Wetterstation mit Nano ESP32, ESP32-Wroom, NodeMCU, DHT11/DHT22 und OLED – Projekte für Arduino und ESP32-Mikrocontroller

Lesezeit: 4 Minuten

Mit dem Sensor DHT11/DHT22 werden Temperatur und Luftfeuchtigkeit gemessen, das Ergebnis wird auf einem OLED angezeigt. Die über einen Zeitserver ermittelte Zeit wird ebenfalls auf dem OLED dargestellt. Als Controller wird ein Arduino Nano ESP32 (oder ESP32-Wroom/Wemos D1 Mini) verwendet.

Inhalt

Die Schaltung
Pinbelegung
Board installieren
Bibliotheken und Variable
Der setup-Teil
Die Funktion DatenAnzeigen()
Der loop-Teil

Die Schaltung

Pinbelegung

⇒Lösung Arduino Nano ESP32

⇒Lösung ESP8266 NodeMCU

⇒Lösung ESP32 Wroom

Es kann bis zu einer Minute dauern bis eine Verbindung zum NTP-Server aufgebaut wurde.

Board installieren

Installiere mit dem Boardverwalter das passende Board:

Bibliotheken und Variable

#include "WiFi.h"
#include "time.h"
#include "U8g2lib.h"
#include "DHT.h"

// OLED initialisieren
U8G2_SSD1306_128X64_NONAME_1_HW_I2C oled(U8G2_R0, U8X8_PIN_NONE);

// SSID und Passwort des Routers
char Router[] = "Router_SSID";
char Passwort[] = "xxxxxxxx";

// Pin des Sensors
int SENSOR_DHT = 7;

// DHT11
// #define SensorTyp DHT11

// DHT22
#define SensorTyp DHT22

// Sensor einen Namen zuweisen
DHT dht(SENSOR_DHT, SensorTyp);

// NTP-Server aus dem Pool
#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
  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;

// Zeit bis zur nächsten Messung
static unsigned long GesicherteStartZeit = 0;
unsigned long Startzeit;

// Sekunden Intervall, kann angepasst werden
int Intervall = 5000;

#include “WiFi.h”

#include “time.h”

#include “U8g2lib.h”

#include “DHT.h”

// OLED initialisieren

U8G2_SSD1306_128X64_NONAME_1_HW_I2C oled(U8G2_R0, U8X8_PIN_NONE);

// SSID und Passwort des Routers

char Router[] = “Router_SSID”;

char Passwort[] = “xxxxxxxx”;

// Pin des Sensors

int SENSOR_DHT = 7;

// DHT11

// #define SensorTyp DHT11

// DHT22

#define SensorTyp DHT22

// Sensor einen Namen zuweisen

DHT dht(SENSOR_DHT, SensorTyp);

// NTP-Server aus dem Pool

#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

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;

// Zeit bis zur nächsten Messung

static unsigned long GesicherteStartZeit = 0;

unsigned long Startzeit;

// Sekunden Intervall, kann angepasst werden

int Intervall = 5000;

Der setup-Teil

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

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

  WiFi.mode(WIFI_STA);
  WiFi.begin(Router, Passwort);
  while (WiFi.status() != WL_CONNECTED) 
  {
    delay(200);
    Serial.print(".");
  }
  // SSID des Routers anzeigen
  Serial.println();
  Serial.print("Verbunden mit ");
  Serial.println(WiFi.SSID());

  // IP anzeigen
  Serial.print("IP: ");
  Serial.println(WiFi.localIP());

  // OLED starten
  oled.begin();

  // DHT starten
  dht.begin();
}

void setup()

{

Serial.begin(9600);

// Parameter für die zu ermittelnde Zeit

configTzTime(Zeitzone, Zeitserver);

WiFi.mode(WIFI_STA);

WiFi.begin(Router, Passwort);

while (WiFi.status() != WL_CONNECTED)

{

delay(200);

Serial.print(“.”);

}

// SSID des Routers anzeigen

Serial.println();

Serial.print(“Verbunden mit ”);

Serial.println(WiFi.SSID());

// IP anzeigen

Serial.print(“IP: ”);

Serial.println(WiFi.localIP());

// OLED starten

oled.begin();

// DHT starten

dht.begin();

}

Die Funktion DatenAnzeigen()

Im loop-Teil wird die Funktion DatenAnzeigen aufgerufen:

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

  // Temperatur
  String Temperatur = String(dht.readTemperature());
  Temperatur.replace(".", ",");

  // Luftfeuchtigkeit
  String Luftfeuchtigkeit = String(dht.readHumidity());
  Luftfeuchtigkeit.replace(".", ",");

  // localtime_r -> Zeit in die lokale Zeitzone setzen
  localtime_r(&aktuelleZeit, &Zeit);
  oled.clearDisplay();
  
  // Zeichenfarbe weiß
  oled.setDrawColor(1);

  // horizontale Schrift
  oled.setFontDirection(0);
  oled.firstPage();

  do 
  {
    // horizontale Linie
    oled.setCursor(2, 20);

