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Langzeitwetteraufzeichnung mit dem Arduino Nano

In diesem Projekt geht es um eine kleine Wetterbox die über einen langen Zeitraum Temperatur, Luftdruck und Luftfeuchtigkeit aufzeichnen soll. Die Box soll einen möglichst geringen Stromverbrauch haben und sich per Solarpanel und Lithium-Ionen Akku versorgen. Auf eine Anzeige per LCD Display wurde daher verzichtet. Als Arduinovariante wurde der Nano ausgewählt, der mit einer speziellen Programmierung weitestgehend in den PowerSave Mode gesetzt wird. Der Autor stützt sich dabei auf den Artikel Winterschlaf für Arduino von Alexander Schulz. Die gemessene Stromaufnahme liegt bei 11 mA, während im Dauerbetrieb der Nano 24mA aufnimmt.

Die unten stehende Stückliste zeigt die verwendeten Materialen. Das Programm schreibt jede Minute Datum, Uhrzeit, Luftdruck, Luftfeuchte und Temperatur in eine *.csv Datei auf die micro SD Karte. Jeden Tag um 00:00 Uhr wird eine neue Datei angelegt. Die Dateien können später in Excel eingelesen werden und als Kurve dargestellt werden.

Zur Stromversorgung wurde ein 12V, 5 Watt Solarmodul verwendet. Ein Stepdown Converter setzt die Spannung auf stabile 5 Volt herab. Die Stepdown Konverter sind für den Einsatz im Auto/Camping gedacht, um aus dem 12V Bordnetz eine 5V Ladespannung für Handys zu erzeugen. Das "12V" Solarmodul liefert in Wahrheit 18V, was als Ladespannung für den LiPo Akku zu hoch wäre. Der 3.7V Akku (Bauform 18650) wird über ein Lademodul bis zu rmaximal zulässunge Spannung (4.2V) tagsüber aufgeladen. Das Lademodul besitzt gleichzeitig eine Überwachung bei der Entladung, da Li-Akkus nicht unter 3V entladen werden sollen. Am Ausgnag des Lademoduls ist  ein StepUp Konverter angeschlossen der aus demn 3.0V ... 4.2V konstant 5V Augngsspannung für den Nano liefert.

Wer gar nicht löten mag kann das Ganze auf einem Breadbord aufbauen. Anderfalls empfiehlt sich die Verwendung einer Lochraster - oder Streifenleiterplatte.

Wetterbox II mit Arduino Nano auf dem Breadboard

Bei dem BME/P 280 Barometer Sensor  gibt es zwei Varianten! Die Eine benutzt als I²C Adresse 0x77 und die andere 0x76. Klarheit verschafft das kleine Testprogramm i2c_adresse.ino das nach dem Start über den seriellen Monitor die korrekte Adresse anzeigt. In der BMP 280 Bibliothek ist als Adresse 0x77 eingetragen.

 I2C ADDRESS/BITS

 #define BMP280_ADDRESS      (0x77)

Eventuell muss also die Adresse in der Datei Adafruit_BMP280.h auf 0x76 geändert werden.

Arduino Programmfile: Thermometer8.ino

Bibliotheken: LowPower.h , BMP280.h, RTClib.h, DHT.h, SdFat.h

Stückliste Wetterbox II mit Arduino Nano.pdf

Stromlaufpläne: baro_nano1.png, LiPO_charger.png


Stromlaufplan Wetterbox 2



Arduino Nano

DHT 22 Temperatur- und Luftfeuchtigkeitssensor

BME 280 Barometrischer Druck Sensor 

Datalogger + Real Time Clock Modul

MB 102 Breadboard Kit – 830

 

Kingston SDC4 Micro SDHC 8GB

Step down Wandler 18V -> 5V USB  

Lion Micro USB Lademodul 5V 1A 18650 Mit Schutzschaltung TP4056

MT3608 DC-DC 2-24V 2A Step Up Boost Power Adjustable Module Converter

3.7V 18650 Batterie Halter Box

LiPo 18650 Zelle

5W Watt 12V Solarmodul Polykristallin

 

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