Estación meteorológica con webserver, esp32 y pantalla e-paper

En este tutorial veremos como hacer una estación meteorológica con esp32 y pantalla de tinta electrónica. Analizaremos el código fuente, así como también veremos las conexiones de los componentes electrónicos, finalmente probaremos el proyecto con su funcionamiento. Se incluye el circuito impreso totalmente gratis.

Tal vez pueda interesarte proyectos en arduino, pic, robótica, telecomunicaciones, suscribete en http://www.youtube.com/user/carlosvolt?sub_confirmation=1 mucho videos con código fuentes completos y diagramas

Circuito

Caracteristicas del módulo ESP32-T

Conectividad

El módulo ESP32 dispone de todas las variantes del WiFi:

802.11 b/g/n/e/i/n
Wi-Fi Direct (P2P), P2P Discovery, P2P Group Owner mode and P2P Power Management

Esta versión nueva incluye la conectividad mediante Bluethoot de bajo consumo

Bluetooth v4.2 BR/EDR and BLE
BLE Beacon

Además, puede comunicarse mediante los protocoles SPI, I2C, UART, MAC Ethernet, Host SD

Prestaciones del microcontrolador

La CPU está formado por un SoC modelo Tensilica LX6 con las siguientes características y memoria

Doble núcleo de 32 bits con velocidad de 160MHz
Memoria ROM de 448 kBytes
Memoria SRAM de 520kBytes

Dispne de 48 Pines

18 ADC de 12 bits
2 DAC de 8 bits
10 pines sensores de contacto
16 PWM
20 Entradas/salidas digitales

Alimentación y modos de consumo

Para un correcto funcionamiento del ESP32 es necesario subministrar un voltaje de entre 2,8V y 3,6V. La energía que consume depende del modo de funcionamiento. Contiene un modo, el Ultra Low Power Solution (ULP), en que se continúan realizando tareas básicas (ADC, RTC…) en el modo Sleep.

Sensor de temperatura y humedad DHT11

Este módulo consta de un sensor digital de humedad y temperatura DHT11 y una resistencia de 1 kΩ. El DHT11 utiliza un termistor interno y un sensor de humedad capacitivo para determinar las condiciones ambientales, un chip interno es responsable de convertir las lecturas a una señal digital en serie.

Tensión de funcionamiento	3.3V a 5.5V
Rango de medición de humedad	20% a 90% HR
Precisión de medición de humedad	± 5% HR
Resolución de medición de humedad	1% HR
Rango de medición de temperatura	0ºC a 50ºC [32ºF a 122ºF]
Precisión de medición de temperatura	± 2ºC
Resolución de medición de temperatura	1ºC
Rango de transmisión de señal	20m

Pantalla de tinta electrónica 4.3 Inch E-Paper 800×600

Visión general

Este es un módulo de pantalla E-Ink de interfaz serial, 4.3 pulgadas, resolución 800 × 600, con bibliotecas de fuentes integradas, consumo de energía ultra bajo.

No tiene que saber nada sobre los complejos detalles subyacentes de e-Paper, ni los algoritmos específicos de visualización de gráficos, textos e imágenes. Todo lo que necesita es la interfaz serial, y todo lo que importa es su creatividad.

Caracteristicas

Fácil de usar, muestra cualquier contenido a través de una interfaz serial, incluyendo gráficos geométricos, textos e imágenes
Bibliotecas de fuentes incrustadas, admite fuentes chinas GBK de 32, 48 y 64 puntos y fuentes en inglés
El NandFlash incorporado de 128MB, permite que los datos de fuente / imagen se almacenen en una tarjeta TF externa o en el NandFlash interno
Visualización de 4 niveles de grises, resolución 800 × 600
Velocidad en baudios de la interfaz serie ajustable, 115200 por defecto cuando se enciende
Alimentado desde 3.3V a 5V, compatible con nivel lógico.
Consumo de energía ultra bajo, corriente de reposo inferior a 5 mA
Viene con software de computadora host, controlelo directamente en su computadora

Aplicaciones

libro electrónico
Centro comercial POS
Etiqueta de precio
Instrumento de la industria

Definiciones de Pin

VCC: 3.3V ~ 5.5V
GND: GND
DOUT: salida de datos en serie
DIN: datos serie en
WAKE_UP: despertador externo
RST: reset externo

Más información de esta pantalla en http://rogerbit.com/wprb/2019/01/tutorial-pantalla-de-tinta-electronica-de-4-3-pulgadas-por-dfrobot/

