Estação meteorológica Arduino Ultra Low Power: 5 etapas

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

Este guia irá mostrar como construir uma estação meteorológica de superbaixa energia usando um arduino nano, um bme 280 e o módulo de rádio rf433, que durará cerca de 1,5 a 2 anos com 2 LiPo 18650 e a capacidade de expandi-lo adicionando mais sensores e um painel solar.

Etapa 1: peças

Transmissor:

• 1 x Arduino Pro mini (com o LED de alimentação e o regulador de tensão removidos)
• 1 x sensor Bme280 (qualquer sensor serviria, basta adicionar alguns bits de código)
• 1 x conversor Buck (o mais eficiente possível, OPCIONAL)
• 1 x diodo (OPCIONAL)
• 2 x 18650s (qualquer bateria serviria se estivesse na faixa de 2-5,5 V)
• 1 x tábua de pão
• Alguns cabeçalhos e cabos masculinos e femininos
• 1 x transmissor Rf433 (com antena)
• 1 x painel solar (OPCIONAL)
• 1 x invólucro à prova de intempéries (usei um velho Tupperware)

Destinatário:

• 1 x Arduino Pro mini (neste caso, qualquer arduino serviria)
• 1 x display de cristal líquido
• 1 x receptor Rf433 (com antena)

Etapa 2: Construa

Conecte tudo de acordo no protoboard para o receptor, certifique-se de fazer a antena de acordo com a frequência do seu módulo com uma página como esta. O comprimento da antena deve ser o mesmo para o receptor e o transmissor.

Etapa 3: O Código

O código do transmissor é otimizado para baixa potência usando a biblioteca LowPower.h e a biblioteca bme280 da adafruit.

O receptor do outro lado não tem otimização para baixa potência, embora você mesmo possa adicioná-lo facilmente.

Algumas opções são comentadas no código para economizar energia, mas podem ser facilmente descomentadas para fins de depuração.

Etapa 4: Resultados

Medir a corrente do lado do transmissor mostra uma corrente de repouso de cerca de 11uA. Ele faz isso por cerca de 24 segundos e, em seguida, transmite a temperatura, a umidade e a pressão barométrica. Levando cerca de 350 ms para fazer isso e usando cerca de 11,5 mA. Mas você pode adicionar facilmente seus próprios sensores e expandir a estação meteorológica.

Para calcular o tempo de execução, usei esta calculadora útil da Oregon embutida. Substituir os valores na calculadora online mostra-nos um tempo de execução de cerca de 1,5 anos, o que é bastante aceitável levando-se em consideração os dois LiPos de 1.500mAh que estão instalados. Por outro lado, com o painel solar o tempo de funcionamento seria ilimitado com este tipo de consumo.

Mais tarde irei adicionar um ic de proteção de bateria, ou algum código para monitorar a bateria

Espero que tenha achado útil, qualquer dúvida ou correção fique à vontade para deixá-las abaixo

Etapa 5: EDITAR:

Mudei o módulo rf433 com uma placa nrf24l01 e uma antena, e para o receptor, adicionei um esp8266 e usei o Blynk para obter as informações no meu telefone, com esta configuração você pode ter várias estações meteorológicas com um receptor se comunicando de volta para o seu telefone. Se alguém quiser o esquema de código ou o PCB personalizado que desenvolvi, sinta-se à vontade para falar comigo.