Przykład budowy stacji pogody HamNET na bazie WR740 oraz Arduino Pro Mini. Waldek SP2ONG

Transkrypt

1 Przykład budowy stacji pogody HamNET na bazie WR740 oraz Arduino Pro Mini. Waldek SP2ONG Do budowy stacji pogody potrzebujemy: - WR740 z wgranym firmware HamNET - Arduino Pro Mini wersja 3.3V (8 MHz) - BMP180 czujnik cienienia od 300 do 1100 hpa - DHT 22 czujnik wilgotności 0-100% oraz temperatury od -40 do +80 C - opornik 10 kom (lub w przedziale od 4k7 do 10 kom) Dlaczego wybrałem WR740. Jest tani, ma UART który należy wyprowadzić piny z poziomami napięć 3.3V takie jakie ma Arduino Pro Mini 3.3V wiec nie ma potrzeby robić konwersji napięć. Można spróbować to zrobić z każdym innym HamNET routerem który ma dostęp do wyjścia UART tylko upewnić się jaki poziom napięć jest potrzebny i czy mam dostęp do punktu zasilania aby podłączyć do Arduino. Poniżej schemat połączeń :

2 Aby podłączyć Arduino do UART WR740 musisz podlutować jeden kable brakujący do TX UART pod spodem płytki szukaj na stronie Zwróć uwagę że BMP180 czujnik cienienia jest podłączony do pinów A4 i A5 które są osobno wyprowadzone a nie w głównym rzędzie na brzegu płytki Arduino Pro Mini. Poniżej skrypt który pobiera dane z UART WR740 i zapisuje do pliku /tmp/wx.txt ====== skrypt /etc/config/wxget.lua ====== rserial=io.open("/dev/ttyath0","r") while true do chaine = nil while chaine==nil do --to get and to lose the flush chaine=rserial:read();rserial:flush() outstr=os.date("%y-%m-%d %X", os.time()).." "..string.gsub(chaine,"sensors: ","Sensors: ") -- the record file f = assert(io.open("/tmp/wx.txt", "a")) f:write(string.gsub(outstr,"sensors: ","").."\n"); f:close() Należy go wpisac w /etc/rc.local przed wiereszem 'exit 0' # ustawiamy UART WR740 /dev/ttyath0 ( zawartość stty ma być w jednej linii!!! stty -F /dev/ttyath cs8 ignbrk -brkint -icrnl -imaxbel -opost -onlcr -isig -icanon -iexten -echo -echoe -echok - echoctl -echoke noflsh -ixon -crtscts (sleep 3; lua /etc/config/wxget.lua) &

3 Program dla Arduino Pro Mini wersja 8 MHz MiniWeather.ino Wprowadz swoje dane tzn wysokosc stacji nad poziomem morza oraz cienie w Twojej okolicy nad poziomem morza (patrz czerwony kolor w kodzie) // // #include <DHT.h> #define DHTPIN 2 // numer pinu sygnałowego Digital nr #define DHTTYPE DHT22 // typ czujnika #include <Wire.h> #include <Adafruit_BMP085.h> Adafruit_BMP085 bmp; // Connect VCC of the BMP085 sensor to 3.3V (NOT 5.0V!) // Connect GND to Ground // Connect SCL to i2c clock - on \'168/\'328 Arduino Uno/Duemilanove/etc thats Analog 5 // Connect SDA to i2c data - on \'168/\'328 Arduino Uno/Duemilanove/etc thats Analog 4 // EOC is not used, it signifies an of conversion // XCLR is a reset pin, also not used here DHT dht(dhtpin, DHTTYPE,3); // definicja czujnika, wartosc 3 jest dla Arduino Pro Mini 8 Mhz // Altitude of Home location Weather Station in meters // Mozesz pobrac poziom elewacji z strony: #define ALTITUDE 76.0 // Pressure at Sea Level in your location poszukaj w lokalnych serwisach pogodowych // wartość cisnienia w Twjojej okolicy zredukowana do poziomu morza float sealevelpressure=101550; void setup() { Serial.begin(9600); // otworzenie portu szeregowego dht.begin(); // inicjalizacja czujnika // BMP Init // Jako parametr mozemy podac dokladnosc - domyslnie 3 // 0 - niski pobór energii - najszybszy pomiar // 1 - standardowy pomiar // 2 - wysoka precyzja // 3 - super wysoka precyzja - najwolniejszy pomiar if (!bmp.begin()) { Serial.println("Nie odnaleziono czujnika BMP085/BMP180"); while (1) {} } } void loop() { // Odczyt temperatury i wilgotności powietrza, cisnienia float t = dht.readtemperature(); float tf = dht.readtemperature(true); float h = dht.readhumidity(); float p = bmp.readpressure(); float p0= bmp.readsealevelpressure(altitude);