Código Fuente

// Canal de youtube http://www.youtube.com/user/carlosvolt?sub_confirmation=1
//Tik-Tok https://www.tiktok.com/@carlosvolt
//https://www.instagram.com/carlosvolt_electronic_robotic
#include <WiFi.h> 
#include <Wire.h>
#include <NTPClient.h>
#include "DHT.h"
#include <epd.h>//Librería para el control del display
// Descomenta le linea dependiendo del sensor que vallas a usar
#define DHTTYPE DHT11 // DHT 11
//#define DHTTYPE DHT21 // DHT 21 
//#define DHTTYPE DHT22 // DHT 22
#define DHTPin 23 //PIin del sensor DHT;
DHT dht(DHTPin, DHTTYPE); 
float t;
float h;
char temp[32];
char hume[32];
String ip;
String hora;
const void * dir_ip;
const void * horaUTC;
int periodo = 10000;
unsigned long Tiempo = 0;
WiFiUDP ntpUDP;
NTPClient timeClient(ntpUDP);
const char* ssid = "Tu_red_Wifi"; 
const char* password = "Tu_Clave_Wifi";
WiFiServer server(80);
void setup() {
Serial.begin(115200);
dht.begin();//Inicializar el sensor DHT
Serial.print("Conectando a la red WiFi");
Serial.println(ssid);
WiFi.begin(ssid, password);
while (WiFi.status() != WL_CONNECTED) {
delay(500);
Serial.print(".");
}
Serial.println("");
Serial.println("Conectado con éxito a la red WiFi.");
Serial.println("La dirección IP es: ");
Serial.println(WiFi.localIP());
server.begin();
Serial.println("Servidor iniciado");
timeClient.begin();//Inicializa servidor NTP
//Inicializamos el el display
  epd_init();
  epd_wakeup();
  epd_set_memory(MEM_NAND);
  delay(2000);
}
void loop()
{
  timeClient.update();//Obtenemos la hora actulizada 
  h = dht.readHumidity();//Lectura de la humedad
  t = dht.readTemperature();//Lectura de la temperatura
  //Adactamos los datos de temperatura y humedad, direción ip y hora UTC para mostrarlo en el display
dtostrf(t, 8, 2, temp);
dtostrf(h, 8, 2, hume);
ip = String() + WiFi.localIP()[0] + "." + WiFi.localIP()[1] + "." + WiFi.localIP()[2] + "." + WiFi.localIP()[3];
hora = timeClient.getFormattedTime();
dir_ip = ip.c_str();
horaUTC = hora.c_str();
//////Se cumple esta condición cada 10 segundos
if(millis() > Tiempo + periodo){
Tiempo = millis(); 
textoDisplay();//Llamamos a la función para mostrar datos en el display 
  }
WiFiClient client = server.available();
if (client)//Si se cumple la condición, mostramos dotos en el webserver
{ 
Serial.println("Cliente web conectado ");
String request = client.readStringUntil('\r'); 
client.println("HTTP/1.1 200 OK");
client.println("Content-type:text/html");
client.println("Connection: close");
client.println();
client.println("<!DOCTYPE html><html>");
client.println("<head><meta name=\"viewport\" content=\"width=device-width, initial-scale=1\">");
client.println("<link rel=\"icon\" href=\"data:,\">");
client.println("</style></head><body><h1>Servidor Web con esp32 y display E-Paper</h1>");
client.println("<h2>Tipo de sensor DHT11</h2>");
client.println("<h2>www.rogerbit.com</h2>");
client.println("<table><tr><th>Valores Leidos</th><th>VALUE</th></tr>");
client.println("<tr><td>Temp. Celsius</td><td><span class=\"sensor\">");
client.println(t);
client.println(" *C</span></td></tr>"); 
client.println("<tr><td>Humedad</td><td><span class=\"sensor\">");
client.println(h);
client.println(" %</span></td></tr>"); 
client.println("<tr><td>Ultima actualizacion Hora UTC</td><td><span class=\"sensor\">");
client.println(hora);
client.println("</span></td></tr>"); 
client.println("</body></html>"); 
client.stop();
client.println();
Serial.println("Client disconnected.");
Serial.println("");
}
}
void textoDisplay(void)
{
  ////Estación meteorológica
  epd_set_ch_font(GBK64);
  epd_set_en_font(ASCII64);
  epd_disp_string("ESTACION-METEOROLAGICA", 0, 10);
  ////Temperatura
  epd_set_ch_font(GBK64);
  epd_set_en_font(ASCII64);
  epd_disp_string("Temperatura: ", 0, 80);
  epd_disp_string(temp, 350, 80);
  epd_disp_string("Grados C", 510, 80);
  ////Humedad
  epd_set_ch_font(GBK64);
  epd_set_en_font(ASCII64);
  epd_disp_string("Humedad: ", 0, 150);
  epd_disp_string(hume, 350, 150);
  epd_disp_string("Porciento", 510, 150);
  ////Hora UTC
  epd_set_ch_font(GBK64);
  epd_set_en_font(ASCII64);
  epd_disp_string("Hora UTC:", 0, 240);
  epd_disp_string(horaUTC, 350, 240);
    ////Dirección IP
  epd_set_ch_font(GBK64);
  epd_set_en_font(ASCII64);
  epd_disp_string("Direccion IP: ", 0, 310);
  epd_disp_string(dir_ip, 350, 310);
  epd_udpate();
}

