arduino wetterstation

[Sundog]

mahlzeit gemeinde

ich mach mal einen eigenen thread auf um fortschritt und rückschläge
auf dem weg zur eigenbau wetterstation zu dokumentieren.

mittlerweile hat sich der markt durch stecksysteme und allerlei bastler
wie auch programmierer extrem vereinfacht.
wenn man nicht zwei linke hände hat und weiss, was plus und minus bedeuten,
dann ist der halbe weg zur einfachen basis schon geschafft

ich habe mich für eine basis hardware von sainsmart entschieden ..
bestehend aus 7 zoll tft touchscreen, adaptershield zum einfachen aufstecken,
wie auch ein (leider falsch ausgesuchtes) due board .. das zwar extrem schnell
arbeitet, aber kaum von der community unterstützt wird .. das fängt schon beim
anderen compiler an. hier sei also auf die bessere wahl eines mega boards hingewiesen.

bisher also alle drei grundkomponenten einfach steckbar!
die basis programmiersoftware mit compiler (IDE mit vielen demos) auf den rechner laden
https://www.arduino.cc/en/Main/Software ..
jetzt noch eine simple usb verbindung herstellen und los gehts mit testen

man bemerkt schnell .. da geht im schlechtesten fall nix
das liegt einfach an verschiedener hardware und deren meist fehlenden
parametern, ohne die, gibts keine ansteuerung zur nötigen hardware kommunikation.
das board sendet also daten zum tft, dieser bleibt aber schwarz oder wird weiss etc.
meist werden die geräte dann als nicht funktionierend zurück gesendet.
ebenso die daten kanäle betreffend touch vorsatz .. alles nur parameter sache

richtig geil wirds, wenn dann zb. ein erstes geflashtes grafik demo anläuft ..
sozusagen die erste hürde genommen wurde.

wenn man dann irgendwann die richtigen einstellungen eingepflegt hat, kommts
erste testen, mit zb. tft touchfield kalibrierung, welche die daten für die config errechnet.

danach kann man richtig in der arduino beiliegenden beispiel sektion wühlen.
hier und da mal versuchen, den programmcode zu manipulieren um zu verstehen.
programmiert wird mit c/c++ .. was mich als eingefleischten php scripter mächtig
an die anfänge des programmierens befördert hat. (compiler motzen ohne ende )

dazu kommt, wenig zeit fürs projekt .. aber ich habe nicht locker gelassen
mittlerweile habe ich folgendes erstes ziel bewältigt ..

1. hardware funktioniert
2. ich kann mittlerweile meine ideen rogrammieren.
3. multifunktions (nicht nur) wetterstation nimmt gestalt an.
4. basis station (inhouse messung ohne funk) incl. sd-log soweit fertig gestellt.
5. tft ws-design grob entworfen incl sun up/down time und grafische mondphase.
6. logdaten werden auch auf tft geplottet, z.zt 24h plot neu aufbauend 0 uhr.
7. angeschlossene sensoren bosch bme280 (t/h hpa) und rtc (perfekt laufendes zeitmodul)
8 .. vorbereitung zur konstruktion eines gehäuses und externer ventilsteuerungen
für den 7 zöller und seine paar zusatzteile um diese dann mit meinem 3d- drucker anfassbar
zu machen.

in planung .. umstieg auf mega board mit entsprechendem shield zur übernahme des 7" tft
alle bisher geöffneten funkprotokolle nutzen, zum auswerten aller möglichen sensoren.
evtl. laufende anzeige aller empfangbaren pakete und das sind nicht wenige.

später, eigenes funkprotokoll zur ungestörten realisierung einer aquaponic anlage
bidirektionale überwachung / kommunikation und fernzugriff auf sensorische elemente,
wie auch ventilsteuerungen.

hätte ich nix verpflichtendes im nacken, würde ich das dingen in wenigen wochen realisieren.   

hier mal ein foto-ausschnitt vom derzeitigen 20.11.16 stand.

[Sundog]

kleine erweiterung .. min/max werte eingepflegt und erscheinungsbild etwas umgestaltet.
diesmal eiin gesamtbild des 7" tft screens.

[falk]

Wenn ich das richtig lese, planst du eine vollautomatische Pflanzenversorgung? Was gehört noch dazu?

Sehr schön wäre es natürlich auch, wenn du das Projekt der Community zugänglich machen würdest, z.B. unter GitHub. Hast du daran schon gedacht?