4 // Sprawdzamy czy są odczytane wartości if (isnan(t) isnan(h) isnan(tf) isnan(p)) { // Jeśli nie, wyświetlamy informację o błędzie Serial.println("Blad odczytu danych z czujnikow"); } else { // Format lini: // Sensors: H TC TF PR PS A // H - wilgostnosc, TC - temp w C, TF - Temp w F // PR - cisnienie otoczenia, PS - cienienie do poziomu morza // A - wyskosc npm wyliczona Serial.print("Sensors: "); Serial.print(h,1); Serial.print(" "); Serial.print(dht.readTemperature(),1); Serial.print(" "); Serial.print(dht.readTemperature(true),1); Serial.print(" "); Serial.print(bmp.readPressure()/100.0,1); Serial.print(" "); Serial.print(bmp.readSealevelPressure(ALTITUDE)/100.0,1); Serial.print(" "); Serial.print(bmp.readAltitude(p0),1); Serial.println(" "); // 10 sekund opoznienia } delay(10000); } Arduino Pro Mini połączyłem do komputera poprzez konwerter USB<->UART który miął wyprowadzenie 3.3V. Podczas wgrywania programu do Arduino Pro Mini należy nacisnąć przycisk RESET kliknąć ikonkę ładowania programu do Arduino i po 2 sekundach puścić klawisz RESET i program zostanie załadowany. Możemy sprawdzić czy wszystko poprawnie działa włączając monitorowanie portu szeregowego i co 10 sekund powinno pojawiać się informacja z pomiarów: Sensors: xx xx xx xx xx Jeśli wszystko OK możemy podłączyć do naszego routera i po uruchomieniu go mamy w pliku /tmp/wx.txt informacje o pomiarach Możemy zmodyfikować strone /www/cgi-bin/status naszego routera gdzie bdzie można

5 zobaczyć nasze wartości z stacji. W pliku status poszukaj pierwszej linii w poniższym tekście i resztę należy dołożyć do tego pliku:... print(trim(f:read("*a")))?></td></tr></table><br></fieldset> <??> <fieldset style="margin-left:22px;margin-right:22px;"><leg><b><font color="brown"> Mini Weather Station </font></b></leg> <table><thead><tr style="background-color:#cccc99;"> <th>temperature [ C] </th> <th>humidity [%] </th> <th>pressure [hpa] </th> <th>pressure at Sea Level [hpa] </th> <th>altitude [m] </th> </tr></thead><tr align="center" style="background-color: #f1f6fa;color:#000099;"><td><? local f=io.popen("tail -n1 /tmp/wx.txt cut -f4 -d\" \"")?></td><td><? local f=io.popen("tail -n1 /tmp/wx.txt cut -f3 -d\" \"")?></td><td><? local f=io.popen("tail -n1 /tmp/wx.txt cut -f6 -d\" \"")?></td><td><? local f=io.popen("tail -n1 /tmp/wx.txt cut -f7 -d\" \"")?></td><td><? local f=io.popen("tail -n1 /tmp/wx.txt cut -f8 -d\" \"")?></td></tr> </table> <b>date of measurement:</b> <font color=#000099><? local f=io.popen("tail -n1 /tmp/wx.txt cut -b 1-16")?> UTC</dont></fieldset> <center><img src=/images/logo-hamnetpl.png alt="" title="hamnet PL"> </html> </body>

6 Adaptacja projektu do innych routerów HamNET Opisany projekt można łatwo zaadaptować do innych routerów HamNET. Na przykład Nanostation2 i WA5210G maja wyprowadzone piny na płycie UART TTL 3.3V oraz zasilanie 3.3V więc praktycznie wymaga tylko to podłączenie Arduino Pro Mini w wersji 3.3V 8 MHz do UART podobnie jak do WR740. Opis pinów UART: Ważnym elementem jest to zablokowanie wysyłanie informacji z kernela do konsoli via

