Projekt 84: Wetterstation

Autoren: Anna Blankenstein, Timo Schmidt
Betreuer: Prof. Schneider

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Thema

Entwicklung einer modernen, mobilen Wetterstation auf Basis eines Microcontrollers.
Die Wetterstation misst Luftdruck, Luftfeuchtigkeit, Außen- und Innentemperatur und zeigt diese Werte auf einem LC-Display alternierend an. Zusätzlich wird die aktuelle Uhrzeit ausgegeben.
Die Daten werden auf einem Server gespeichert und können somit von dem Benutzer am PC ausgelesen werden.
Ein weiterer Punkt des Projektes ist die Entwicklung eines Gehäuses für die Wetterstation.

Erwartungen an die Projektlösung

• Planung der Wetterstation bestehend aus Außen- und Innenstation
• Drahtlose Kommunikation der Außensensoren und Wetterstation
• Außensensoren: Temperatur, Feuchtigkeit, Luftdruck
• Die Außenstation ist wetterfest
• Innensensoren: Temperatur, Feuchtigkeit
• Beschaffung der Bauteile (Miniaturisierung mit ESP8266)
• Realisierung des Aufbaus
• Messdatenaufzeichnung
• Wetterprognose anhand der Sensordaten
• Machen Sie ein tolles Videos, welches die Funktion visualisiert.
• Test und wiss. Dokumentation
• Live Vorführung während der Abschlusspräsentation

Kür: Zugriff auf die Wetterdaten via Web-Seite

Aufgabe

Einteilung der Aufgaben in die drei Fachbereiche der Mechatronik:

Elektrotechnik:
• Entwicklung des Schaltplans für die Wetterstation
• Erstellen eines Platinen Layouts
• Bestückung der Platine
• Funktionstest

Mechanik:
• Entwurf eines Gehäuses, Erstellen eines 3D Modells
• Prototypenbau
• Fertigung des finalen Gehäuses
• Zusammenbau der einzelnen Komponenten

Informatik:
• Auswertung der Sensordaten
• Kommunikation zwischen Wetterstation und Außensensor herstellen
• Anzeigen der Daten auf dem LC-Display

Hardware-Komponenten

BME280

Der BME280 ist ein integrierter Umgebungssensor. Er ist speziell für mobile Anwendungen entwickelt worden, wobei die Größe und geringer Stromverbrauch eine entscheidende Rolle beim den Konstruktionsanforderungen spielen. Das Gerät enthält genaue Sensoren für Druck, Luftfeuchtigkeit und Temperatur. Der Luftdruck lässt sich in einem Bereich von 300 bis 1.100 hPa messen. Die absolute Genauigkeit beträgt hier etwa +- 1 hPa. Die Luftfeuchtigkeit kann in einem maximalen Bereich von 0 bis 100 %RH gemessen werden, wobei eine Genauigkeit von +- 3 %RH. Die Temperatur lässt sich mit einer Genauigkeit von +- 1 °C im Temperaturbereich von 0 bis 65 °C.

Verwendete Schaltungen

Spannungsversorgung

Alle verwendeten Sensoren und das Display werden mit 3,3 V betrieben. Da wir für Spannungsversorgung der Innenstation ein 5 V Netzteil und für die Außenstation eine 9 V Block-Batterie verwenden, ist es notwendig die Spannungen jeweils auf 3,3 V zu reduzieren. Aus diesem Grund setzen wir je einen LF 33 CV Festspannungsregler ein. Dieser reguliert bei Eingangsspannungen bis maximal 16 V, eine stabile Ausgangsspannung von 3,3 V. Dafür ist eine externe Beschaltung erforderlich, die in der Abbildung xx zu sehen ist.

Weblinks

Link zur Messdaten-Visualisierung: https://thingspeak.com/channels/604529

Literatur

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