[DIY]自製物聯網氣象儀分享

家裡在做專業的蘭花養殖，溫室栽培中溫度和亮度是很關鍵的兩個參數，套一位老業者的話：蘭花種的好沒有訣竅，只需要細心觀察，做好記錄。無意間知道有Arduino這個東西，突發奇想，決定自己做一個wireless的氣象儀，把偵測到的溫度，濕度，亮度上傳到server上，再透過網頁顯示出來，這樣不但電腦可以看，連手機都可以上網看，對於溫室的掌控度瞬間提高很多。

話不多說，直接看圖吧!


step 1. 先用solidwork設計出外殼模型，因為有光感應器，必須要曬到太陽，但是又有溫度計，照到光會使溫度上升，所以外殼做成垂直型，把光度計放在最上面，溫度計放在最下面，把受光的影響將到最低。

透視圖

中間的隔板，用來放置電路板和Arduino版




step 2. 備料ing，用的是松木板材


跟製材場買的料



Bosch GTS1031:嵌槽，定長都靠這台


背板嵌槽


側板嵌槽






面板和上檔版


線路要穿過的洞，純手工鑿的，功力不夠好



全部備好的料


step 3. 膠合




step 4. 等膠乾後開始上蠟




step 5. 開始組裝





到目前為止外殼就算是完成了


接著是比較偏電子的東西，全部都是google慢慢摸索，因為是和arduino相關的電子，所以很好找。
電路圖我沒有用畫圖軟體做layout，而且不複雜，直接跳過。

step 6. 準備電子材料
使用Arduino UNO板

溫溼度計和光度計

左到右：光度計，無線網路卡，溫溼度計

會使用到的工具大合照


step 7. 開始組裝
用螺絲鎖在木板上


開始接上線路



溫溼度計在最下面


最上面裝上請人裁切好的壓克力版


step 8. 安裝韌體
將韌體燒進去，測試各晶片功能有無問題，此時硬體部分就算完成了


當然Arduino軟體部分也是花費了一些時間在做各function的銜接，尤其是在網路卡的韌體部分花了很多時間


step 9. 架設網站
軟體部分是使用https://koding.com/這個平台
好處是裡面可以安裝各種程式語言做編輯，而且可以當server架網站用，PHP也已經內建好了


架網站



一切就緒後到現場和wifi分享器做連線測試


完成!


step 10. 現場施工，還是需要用一台無線網路分享器在農場中央，model只需要接電源線




接下來就可以從網頁上看到搜集到的數據了
這是12月份某日的資料


溫度表，中間橘色線條是室外溫度，可以看到為了加溫和降溫的成本非常高


溼度表，晚上濕度都很高，白天因為溫度上昇降低相對濕度，以及開風扇的緣故濕度下降


一日當中的日照程度，有個問題是氣象儀放的擺放位置也會有差異，需要再用光度計校正誤差


一日的光累積，用lux轉換成PPFD單位


12月份每日的光累積，可以和其他溫室或日期做比較


12月的累計光累積


每日溫差統計表，冷房加降溫的成本非常高


後記：
從一開始的idea開始到做出來前後花了快五個月，當然不是天天做，只是沒想到可以拖這麼久..。
前份工作是在某手機代工廠當工程師，寫code能力算有一定程度，所以軟體部分很快就解決了。
最花時間的應該是外殼的設計到製作。因為木工環境是從零開始做規劃，也研究了很多五金和機構該怎麼設定。

網卡:ESP8266，收訊強度非常好，相隔50m，中間有一道水泥牆和好幾層溫室的塑膠布都可以收到訊號。
溫濕度計:SHT31，精確度很高的溫溼度計，程式上的資料接收也很方便
光度計:BH1750FVI，和專業的光度計做實際比較過，誤差應該在1%上下
板子用 Adruino UNO，原本想用mini版+自己焊電路板，但礙於ESP8266太吃電和自己的焊接功力不夠所以放棄這個方案。

這個裝置做好後就要開始放著收集數據，要數個月後才能跟現場的苗做比較，透過不同的溫室管理看出效果差異。透過數據觀察也可以推理出目前溫室的狀況。
另一個好處是可以及時觀察到溫室狀況，有一次冷氣壞掉時馬上就可以從網站上看到不正常的情況。
這個專案從零開始到成品出來，結束時有一種終於搞定了的感覺，不過自己做出一個類科技產品真的很有趣，成就感很大。
想好好做個記錄，在這邊發文分享給各位~