Wetterstation mit Wemos D1

Inhalt

Beschreibung der Anleitung

Die Temperatursensoren DHT11 und DHT22 messen Temperatur und Luftfeuchtigkeit. Diese Daten werden über WiFi an einen Browser übertragen und angezeigt. Alle 60 Sekunden wird die Anzeige automatisch aktualisiert.
Zusätzlich wird mit Hilfe der Standardbibliothek time.h das aktuelle Datum und die Zeit der Messung angezeigt. Über einen Button kann die Seite auch händisch aktualisiert werden.

Ansicht im Browser

Benötigte Bauteile

Board installieren

Der Schaltplan

DHT22 Wemos D1 Mini
DHT22 mit Wemos D1 Mini

Die Pinbelegung des DHT-Moduls kann sich von der hier gezeigten unterscheiden.
Achte deshalb auf die Beschriftung des Sensors!

Das Programm

Benötigte Bibliothek installieren

Globale Variablen definieren und Bibliothek einbinden

Die Bibliothek time.h sorgt für die Ermittlung der aktuellen Zeit über NTP-Server. Das NTP (Network Time Protocol) ist ein Protokoll zur Synchronisierung von Uhren in Computersystemen. Im Internet existieren öffentlich zugängliche NTP-Server, die sich zur Zeitsynchronisation nutzen lassen. Hier wird ein Pool von Zeitservern verwendet. Das hat den Vorteil, dass bei einem Ausfall eines Zeitservers der nächste in der Liste verwendet wird.

				
					// benötigte Bibliotheken
#include <ESP8266WebServer.h>
#include <time.h>
#include <DHT.h>

// DHT11
// # define DHTTYPE DHT11

// DHT22
#define DHTTYPE DHT22
#define DHTPIN D7

// Sensor zuordnen
DHT dht(DHTPIN, DHTTYPE);

#define Router "Router_SSID"
#define Passwort "xxxxxxxx"

/*
  NTP-Server aus Pool 
  # define Zeitserver "de.pool.ntp.org"
  oder z.B. Zeitserver der Physikalisch-technischen Bundesanstalt
  # define Zeitserver "ptbtime1.ptb.de"
*/
#define Zeitserver "de.pool.ntp.org"

/*
  Liste der Zeitzonen
  https://github.com/nayarsystems/posix_tz_db/blob/master/zones.csv
  Zeitzone CET = Central European Time -1 -> 1 Stunde zurück
  CEST = Central European Summer Time von
  M3 = März, 5.0 = Sonntag 5. Woche, 02 = 2 Uhr
  bis M10 = Oktober, 5.0 = Sonntag 5. Woche 03 = 3 Uhr
*/
#define Zeitzone "CET-1CEST,M3.5.0/02,M10.5.0/03"

// time_t enthält die Anzahl der Sekunden seit dem 1.1.1970 0 Uhr
time_t aktuelleZeit;

/* 
  Struktur tm wandelt die ermittelte Zeit in ein "lesbares" Format um:
  tm_hour -> Stunde: 0 bis 23
  tm_min -> Minuten: 0 bis 59
  tm_sec -> Sekunden 0 bis 59
  tm_mday -> Tag 1 bis 31
  tm_mon -> Monat: 0 (Januar) bis 11 (Dezember)
  tm_year -> Jahre seit 1900
  tm_yday -> vergangene Tage seit 1. Januar des Jahres
  tm_isdst -> Wert > 0 = Sommerzeit (dst = daylight saving time)
*/
tm Zeit;

// Webserver Port 80
WiFiServer Server(80);

// Client-Objekt mit dem Namen Client erstellen
WiFiClient Client;

Der setup-Teil

				
					void setup() 
{
  Serial.begin(9600);

  // Parameter für die zu ermittelnde Zeit
  configTime(Zeitzone, Zeitserver);

  WiFi.begin(Router, Passwort);

  // Verbindung herstellen
  while (WiFi.status() != WL_CONNECTED) 
  {
    delay(200);
    Serial.print(".");
  }

  Server.begin();

  // SSID des Routers anzeigen
  Serial.println();
  Serial.print("Verbunden mit ");
  Serial.println(WiFi.SSID());

  // IP des D! anzeigen
  Serial.println(WiFi.localIP());

  // dht starten
  dht.begin();
}

Im Seriellen Monitor wird die IP-Adresse des Wemos D1 angezeigt.

Diese IP-Adresse musst du in der Adresszeile eines Browsers deiner Wahl eingeben.

