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projetos:climaduino2.0

Essa é uma revisão anterior do documento!


Projeto Monitora Cerrado | Climaduino 2.0

Sistema de monitoramento climático distribuído

Veja aqui o inicio do projeto Monitora Cerrado e a versão Climaduino 1.0

PALAVRAS-CHAVE

Internet das coisas, IOT, sistemas distribuídos, clima, Arduino, cerrado, computação física, monitoramento, MQTT, Node-RED, docker, microcontrolador;

1. Introdução

Reativação do projeto Monitora Cerrado apresentado na Semana Nacional de Ciência e Tecnologia em 2011.

2. Hardware

Primeira versão do projeto utilizava Arduino e Attiny85;

Testando novas possibilidades utilizando o ESP 8266. Algumas oficinas foram feitas no Calango com o mestre Jerônimo.

Branati também fez oficina de IoT - Internet of Things

2.1 Sensores

A estação básica funciona com um sensor de temperatura e umidade, mas outros sensores podem também ser acrescentados a qualquer momento. Os sensores podem ser fabricados industrialmente ou, conforme o caso, construídos pelos próprios interessados.

  • Temperatura e umidade: DHT11 (menos preciso), DHT 22(mais usado nas estações atualmente em operação), Si7021, HTU21d, BMe280…
  • Pressão atmosférica: BMP085 (mais comum)
  • Sensor de luminosidade (baseado em LDR)
  • Sensor de velocidade do vento (anemômetro)
  • Sensor de direção do vento
  • Sensor básico de chuva (indica se está chovendo ou não)
  • Pluviometro (indica a quantidade de chuva) (do tipo “tipping bucket” Depois…)
  • Sensor de profundidade para reservatórios
  • Outras Sugestões???
  • * Modulo BMe280, pressão, temperatura e umidade integrados em um único módulo….

Código base para utilização no ESP 8266 01 e afins com NodeMCU:

3. MQTT

Provisoriamente rodando no endereço climaduino.ddns.net porta padrão 1883, utilizando o broker mosquitto.

3.1 Tópicos

Exemplos sendo utilizados:

  • Sítio Toca da Coruja - Fabio - Lago Oeste: /climaduino/tocadacoruja
  • Casa - Luiz Fellipe - Park Way: /climaduino/parkway
  • Casa - Paulo - Altiplano Leste: /climaduino/altiplano
  • Apartamento - Renato - Aguas Claras: /climaduino/branatihouse
  • Casa - Felipe - Vila Planalto: /climaduino/vilaplanalto

4. Node-RED

Provisoriamente rodando no endereço http://climaduino.ddns.net:1880

Exemplo de painel com dados recebidos: http://climaduino.ddns.net:1880/ui/#/0

5. Docker

Estamos utilizando as imagens:

  • mysql/mysql-server
  • ansi/mosquitto
  • nodered/node-red-docker

Os comandos abaixo instalarão as imagens, respectivamente, e iniciarão a execução :

docker run -p 3306:3306 –name climaduino_mysql -v /home/docker_mysql:/var/lib/mysql -e MYSQL_ROOT_PASSWORD=[COLOQUE AQUI SEU PASSWORD DO BANCO MYSQL] -d mysql/mysql-server

docker run -p 1883:1883 –name mosquitto -d ansi/mosquitto

docker run -it -p 1880:1880 –name mynodered nodered/node-red-docker

6. Proposta de padrão para mensagens MQTT do projeto Climaduino

O tópico principal é climaduino, o subtópico é o nome da estação

Exemplo:

/climaduino/nomeestat

A mensagem usa palavras controladas para definir os campos de dados e metadados mais importantes:

Exemplo de mensagem mqtt padrão para as estações do Monitora Cerrado:

{ “Loc”: “LLLLL, “UF”: “UU”, “Lat”:DD.DD, “Long”:DD.DD, “AltM”: AAAA.A, “Sens”: “SSSSSS”, “TempC”:TT.TT, “Humd”: HH.HH, “Rain”: “RRRR”, “precip1h”:PP, “precip24h”:PP, “Windspms”: WW.WW }