[Sundog]

@falk
wahrscheinlich werde ich - in etwa einem halben jahr, zum angestrebten ziel kommen,
sofern alles private wie im moment bleibt
dann werde ich bestimmt einiges public machen, weil selbstversorgung in zukunft
unumgänglich wird. .. die esskultur wird sich massgeblich verändern und dabei hilft,
was ich jetzt versuche fertig zu stellen. .. ob im fensterbank gewächshaus zur anzucht,
oder in der überdimensionalen gärtnerei bzw. im heizungskeller.
mein umgesetzter gedanke soll (schneller als üblich) nahrung in der unmöglichsten situation gewährleisten.
wer schon mal informationen zum thema sammeln will, der kann unter folgendem link mal
visuell schnuppern. https://www.youtube.com/results?search_query=aquaponic
diese systeme sollen jedem menschen zugang zur freien nahrung ermöglichen.
wasser gibts für einmalig kleines geld per watercone. http://www.watercone.com/product.html
die kosten würden etwa 0,001% von den pharmakosten einnehmen, die jetzt in die
ärmsten länder gepumpt werden, statt nahrung und brunnenbohrung!
mehr muss man dazu nicht schreiben.

nachtrag: jetzt hätt ich fast vergessen, min/max werte mit letzter uhrzeit fertig gestellt
der eigentliche programmcode liegt derzeit bei 30kb, ohne fonts und moonpic.

[falk]

Das hört sich ja hochinteressant an. Eine Nominierung für den Alternativen Nobelpreis ist dir sicher 

[Sundog]

so, habe den tft shield für den arduino mega r3 erhalten ..
das war unlustig! .. sinnfreie lötbrücken, die wahrscheinlich zum abrauchen geführt hätten.
die programm-anpassung war auch nicht einfach, da andere ports genutzt werden.
die i2c strecke für die sensoren musste ich (da ein 5v arduino) auf 3.3v level umsetzen,
wegen der genutzten 3.3v sensorik.

jetzt läuft alles .. wie schon beim arduino (due) vorher. 

als nächstes werde ich mal einige funkmodule testen.

was mir noch aufgefallen ist ..
selbst der hersteller rät zu einem netzteil für den betrieb des 7 zöllers mit shield,
weil angeblich usb versorgung unzureichend ist.
absoluter nonsens! .. aber vielleicht sollte er mal seine fehlerhaft gemachten
lötbrücken überdenken, die den schleichenden hitzetod auslösen und last erzeugen.

erst mal pause machen ..

[Sundog]

.. unerwartet zeit zum gehäuse entwerfen und 3d testdruck gehabt.
passt alles mit 0,1mm passgenauigkeit

[Sundog]

gestern habe ich den 433 rfm69 rx/tx auf den spi strang eingelötet und in betrieb genommen.
das war schon eine harte nuss .. weil der bereits genutzte 7 zoll tft alle üblich genutzten datenpins belegt.
nach einigen versuchen und studium der mega2560 pinbeschaltung, wie auch vorschaltung der
bidirektionalen 3.3v <> 5v level shifter, ging der erste dauerlauf auf sendung .. alle 30 sek. ein paket abgesetzt (bei minimalster programmierbarer sendeleistung) .. der bisherige hardware und programmierstand zeigte sich unbeeinflusst stabil .. ich habe allerdings noch keinen weg gefunden,
allgemein abhörbare pakete zu empfangen und darzustellen. dieses modul und seine library ist
extrem umfangreich programmierbar.

nachtrag: von diesen modulen können bis zu 3 parallel laufen = 3 mögliche frequenzbereiche.

[Sundog]

und wieder einen schritt weiter ..
die gegenstelle (der eigentliche pflanzenwächter), ist jetzt im funktechnischen wechselbetrieb.
bidirektional basis server<>erster client .. ein arduino nano mit spi levelshifter zum rfm69 transceiver.
testlauf in 30 sekunden paketen mit daten vom client zum server und server antwortet mit testweise einem timestamp, der natürlich mit beliebigen daten wechselbar ist.
das funkprotokoll habe ich auf OOK format zu 3 paketen auf 4800 baud programmiert ..
wobei der client innerhalb der 3 pakete abbricht, wenn der server ihm ein rx ok sendet.

der kleine testbau sieht etwas wüst aus und wird später wahrscheinlich mit (artgerechter )
platine versehen, damit die kabel verschwinden. 

[Sundog]

update: nach feuchtemesser bestückung eines mini blumentopfes, in dem eine mittlerweile
3 jährige peperoni pflanze wächst .. wird das gemapte topferde-feuchte signal 0-100% zur basis übertragen.
das protokoll habe ich von amplituden moduliert auf frequenzmoduliert gewechselt und kann
bei ca 3000 versendeten bidirektionalen paketen nur 2 als einseitig abschreiben
diese minimale ausfallquote überrascht mich extrem und rundet die erwartung zum positiven.
die amplitudenmodulierten pakete waren von massenhaft verlusten gezeichnet.

jetzt werden wohl t/h und helligkeitsmessung ihren weg ins funkpaket finden ..