Der loop-Teil

				
					void loop() 
{
  // aktuelle Zeit lesen
  time(&aktuelleZeit);

  // localtime_r -> ermittelte Zeit in die lokale Zeitzone setzen
  localtime_r(&aktuelleZeit, &Zeit);

  // Variable für Temperatur und Luftfeuchtigkeit
  float Temperatur;
  float Luftfeuchtigkeit;
  String AnzeigeTemperatur;
  String AnzeigeLuftfeuchtigkeit;

  Client = Server.available();
  if (Client) 
  {
    // Seite aufbauen wenn SeiteAufbauen true ist
    boolean SeiteAufbauen = true;

    // String SchaltungLesen = "";
    while (Client.connected()) 
    {
      if (Client.available()) 
      {
        char Zeichen = Client.read();
        if (Zeichen == '\n') 
        {
          // wenn SeiteAufbauen den Wert true hat
          if (SeiteAufbauen) 
          {
            // HTTP-Anforderung senden
            Client.println("HTTP/1.1 200 OK");
            Client.println("Content-Type: text/html");

            // Leerzeile zwingend erforderlich
            Client.println();

            /*
              HTML-Seite aufbauen
              die folgenden Anweisungen müssen mit print oder println gesendet werden
              println "verschönert" den Quelltext
              " muss mit \" maskiert werden
            */
            Client.println("<!doctype html>");
            Client.println("<html>");
            Client.println("<body>");

            // alle 60 Sekunden aktualisieren mit meta-Tag
            Client.println("<meta http-equiv=\"refresh\" content=\"60\">");
            Client.println("<h1> Temperatur und Luftfeuchtigkeit messen</h1>");
            Client.println("<hr />");
            Client.print("<h2>Letzte Messung: ");

            // tm_mday -> Wochentag anzeigen
            switch (Zeit.tm_wday) 
            {
              case 0:
                Client.print(F("Sonntag"));
                break;
              case 1:
                Client.print(F("Montag"));
                break;
              case 2:
                Client.print(F("Dienstag"));
                break;
              case 3:
                Client.print(F("Mittwoch"));
                break;
              case 4:
                Client.print(F("Donnerstag"));
                break;
              case 5:
                Client.print(F("Freitag"));
                break;
              case 6:
                Client.print(F("Samstag"));
                break;
            }
            Client.print(", ");

            // Tag
            // bei einstelligen Werten -> führende 0 ergänzen     

            if (Zeit.tm_mday < 10) Client.print("0");
            Client.print(Zeit.tm_mday);
            Client.print(".");

            // Monat Zählung beginnt mit 0
            // bei einstelligen Werten -> führende 0 ergänzen     
            if (Zeit.tm_mon < 10) Client.print("0");
            Client.print(Zeit.tm_mon + 1);
            Client.print(".");

            // tm_year + 1900
            Client.print(Zeit.tm_year + 1900);

            // Uhrzeit
            Client.print(" Uhrzeit: ");

            // Stunden
            if (Zeit.tm_hour < 10) Client.print("0");
            Client.print(Zeit.tm_hour);
            Client.print(":");

            // Minuten
            if (Zeit.tm_min < 10) Client.print("0");
            Client.print(Zeit.tm_min);
            Client.print(":");

            // Sekunden
            if (Zeit.tm_sec < 10) Client.print("0");
            Client.print(Zeit.tm_sec);

            Client.println("</h2>");
            Client.println("<hr />");

            // Temperatur lesen
            AnzeigeTemperatur = String(dht.readTemperature());

            // . durch , ersetzen
            AnzeigeTemperatur.replace(".", ",");

            // Luftfeuchtigkeit lesen
            AnzeigeLuftfeuchtigkeit = String(dht.readHumidity());

            // . durch , ersetzen
            AnzeigeLuftfeuchtigkeit.replace(".", ",");

            // Daten im Browser anzeigen
            Client.print("<b>Temperatur:</b><blockquote>");
            Client.println(AnzeigeTemperatur + " &deg;C</blockquote>");
            Client.println("<br>");
            Client.print("<b>Luftfeuchtigkeit:</b><blockquote>");
            Client.println(AnzeigeLuftfeuchtigkeit + " %</blockquote><hr>");
            Client.println("<form>");

            // Button formatieren
            Client.print("<input style=\"font-size:16pt; font-weight:bold;");
            Client.print("background-color:#55A96B;");
            Client.print("display:block; cursor:pointer;\"type=\"button\"");

            // Seite neu laden
            Client.println(" onClick=\"location.href='WiFi.localIP()'\" value=\"aktualisieren\">");
            Client.println("</form>");
            Client.println("<hr />");

            // IPs anzeigen
            Client.print("<b>Eigene IP: ");
            Client.print(Client.remoteIP());
            Client.print("</b>");
            Client.print("<br><b>IP Klient (D1): ");
            Client.print(WiFi.localIP());
            Client.print("</b>");
            Client.println("</body>");
            Client.print("</html>");

            // HTTP-Antwort endet mit neuer Zeile
            Client.println();

            // Seite vollständig geladen -> loop verlassen
            break;
          }

          // wenn new line (\n) gesendet wurde -> Seite aufbauen
          if (Zeichen == '\n') SeiteAufbauen = true;

          // bei einem anderen Zeichen als return (\r)
          else if (Zeichen != '\r') 
          {
            SeiteAufbauen = false;
          }
          delay(1);
          Client.stop();
        }
      }
    }
  }
}

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