Les capteurs:
L’anémomètre et le pluviomètre sont issus d’une station Lacrosse achetée d’occasion:
On a ainsi pas à se soucier de la mécanique qui est déjà faite et sensée être robuste.
Le pluviomètre est simplement constitué d’un contact magnétique, l’anémomètre utilise un protocole spécial qui a heureusement été décodés sur cette page:
https://fabrizio.zellini.org/decoding-la-crosse-tx20-anemometer-with-arduino
Excellent travail, ça marche parfaitement.
L’electronique
Le programme est embarqué sur un arduino UNO muni d’un Shield SIM900 pour la communication via le réseau GSM.
Une petite montage electronique supplèmentaire est nécessaire pour adapter la tension de l’arduino UNO (5V) avec celle de l’anémomètre (3V). Une résistance est ajouté en PullUp sur l’entrée du pluviomètre, et un ponts de résistance permet d’adapter la tension d’entrée à 15V sur une entrée analogique 0-5V de l’arduino. Cela permet d’y brancher la batterie qui alimente le système et donc de mesurer sa tension.
J’ai du ajouter un UBEC entre la batterie et l’Arduino, car à pleine charge la tension dépasse 14.5V. L’Arduino n’aime pas être alimenté aussi fort, il continuait de fonctionner mais ça occasionnait des parasites sur l’entrée du pluviomètre (interruption)… Avec un UBEC 5V plus de problème.
Le programme complet est dispo ci-dessous, j’en décline toute responsabilité, je ne suis pas un excellent programmeur.
L’alimentation
Un panneau solaire trouvé chez PEARL, avec son module de charge pour une batterie 12V au plomb. J’ai eu besoin d’un 10W, un 5W n’arrivait pas a maintenir la charge de la batterie.
Récupération des données
L’arduino décode les trames du capteur Lacrosse (1 trame / 2s) et récupère la vitesse du vent. Il enregistre les valeurs mini, maxi et moyenne et les envoie au site Thingspeak via la SIM900 et sa SIM (abonnement SFR dans mon cas) . L’envoi se fait sous la forme d’une requète HTTP contenant les valeurs à uploader sur Thingspeak (gratuit).
Idem pour le pluviomètre, l’interrupteur magnetique est lu via une entrée intérruptive qui incrémente un compteur. Une rêgle de 3 transforme ça en mm de pluie toute les 10min.
L’envoi se faisant via un simple requête HTTP, la consommation en data reste très faible et tiens largement dans les 100Mo/mois du forfait à 4€, avec un envoi toute les 10minutes.
Lien vers le channel Thingspeak:
https://thingspeak.com/channels/772570
Traitement des données et affichage
Thingspeak propose une partie graphique à programmer en Matlab pour afficher des courbes. Un peu de code et on peut générer une iframe à intégrer ou on veut.
Ci-dessous les codes de traitement des différents graphes:
Liste du matériel utilisé
- Capteurs Lacrosse (trouvé d’occasion)
- Arduino Uno 30€
https://www.wigi.fr/pr241591/arduino-uno-rev3
(un clone moins cher peut aussi faire l’affaire) - Panneau solaire 10W
https://www.pearl.fr/article/NX2658/panneau-solaire-a-cellules-monocristallines-10-w - Module de charge 10A
https://www.pearl.fr/article/NX6815/regulateur-de-charge-de-panneau-solaire-avec-2x-usb-10-a - Batterie au plomb
https://www.pearl.fr/article/NC5669/batterie-12-v-7-2-ah-longue-duree - Carte Sim900
https://www.banggood.com/fr/SIM900-Quad-Band-GSM-GPRS-Shield-Development-Board-p-964229.html?rmmds=myorder&cur_warehouse=CN - UBEC 5V 3A
https://www.flashrc.com/hobbywing/20006-switch_bec_3a_5_6v_hobbywing.html - Quelques câbles, résistance, connecteurs RJ11 pour les capteurs
Au total la station météo m’est revenu à un petit peu moins de 200€, le forfait téléphonique à 48€/an , ça reste très raisonnable.
Les solutions commerciales type Piou-Piou ou Holfuy sont plus propres, plus pro et sans doutes plus robustes, mais aussi beaucoup plus chers.