 e VOC.
  • ESP-12 8266 Development Board (3€): Micro-controllore con WiFi integrato

 

DHT-22
BMP-180
MQ-135
CCS811
ESP-12 8266

 

Funzionamento

I dati raccolti volevo venissero inviati tramite MQTT, un protocollo che richiede pochissime risorse di rete che è nato principalmente per l’IOT, ad OpenHab, un software open-source per l’automazione di abitazioni, e quindi che potesse comunicare con il mio sistema di casa domotica. Inoltre volevo che i dati venissero pubblicati online per essere consultati da chiunque, e quindi essere utili agli abitanti della zona. I due sistemi possono funzionare indipendentemente l’uno dall’altro.

L’idea originale prevedeva anche l’utilizzo di una batteria interna e un pannello solare per ricaricarla, ma visto l’elevato consumo del sensore di qualità dell’aria in quanto ha bisogno di essere riscaldato, l’idea è stata poi scartata, in quanto la durata della batteria sarebbe stata piuttosto breve, ed un pannello solare di piccole dimensioni non sarebbe stato sufficiente a ricaricarla. Inoltre è stata anche abbandonata l’idea di utilizzare la batteria come batteria “tampone” in caso di mancanza di elettricità, in quanto se non c’è elettricità, il modem non funzionerà, e quindi non ci sarà la connessione internet per pubblicare i dati.

La stazione meteo effettua una lettura di tutti i sensori ogni 10 secondi e li invia tramite MQTT, se impostato, mentre per limitare la quantità di dati pubblicata online, questa viene fatta ogni 15 minuti, per un totale di 96 campionamenti al giorno. Il micro-controllore effettua una chiamata HTTP in POST ad una API scritta in PHP che prende i parametri passati dal micro-controllore e li salva in un database MySQL.

La pagina web effettua a sua volta la chiamata alla API che restituisce i dati leggendoli dal database e li mostra. Nella pagina infatti possibile visualizzare gli ultimi dati registrati e lo storico con la possibilità di scegliere la data. Inoltre è possibile anche visitare una sezione statistiche con le medie dei vari dati mese per mese.

Realizzazione del case in 3D

Volevo realizzare un case elegante, ma allo stesso tempo semplice, anche per le limitazioni dovute alla stampa dovendo utilizzare la mia stampante 3D molto basica.

Case per la stazione meteo.
Coperchio per la stazione meteo.
Case in stampa.

 

Risultato finale

Case stampato con tutti i sensori montati

 

Tutti i sensori sono stati montati e la stazione meteo è stata posizionata all’esterno per il campionamento dei dati, inoltre posso controllare i dati sia da OpenHab che da Amazon Alexa.

E’ possibile visualizzare i dati raccolti dalla stazione meteo al seguente link:

https://www.simoneluconi.com/meteo/