Estación Meteorologica

el

 Estación Meteorológica

Construcción paso a paso de una estación meteorológica autónoma

Día 12/11/25: HE RETIRADO Y APAGADO LA ESTACIÓN METEOROLOGICA:

Pasados estos cinco meses los sensores no han aguantado más tiempo, deben ser de muy poca calidad para hacer practicas dentro de un laboratorio pero en la intemperie la cosa ha resultado muy distinta:
- El sensor de temperatura y humedad dejó de funcionar, al principio al ir a cambiar las pilas lo movía un poco o lo cambiaba por otro y funcionaba pero en estos cinco meses dos sensores que compré han dejado de funcionar
- El sensor de voltaje marcaba lo que quería dando picos de sierra aleatoriamente y desde luego muy fuera de su rango, aunque lo llevara calibrado desde casa. además no se notaba ningún descenso de voltaje que indicara final de las pilas.
- El sensor de distancia media a partir del 19 cm y el fondo del bidón está a 23 cm o sea que solo notaba cuando se acababa el agua, además los últimos días daba los 19 cm a pesar de estar vacío y eso era porque estaba lleno de una capa húmeda de agua, posiblemente rocío
- El sensor de humedad del suelo ha funcionada muy bien, daba claramente cuando llovía y como la humedad de la tierra iba bajando
- Además, ocasionalmente, no se trasmitían los datos, posiblemente por no tener suficiente cobertura la tarjeta SIM.

Ahora esta retirado del campo, Veremos si me animo a hacer una versión 2.0

Día 11/09/25: TEORÍA Y PRÁCTICA DE LA ESTACIÓN:

RESUMEN: los sensores funcionan como les da la gana

Aqui se puede ver que el sensor de temperatura deja de funciona una temporada, como estoy de vacaciones no puedo ir a arreglarlo, tomo la costumbre de probar a ver si funciona antes de irme pero el último día aun comprobando que funcionaba cuando hizo la primera lectura autónoma comprobé que no funcionó.
También se puede ver que hay horas en las que falla el envío de datos, (se ve la pequeña rayita entre dos puntos) tampoco sé porque puede suceder
El sensor de distancia para medir el nivel del depósito de agua solo se activa a partir de los 19 cm. que representa las 2/3 del volumen del depósito luego llega enseguida hasta los 28,5 (que por eso de 28 o 29) que es el fondo del depósito, de todas formas he visto el objetivo y es que el depósito se vacía en 60 

El sensor de la humedad del suelo funciona muy bien: Cuando llueve sube el porcentaje de humedad y se va secando poco a poco


Y por último el sensor de voltios de la batería, depende de la marca de las baterías que lleve, da alrededor de los 7v. o alrededor de los 4v. pero siempre llevo 11,48v. indudablemete está mal calibrado en las pruebas que hice las pilas duraban 20 días y siempre las he cambiado antes.



Día 17/06/25: me llevo la estación al campo:

He cambiado el sensor de temperatura que había dejado de mandar datos y el de carga de la pila porque daba lecturas raras, pero este último sigue dando lecturas muy bajas aunque lo llevo calibrado desde casa el programa de allí no va igual.

Día 3/06/25: me llevo la estación al campo:

agujero donde queda escondida la caja

Sólo se ve la antena salir de un montón de piedras



Caja oculta en un montó de piedras

Antes de tapar la caja hice una prueba de envío de datos:




Día 2/05/25: doy por terminada la construcción:
Los agujeros ya están tapados y la he colocado en un sitio provisional para analizar los datos que irá tomando y el tiempo que dura la batería.
No voy a tocar el programa que actualmente está lleno de "Serial.print" pero por esa zona también hay controles de lectura correcta o sea que hay que hacerlo más despacio

Día 30/04/25: Todo montado

Funciona de forma autónoma. 
He tenido un pequeño problema porque la placa SIM900 se apagaba después de 11 parpadeos. Esto era porque de tanto manipular los cables el conmutador de alimentación se había cambiado a 5v de Arduino en vez de los 12v jack independiente, que es el que suministra los 2 amperios para que funcione adecuadamente.
Me queda depurar el programa y tapar los agujeros por donde pasan los cables.