Abaixo, descrição e comentários sobre os campos…

“Loc”: “LLLLL”, > String com a localidade da estação. (ex: Setor sudoeste)

“UF”: “UU”, > String com a Unidade da federação da estação. (ex: DF)

“Lat”:DD.DD, > Latitude da estação em graus decimais

“Long”:DD.DD, > Longitude da estação, em graus decimais

“AltM”: AAAA.A, > Altitude da estação, em metros

“Sens”: “SSSSSS”, > String com informação dos sensores utilizados (ex: DHT22, BMP280…)

“TempC”:TT.TT, > Temperatura em graus centigrados

“Humd”: HH.HH, > Umidade em %

“Rain”: “RRRR”, > intensidade da chuva, com três estados: strong, weak, no_rain (informação de sensores baratos de chuva)

“precip1h”:PP, > precipitação na última hora, em mm

“precip24h”:PP, > precipitação nas últimas 24 horas, em mm

“Windspms”: WW.WW > Velocidade do vento, em m/s

7. Outras referências técnicas

Outros projetos de estações meteorológicas

https://electrosome.com/iot-data-logger-arduino-esp8266/

http://randomnerdtutorials.com/esp8266-wireless-weather-station-with-data-logging-to-excel/

http://www.instructables.com/id/ESP8266-Wifi-Temperature-Logger/

https://www.youtube.com/watch?v=gAtVs-FuY-M

https://www.youtube.com/watch?v=cQ-8zNzfm7o

https://tttapa.github.io/ESP8266/Chap16%20-%20Data%20Logging.html

https://github.com/esp8266/Arduino/blob/master/libraries/SD/examples/Datalogger/Datalogger.ino

https://www.hackster.io/detox/transmit-esp8266-data-to-google-sheets-8fc617

https://elementztechblog.wordpress.com/2015/05/13/esp8266-based-temperature-data-logger-using-arduino/

https://hackaday.io/project/12599-esp8266-web-serverdata-logger

Consumo de energia do Arduino e ESP8266

low power optimization https://openhomeautomation.net/arduino-battery/

https://www.open-electronics.org/the-power-of-arduino-this-unknown/

http://www.homautomation.org/2014/04/03/best-ways-to-power-a-arduino-according-to-your-need/

http://www.instructables.com/id/Arduino-Battery/

https://forum.arduino.cc/index.php?topic=463291.0

http://www.esp8266.com/viewtopic.php?f=13&t=3875

http://forum.arduino.cc/index.php?topic=266452.0

Sensores faça-vc-mesmo

http://forum.arduino.cc/index.php?topic=337474.0

https://edwardmallon.wordpress.com/2015/07/08/measuring-humidity-in-a-cave-a-masons-hyrgometer-experiment/

http://hvac-talk.com/vbb/showthread.php?1537521-Wet-Bulb-Using-a-Sock

http://fairtradetobacco.com/threads/2970-How-to-Make-A-Wet-Bulb-Dry-Bulb-Thermometer-Set-Up-on-the-CHEAP

https://www.backyardchickens.com/threads/how-to-make-a-wet-bulb-thermometer.546891/

Acuracia de sensores de umidade

http://www.kandrsmith.org/RJS/Misc/Hygrometers/calib_dht22.html

http://www.kandrsmith.org/RJS/Misc/Hygrometers/calib_dht22_dht11_sht71.html

http://www.kandrsmith.org/RJS/Misc/Hygrometers/calib_many.html

http://hackaday.com/2017/01/03/humidity-sensor-shootout/

http://akizukidenshi.com/download/ds/aosong/AM2302.pdf

https://learn.adafruit.com/dht/overview

projetos/climaduino2.0.1511194087.txt.gz · Última modificação: 2017/11/20 16:08 por fabio