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// Canal de youtube http://www.youtube.com/user/carlosvolt?sub_confirmation=1

//Tik-Tok https://www.tiktok.com/@carlosvolt

//https://www.instagram.com/carlosvolt_electronic_robotic

#include <WiFi.h>

#include <Wire.h>

#include <NTPClient.h>

#include "DHT.h"

#include <epd.h>//Librería para el control del display

// Descomenta le linea dependiendo del sensor que vallas a usar

#define DHTTYPE DHT11 // DHT 11

//#define DHTTYPE DHT21 // DHT 21

//#define DHTTYPE DHT22 // DHT 22

#define DHTPin 23 //PIin del sensor DHT;

DHT dht(DHTPin, DHTTYPE);

float t;

float h;

char temp[32];

char hume[32];

String ip;

String hora;

const void * dir_ip;

const void * horaUTC;

int periodo = 10000;

unsigned long Tiempo = 0;

WiFiUDP ntpUDP;

NTPClient timeClient(ntpUDP);

const char* ssid = "Tu_red_Wifi";

const char* password = "Tu_Clave_Wifi";

WiFiServer server(80);

void setup() {

Serial.begin(115200);

dht.begin();//Inicializar el sensor DHT

Serial.print("Conectando a la red WiFi");

Serial.println(ssid);

WiFi.begin(ssid, password);

while (WiFi.status() != WL_CONNECTED) {

delay(500);

Serial.print(".");

}

Serial.println("");

Serial.println("Conectado con éxito a la red WiFi.");

Serial.println("La dirección IP es: ");

Serial.println(WiFi.localIP());

server.begin();

Serial.println("Servidor iniciado");

timeClient.begin();//Inicializa servidor NTP

//Inicializamos el el display

epd_init();

epd_wakeup();

epd_set_memory(MEM_NAND);

delay(2000);

}

void loop()

{

timeClient.update();//Obtenemos la hora actulizada

h = dht.readHumidity();//Lectura de la humedad

t = dht.readTemperature();//Lectura de la temperatura

//Adactamos los datos de temperatura y humedad, direción ip y hora UTC para mostrarlo en el display

dtostrf(t, 8, 2, temp);

dtostrf(h, 8, 2, hume);

ip = String() + WiFi.localIP()[0] + "." + WiFi.localIP()[1] + "." + WiFi.localIP()[2] + "." + WiFi.localIP()[3];

hora = timeClient.getFormattedTime();

dir_ip = ip.c_str();

horaUTC = hora.c_str();

//////Se cumple esta condición cada 10 segundos

if(millis() > Tiempo + periodo){

Tiempo = millis();

textoDisplay();//Llamamos a la función para mostrar datos en el display

}

WiFiClient client = server.available();

if (client)//Si se cumple la condición, mostramos dotos en el webserver

{

Serial.println("Cliente web conectado ");

String request = client.readStringUntil('\r');

client.println("HTTP/1.1 200 OK");

client.println("Content-type:text/html");

client.println("Connection: close");

client.println();

client.println("<!DOCTYPE html><html>");

client.println("<head><meta name=\"viewport\" content=\"width=device-width, initial-scale=1\">");

client.println("<link rel=\"icon\" href=\"data:,\">");

client.println("</style></head><body><h1>Servidor Web con esp32 y display E-Paper</h1>");

client.println("<h2>Tipo de sensor DHT11</h2>");

client.println("<h2>www.rogerbit.com</h2>");

client.println("<table><tr><th>Valores Leidos</th><th>VALUE</th></tr>");

client.println("<tr><td>Temp. Celsius</td><td><span class=\"sensor\">");

client.println(t);

client.println(" *C</span></td></tr>");

client.println("<tr><td>Humedad</td><td><span class=\"sensor\">");

client.println(h);

client.println(" %</span></td></tr>");

client.println("<tr><td>Ultima actualizacion Hora UTC</td><td><span class=\"sensor\">");

client.println(hora);

client.println("</span></td></tr>");

client.println("</body></html>");

client.stop();

client.println();

Serial.println("Client disconnected.");

Serial.println("");

}

void textoDisplay(void)

{

////Estación meteorológica

epd_set_ch_font(GBK64);

epd_set_en_font(ASCII64);

epd_disp_string("ESTACION-METEOROLAGICA", 0, 10);

////Temperatura

epd_set_ch_font(GBK64);

epd_set_en_font(ASCII64);

epd_disp_string("Temperatura: ", 0, 80);

epd_disp_string(temp, 350, 80);

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////Humedad

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epd_set_en_font(ASCII64);

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////Hora UTC

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epd_disp_string(dir_ip, 350, 310);

epd_udpate();

}

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Conectividad

Prestaciones del microcontrolador

Alimentación y modos de consumo

Sensor de temperatura y humedad DHT11

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