Estação meteorológica solar ESP32: 4 etapas (com fotos)

2025 Autor: John Day | [email protected]. Última modificação: 2025-01-23 15:03

Para meu primeiro projeto de IoT, eu queria construir uma estação meteorológica e enviar os dados para data.sparkfun.com.

Uma pequena correção: quando decidi abrir minha conta no Sparkfun, eles não estavam aceitando mais conexões, então escolhi outro coletor de dados IoT, thingspeak.com.

Continuando…

O sistema será colocado na minha varanda e irá recuperar a temperatura, umidade e pressão do ar. O microcontrolador selecionado para este projeto é o FireBeetle ESP32 IOT Microcontroller fornecido pela DFRobot.

Verifique a página wiki do DFRobot para obter mais informações sobre este microcontrolador e como fazer o upload do código usando o Arduino IDE.

Todos os parâmetros físicos são fornecidos pelo sensor BME280. Verifique também a página wiki para mais informações.

Para ativar o sistema completamente "sem fio", a energia necessária é fornecida por dois painéis solares de 6V que podem fornecer 2W de energia. As células serão conectadas em paralelo. A produção de energia é então armazenada em uma bateria de íon de lítio de polímero de 3,7 V com capacidade de +/- 1000 mAh.

O módulo Solar Lipo Charger da DFRobot será o responsável pela gestão da energia.

Etapa 1: Componentes

Para este projeto, você precisará de:

• 1x - DFRobot FireBeetle ESP32 IOT
• 1x - Gravidade DFRobot - I2C BME280
• 1x - DFRobot 3.7V Polímero de íon de lítio
• 1x - Carregador Solar Lipo DFRobot
• Painel solar 2x - 6V 1W
• 1x - Perfboard
• 1x - Cabeçalho Feminino
• 1x - invólucro / caixa
• Fios
• Parafusos

Além disso, você precisará das seguintes ferramentas:

• Pistola de cola quente
• Ferro de solda
• Furadeira

Etapa 2: Montagem

O Microcontrolador FireBeetle ESP32 IOT é alimentado pela bateria 3,7 V que está conectada ao Carregador Solar Lipo na porta de entrada da bateria. As células solares são conectadas nas portas PWR In. As portas Vcc e GND do Microcontrolador FireBeetle ESP32 IOT são conectadas às portas Vout do Carregador Solar Lipo.

A alimentação do BME280 é fornecida pela porta de 3,3 V no microcontrolador FireBeetle ESP32 IOT. A comunicação é feita através das linhas I2C (SDA / SCL).

Para consertar todos os componentes da caixa usei um perfboard, alguns conectores e fios.

Para as células solares, usei apenas cola quente para fixá-las na tampa superior da caixa. Como a caixa já tinha furos, não há necessidade de fazer mais:)

Nota: Diodos devem ser colocados nos painéis solares para evitar danificá-los e descarregar a bateria.

Você pode ler mais sobre isso em:

www.instructables.com/community/Use-of-diodes-when-connecting-solar-panels-in-para/

Etapa 3: Código

Para você usar meu código, algumas mudanças são necessárias.

O primeiro é definir o nome e a senha da sua rede wi-fi. A segunda é obter uma chave de API de Thingspeak.com. Vou explicar isso abaixo. Além disso, você pode definir um novo intervalo de sono, se desejar.

Thingspeak.comSe você não tiver uma conta no Thingspeak, deverá acessar www.thingspeak.com e se registrar.

Depois que seu e-mail for verificado, você pode ir para Canais e criar um novo canal. Adicione as variáveis que você deseja enviar. Para este projeto, Temperatura, Umidade e Pressão.

Role para baixo e pressione "Salvar canal". Depois disso, você pode clicar em Chaves API. E recupere a chave de gravação da API. Em seguida, adicione-o ao seu arquivo de código.

Se tudo estiver correto, sua estação meteorológica pode começar a enviar dados para o seu canal.

Etapa 4: Conclusão

Como sempre nos meus projetos vou dar espaço para melhorias futuras, isso não é diferente.

Durante o desenvolvimento, comecei a me preocupar com o consumo de energia do sistema. Já coloquei o ESP32 e o BME280 para dormir e mesmo assim tenho um consumo em torno de 2mA !!! Sendo o BME280 o grande responsável por isso, provavelmente irei precisar de um interruptor para desligar completamente o módulo durante o modo de hibernação.

Outro recurso interessante seria recuperar a tensão da bateria. Depois de alguma investigação e teste de algumas funções internas do ESP32, nada funcionou. Portanto, provavelmente irei adicionar um divisor de tensão e conectá-lo a uma entrada analógica e ler diretamente a tensão. Informe se você encontrar uma solução melhor.

Por favor, escreva-me se você encontrou algum erro ou se você tiver alguma sugestão / melhoria ou dúvida. "Não fique entediado, faça alguma coisa"