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Meteo Arduino

Costruire una stazione meteo professionale con Arduino

Capitolo 1 - Strumenti e Sensori

Ci sono moltissimi modi per costruire una stazione meteo con arduino. Cercherò di utilizzare strumenti e sensori nel modo più semplice possibile. Inanzitutto partiamo con gli strumenti che vi servono per poter costruirla ed inviare i dati ai nostri server. Dati che poi troverete anche nell’applicazione dedicata: https://bit.ly/2R1neav disponibile su Google Play gratuitamente e consultabile da tutti.

Strumenti Essenziali: 

  1. https://store.arduino.cc/arduino-mkr-wifi-1010
  2. https://www.homotix.it/vendita/pressione-temperatura-umidita/sensore-di-pressione-temperature-umidita-gy-bme280
  3. https://www.homotix.it/vendita/breadboards/breadboard-830-punti
  4. https://www.homotix.it/vendita/jumpers-cavi/kit-jumper-dupont-200mm
  5. https://www.homotix.it/vendita/gas/sensore-qualita-dell-aria-con-ccs811
 

Per i momento ci fermiamo qua e vediamo nel dettaglio la spesa complessiva:

  1. Arduino nano mkr wifi 1010 Costo: 30 Euro
  2. Sensore di Pressione Temperatura Umidità GY-BME280-3.3 Costo: 6 Euro
  3. Breadboard da 830 Punti: Costo 1,62 Euro
  4. Kit Cavi vari: Costo 2,90 Euro
  5. Sensore di Qualità dell’Aria con CCS811: Costo Euro: 18,41
 

Tutto questo per un totale di spesa di Euro 58,93. Ma cosa abbiamo o stiamo per comperare?

Una versione modificata di arduino chiamata mkr 1010 che, oltre ad essere un arduino nano classico possiede anche il Wifi. Avrei potuto scegliere un semplice arduino nano da 7/8 euro e una scheda wifi a parte ma avrei risparmiato pochissimo e la difficoltà di implemenazione sarebbe stata avanzata. Non ne valeva la pena. Un sensore tutto fare di altissima precisione BME280 che consente di misurare pressione, temperatura e umidita. Una Breadboard dove lavorare. Un kit di cavi per collegare i vari sensori ad arduino già con pin e un sensore di qualità dell’aria che misura la concentrazione di Co. Ma vediamo in dettagli i sensori e il loro funzionamento

Arduino mkr Wifi 1010

Arduino mkr Wifi 1010 possiamo dire che è una specie di arduino nano dotato di connessione Wifi. Inoltre possiede una porta per le batterie Lipo che durante un blackout viene utilizzata per non far spegnere il nostro arduino. Arduino mkr 1010 funziona con i pin a 3.3 Volt quindi bisogna fare attenzione ai sensori che si utilizzano e preferire sensori a 3.3V.  Nella lista che vi ho preparato HoMotix ( Un venditore affidabile e velocissimo che consiglio moltissimo. In 2 giorni avete il materiale ) ho scelto tutti componenti funzionanti a 3.3V. Per poter utilizzare e gestire i collegamenti WiFi con Arduino Mkr 1010, c’è a disposizione una libreria apposita detta WiFiNINA che vedremo assieme nel dettaglio.  Ho optato per questa soluzione integrata per evitare antenne fuori casa o altri componenti che avrebbere causato difficoltà nell’implementazione. 

Sensore Gy-bme280 3.3v

Il Sensore di Pressione GY-BME280 è in grado di misurare la pressione barometrica, l’umidità e la temperatura permettendo di realizzare una stazione metereologica completa utilizzando un singolo sensore.
Il GY-BME280 misura la pressione atmosferica da 30kPa a 110 kPa, la temperatura da -40°C a +85°C e l’umidità da 0 a 100%RH.
Il sensore viene alimentato a 3,3Vcc ed il segnale in uscita è disponibile tramite bus I2C ( Anche di questo ci occuperemo durante l’implementazione ). Vedete dall’immagini 6 pin ma in realtà noi ne utilizzeremo 4.

Caratteristiche tecniche:

  • Alimentazione a 3,3Vcc
  • Comunicazone I2C
  • Gamma di misura della pressione da 30.000Pa a 110.000Pa con una risoluzione fino a 12Pa
  • Gamma di misura della temperatura da -40°C a +85°
  • Gamma di misura dell’umidità da 0 a 100%RH con una risoluzione uguale o inferiore al 3% (da 20%RH a 80%RH
  • Misure di altitudine da 0 a 9.200m con una precisone di 1m a livello del mare e di 6,6m a 9.200m

Sensore di Qualità dell'Aria con CCS811

Questo è un magnifico sensore di una precisione incredibili che misura i liveli di eCO2 e TVOC ( Composti organici volatili ) che sono Clorofluorocarburi e clorocarburi, Benzene, Cloruro di metilene, Percloroetilene,Metil-terz-butil etere,Formaldeide. Tutte sostanze cancerogene e tumorali per la salute umana. Anche le pitture che date in casa nel lungo tempo rilasciano determinati composti VOC. Infatti dove lavoro hanna creato ecoPitture Italiane www.ecopittureitaliane.it VOC Free cioè dove non sono presenti questi composti volatili. Dopo essere stato collegato al microcontrollore tramite una interfaccia I2C restituirà una lettura totale dei composti organici volatili (TVOC) e una lettura dell’ anidride carbonica equivalente (eCO2).
Allinterno del Il CCS811 sono presenti il sensore e un piccolo microcontrollore che controlla l’alimentazione, si occupa della conversione analogico-digitale e fornisce l’interfaccia I2C.
Il sensore misura la concentrazione eCO2 entro una gamma compresa tra 400 e 8192 parti per milione (ppm) e la concentrazione TVOC (Totale del composto organico volatile) entro una gamma compresa tra 0 e 1187 parti per miliardo (ppb).

Breadboard e cavetteria varia

Questi due componenti essenziali servono per facilitarvi la costruzione e l’implementazione dei vari sensori. La prima è una Breadboard da 830 Punti con dimensione di 16,5 x 5,5 centimetri inoltre sui lati sono presenti due linee di alimentazione che permettono di utilizzare due tensioni diverse anche se noi non le utilizzeremo perchè usiamo solo i 3.3V di arduino 1010. Poi ci sono i cavi Maschio Maschio e Maschio Femmina che sono fatti appositamente per arduino e la Breadboard. Questi sono essenziali per cominciare. Quando avrete più domestichezza potrete anche farne a meno. Ma così resta un circuito leggibile e pulito.

Per il momento ci fermiamo qua con la prima parte di questa guida. Lo so manca anemometro e altri sensori come l’indiceUv, etc ma non neccessari per avere delle prime letture molto interessanti e da interpretare. Ne parleremo quando amplieremo la nostra stazione meteo con nuovi componenti. Nel prossimo capitolo ora implementeremo tutti i sensori di questa prima parte in modo dettagliato e capiremo come inviare il tutto ad arduinometeo.eu per far si che i vostri dati siano leggibili dall’applicazione Android e dal sito. Vi consiglio vivamente homotix.it per l’acquisto della componentistica per due ragioni: Il negozio testa tutti i prodotti prima di venderli e si ha un’ottima assistenza tecnica che amazon o altri negozi non hanno.