Día 29/04/25: Recolocando cables

He modificado las líneas de 12v porque no cabía tanto conector Jack en la caja

Colocación de arandelas de goma para dejar más fija la batería y la sonda del suelo (el elemento 8 de la foto del día 6/4/25 cortado a medina) 

Día 25/04/25: Composición de la caja sin cables.


Así queda la disposición de los sensores dentro de la caja. Falta el de temperatura y humedad que va fuera.
He usado un pegamento rápido  pegando las cabezas de los tornillos sobre el plástico de la caja. Algunos reforzados con el pegamento plástico caliente. Así evito agujeros al exterior por donde podría entrar humedad.
He puesto el SIM900 encima del Arduino R4
La pila se sujeta con esos dos plásticos, que son de una caja de CD serrados con sierra de marquetería y están pegados con el mismo pegamento rápido. Esta disposición permite sacar la batería cómodamente para poder cambiar las pilas.
Con los cables será  menos fotogénico.


Día 24/04/25: Comienza la maquetación.

  
Todo esto es lo que hay que meter en la caja estanca


He preparado los conectores del medidor de distancia y del sensor de humedad del suelo, he tenido que aprender a poner los conectores y para poner esos siete he gastado catorce.

He soldado al SIM900 los pines para conectarlo directamente al Arduino R4, tambien lleva tiempo porque es difícil soldar tan fino.


Finalmente, por hoy, he preparado los cables de los 12 voltios.
Para el sensor de temperatura y humedad exterior he cambiado de opinión y creo que no hace falta llevar muy lejos este sensor voy a poner un cable largo normal de 20cm y por lo tanto sobra el rollo de cable marcado con el número 15 de la foto del día 6



Día 17/04/25: Calibración de sensores.


Calibrando sensores me he dado cuenta que tenia intercambiados en el sensor de humedad del suelo el conector D0 por el A0 Como el A0 del sensor iba al pin 11 que es PWD me daba un rango de 0 a 1023 con lo  que creía calcular bien la humedad. pero al poner los pines correctamente: el pin A0 del sensor conectado al A1 de Arduino R4 da una lectura mucho más precisa. He modificado el programa de los cinco sensores para añadir la lectura digital del sensor.

La calibración del voltaje mucho mejor hacerla con un polímetro y una regla de tres: si con el factor que me dan en internet me da un voltaje de V voltios, para que me de 11,48 (que es lo que me ha medido el polímetro) debo poner un factor X y en este caso ha salido 0.023706

La distancia al suelo con una regla resultando que esta bien calibrado de fábrica y la temperatura con un termómetro doméstico que como no tiene decimales no se puede precisar más allá y queda bien.

El modelo que he usado para guiarme en este programa es este link

Día 16/04/25:  Programación preparada.

Funcionando con 12 voltios y en modo depuración

Normalmente dedico dos horas cada día que me pongo con esto pero hoy ha sido mucho más tiempo por las novedades que he ido encontrando:
  • No hay ejemplos en internet de Arduino R4 con SIM900 todo lo que hay es para el R3.
  • Como hay que poner tx = 0, rx =1 que son los pines que usa el Serial USB no puedes elegir un puerto al azar porque entonces te quedas sin salidas Serial.print, al elegir el puerto tienes que buscar el que tenga el R4 y no otro
  • A veces, generalmente cuando compilas varios programas con otros puertos, el programa no se actualiza en el Arduino, esto se arregla pulsando dos veces el botón blanco de reset en R4 y parpadeará el led cerca del botón pero ya se sube bien el programa.
  • Como no hay un debug para Arduino IDE los que se suele hacer es poner un montón de Serial.print para depurar el programa. Por eso no voy a poner el programa porque todavía está en fase depuración.
  • He usado para subir los datos a Internet el servicio web : https://thingspeak.mathworks.com/  Es gratis pero difícil de estudiar la primera vez y aunque ya lo conocía ha costado un poco desempolvar mi memoria.