7 UART. Bez rekompilacji firmware możemy to zrobić wg opisu na stronie: W przypadku Nanostation2/WA5210G /etc/inittab ma: ::sysinit:/etc/init.d/rcs S boot ::shutdown:/etc/init.d/rcs K shutdown ttys0::askfirst:/bin/ash --login tty1::askfirst:/bin/ash login więc musimy zakomerować linie #ttys0::askfirst:/bin/ash --login oraz w pliku /etc/sysctl.conf w pierwszej linii wpisać: kernel.printk = następnie przeładować urządzenie. Następnie postępujemy zgodnie z opisem jak przedstawiono dla WR740. Zwróć uwagę że w skrypcie wxget.lua oraz rc.local należy zmienić z /dev/ttyath0 na /dev/ttys0. W przypadku WA5210/NS2 mam już gotowa obudowa wodoszczelna wiec należy zgrabnie umieścić tam Arduino i wyprowadzi kabelki tylko aby czujniki pomiarowe były na zewnątrz w specjalnej obudowie aby pomiary były poprawne. Poniżej zdjęcie złącza J3 WA5210G gdzie mamy wyprowadzony UART w TTL 3.3V

8 Montaż czujników w specjalnej obudowie. Czujniki BMP180 i DHT22 muszą być umieszczone w obudowie specjalnej do tego przeznaczonej aby pomiary były w miarę wiarygodne. Taka obudowę można wykonać wykorzystując do tego podstawki pod donice w kolorze białym np. firmy LAMELA 7 sztuk najmniejsze oraz jedną większą od góry (koszt ok 95 gr za sztukę) Polecam watki na forach gdzie możecie znaleźć dokładne opisy jak zrobić taka obudowę: WX APRS Bikon Jeśli nasza stacja pogody HamNET działa i mam dostęp do sieci amprnet możemy raporty o stanie pomiarów wysyłać do APRS servera. Tworzymy plik o nazwie wxaprs w katalogu /etc/config o następującej treści:

9 #!/usr/bin/lua -- Simple WX APRS Becaon s object to aprs server by SP2ONG socket= require("socket") socket.timeout=5 tcp =assert(socket.tcp()) tcp:settimeout(5) -- APRS Server IP wpisz IP dostępny APRS server, w przykładzie server DB0TV host=" " port="14580" -- Your callsign call="nocall-13" --- Your passcode passcode="xxxxxx" -- Lat corrdinates lat=" n" -- Lon corridnates lon=" e" -- comment comment="wx City" -- get wx report local f=io.popen("tail -n1 /tmp/wx.txt cut -f5 -d\" \"") tf=math.floor(tonumber(f:read("*a"))) local f=io.popen("tail -n1 /tmp/wx.txt cut -f3 -d\" \"") h=math.floor(tonumber(f:read("*a"))) -- s Preassure at Sea Level local f=io.popen("tail -n1 /tmp/wx.txt cut -f7 -d\" \"") p=tonumber(f:read("*a"))*10 -- Temp must have lenght 3 chars lt=tonumber(string.len(tf)) if lt<=2 and tf>0 then nsp=3-lt tff=string.rep("0",nsp)..tf if lt==2 and tf<0 then tt=tf*(-1) lt=string.len(tt) nsp=2-lt tt=string.rep("0",nsp)..tt tff="-"..tt tf=tff -- humidity 100%, h must be "00"

10 if h==100 then h="00" report="t"..tf.."h"..h.."b"..p -- becaon bikon=call..">aprs,tcpip*:!"..lat.."/"..lon.."_.../...g..."..report..comment.."\r\n" -- login to APRS Server login="user "..call.." pass "..passcode.." v1.0 HamNET-Mesh\r\n" -- open connect tcp:connect(host, port); --- s login local ok, err = tcp:s(login); if ok ~=nil then -- s beacon local ok, err = tcp:s(bikon); tcp:close() os.execute("logger -t 'WX APRS beacon' 'APRS Server - OK'") else msg="logger -t 'WX APRS beacon' 'APRS Server - "..err.."' " os.execute(msg) Po zapisaniu pliku i wpisaniu w polu call i passcode oraz lat i lon swoich danych zmieniamy atrybut pliki komą: chmod 0755 wxaprs następnie wpisujemy w pliku /etc/crontabs/root następujące linie: */15 * * * * /etc/config/wxaprs 20,40 * * * * echo "" > /tmp/wx.txt i wykonujemy polecenie: /etc/init.d/cron restart

11 Dzięki temu Twoja HamNET-WX stacja pogodny będzie na mapie APRS jak moja poniżej na obrazku.