Día 15/04/25 : Particularidades del Arduino UNO R4 Minimal.

He tenido que cambiar los pines de conexión a SIM900. 
Resulta que todas las explicaciones que hay en Internet sobre este tema se habla del Arduino R3 pero parece ser que la actualización al R4 tiene diferencias para esta conexión, a saber:
  • Hay que cambiar los pines RX = 0 y TX = 1 en lugar de los 7 y 8 como pone en casi todos los sitios para el R3
  • No olvidarse de cambiar los puentes hardware (los únicos que salen en la foto)
  • Hay que poner pinMode(9, OUTPUT); parece trivial pero en R3 no hacía falta
  • Y la velocidad de trasmisión para el SIM900 debe ser de 57600
Con estos parámetros nuevos el programa de comunicación básico funciona perfectamente



Día 11/04/25: Probando SIM900

      
  • Se ha insertado al SIM900 una tarjeta Things Mobile, es del tipo "pago por uso" aunque en la web de esta empresa los precios y tipos de contrato cambian cada año, de momento mantienen el "pago por uso" a 0,20€ el Mb y para trasmitir con GPRS el mega se alcanza con 5 o 6 trasmisiones.
  • Se ha soldado la resistencia R13 para poder encender y apagar la placa por software mandando señal al pin9 (podían haber puesto un puente)
  • Conmutador de alimentación en su posición para recibir los 12 voltios que son necesarios para suministrar los 2 amperios que consume en cada trasmisión.
  • Cuando encuentra Red GPRS y SMS el diodo de señal parpadea con una cadencia lenta como en el del video
  • Creo que me he equivocado comprando una tarjeta Things Mobile, cobran 1€ al mes por usar la web de recarga (obligatorio aunque no la uses) 0,20€/mes de gasto minimo (aunque no la uses ese mes) y 0,30€/mes por conexión mensual a la red. He visto otras que podrian ser mejores https://www.1nce.com/es-es/1nce-connect/10-euros-por-10-anos Será la siguiente que pruebe.


Día 10/04/25: comprobando sensores

Salida Monitor Serie con los sensores funcionando correctamente.
¿Por qué mido una distancia? porque la estación estará al lado de un deposito de agua de riego por goteo y medirá la distancia a la superficie del agua, 19cm = deposito lleno y 50cm = depósito vacío.

Programa


Día 8/4/25: esquema eléctrico


Notas:
  1. En proceso de pruebas todos los pines digitales del Arduino se unen a la placa con su mismo numero para hacer más fácil los cambios
  2. Con los cables rígidos se pueden seguir mejor los empalmes
  3. La masa y los 5v los mete Ardunio en la barra de tensiones de la protoboard (que no se ve bien en la foto) y de ahí la toman los sensores.
  4. De momento no usare el pin digital del sensor de suelo

Día 6/4/25: inventario de todo el material que creo que voy a necesitar




  1. Cables rígidos
  2. Batería recargable (para pruebas)
  3. Tarjeta de conexiones para pruebas (ProtoBoard)
  4. Arduino R4 Mínimo
  5. Sim900
  6. Reloj temporizador autónomo
  7. Caja de pilas recargables
  8. Tubo de goma para fijar placas
  9. Sensor de humedad del suelo
  10. Conectores para los cables exteriores
  11. Caja estanca con índice de impermeabilidad IP55
  12. Sensor de humedad y temperatura ambiente
  13. Sensor de distancia
  14. Sensor de nivel de batería
  15. Cable para las sondas exteriores.
  16. Conectores Jack para 12 voltios
Existe un sensor de temperatura, humedad y presión atmosférica pero lo he descartado porque necesita 30 segundos para tomar la presión y eso gasta mucha pila