    // Zeit anzeigen
    oled.setFont(u8g2_font_helvB14_tf);

    if (Zeit.tm_hour < 10) oled.print("0");
    oled.print(Zeit.tm_hour);
    oled.print(":");

    if (Zeit.tm_min < 10) oled.print("0");
    oled.print(Zeit.tm_min);
    oled.drawHLine(1, 25, oled.getDisplayWidth());
    oled.setCursor(2, 43);
    oled.print(Temperatur);
    oled.print((char)176);
    oled.print("C");

    oled.setCursor(2, 63);
    oled.print(Luftfeuchtigkeit +"%");
  } 
  while (oled.nextPage());

  // Serielle Ausgabe mit Namen des Wochentages
  switch (Zeit.tm_wday) 
  {
    case 0:
      Serial.print("Sonntag ");
      break;

    case 1:
      Serial.print("Montag ");
      break;

    case 2:
      Serial.print("Dienstag ");
      break;

    case 3:
      Serial.print("Mittwoch ");
      break;

    case 4:
      Serial.print("Donnerstag ");
      break;

    case 5:
      Serial.print("Freitag ");
      break;
    case 6:
      Serial.print("Samstag ");
      break;
  }

  // Tag: führende 0 ergänzen
  if (Zeit.tm_mday < 10) Serial.print("0");
  Serial.print(Zeit.tm_mday);
  Serial.print(".");

  // Monat: führende 0 ergänzen
  if (Zeit.tm_mon < 10) Serial.print("0");
  Serial.print(Zeit.tm_mon + 1);
  Serial.print(".");

  // Anzahl Jahre seit 1900
  Serial.print(Zeit.tm_year + 1900); 
  Serial.print(" ");
  if (Zeit.tm_hour < 10) Serial.print("0");
  Serial.print(Zeit.tm_hour); 
  Serial.print(":");

  if (Zeit.tm_min < 10) Serial.print("0");
  Serial.print(Zeit.tm_min); 
  Serial.print(":");
  if (Zeit.tm_sec < 10) Serial.print("0");
  Serial.print(Zeit.tm_sec); 
  Serial.println();

  Serial.print("Temperatur:");
  Serial.println(Temperatur + " °C");
  Serial.print("Luftfeuchtigkeit: ");
  Serial.println(Luftfeuchtigkeit + " %");
}

100

101

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103

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106

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109

void DatenAnzeigen()

{

// aktuelle Zeit lesen

time(&aktuelleZeit);

// Temperatur

String Temperatur = String(dht.readTemperature());

Temperatur.replace(“.”, “,”);

// Luftfeuchtigkeit

String Luftfeuchtigkeit = String(dht.readHumidity());

Luftfeuchtigkeit.replace(“.”, “,”);

// localtime_r -> Zeit in die lokale Zeitzone setzen

localtime_r(&aktuelleZeit, &Zeit);

oled.clearDisplay();

// Zeichenfarbe weiß

oled.setDrawColor(1);

// horizontale Schrift

oled.setFontDirection(0);

oled.firstPage();

{

// horizontale Linie

oled.setCursor(2, 20);

// Zeit anzeigen

oled.setFont(u8g2_font_helvB14_tf);

if (Zeit.tm_hour < 10) oled.print(“0”);

oled.print(Zeit.tm_hour);

oled.print(“:”);

if (Zeit.tm_min < 10) oled.print(“0”);

oled.print(Zeit.tm_min);

oled.drawHLine(1, 25, oled.getDisplayWidth());

oled.setCursor(2, 43);

oled.print(Temperatur);

oled.print((char)176);

oled.print(“C”);

oled.setCursor(2, 63);

oled.print(Luftfeuchtigkeit +”%”);

}

while (oled.nextPage());

// Serielle Ausgabe mit Namen des Wochentages

switch (Zeit.tm_wday)

{

case 0:

Serial.print(“Sonntag ”);

break;

case 1:

Serial.print(“Montag ”);

break;

case 2:

Serial.print(“Dienstag ”);

break;

case 3:

Serial.print(“Mittwoch ”);

break;

case 4:

Serial.print(“Donnerstag ”);

break;

case 5:

Serial.print(“Freitag ”);

break;

case 6:

Serial.print(“Samstag ”);

break;

}

// Tag: führende 0 ergänzen

if (Zeit.tm_mday < 10) Serial.print(“0”);

Serial.print(Zeit.tm_mday);

Serial.print(“.”);

// Monat: führende 0 ergänzen

if (Zeit.tm_mon < 10) Serial.print(“0”);

Serial.print(Zeit.tm_mon + 1);

Serial.print(“.”);

// Anzahl Jahre seit 1900

Serial.print(Zeit.tm_year + 1900);

Serial.print(“ ”);

if (Zeit.tm_hour < 10) Serial.print(“0”);

Serial.print(Zeit.tm_hour);

Serial.print(“:”);

if (Zeit.tm_min < 10) Serial.print(“0”);

Serial.print(Zeit.tm_min);

Serial.print(“:”);

if (Zeit.tm_sec < 10) Serial.print(“0”);

Serial.print(Zeit.tm_sec);

Serial.println();

Serial.print(“Temperatur:”);

Serial.println(Temperatur + ” °C”);

Serial.print(“Luftfeuchtigkeit: ”);

Serial.println(Luftfeuchtigkeit + ” %”);

}

Der loop-Teil

void loop() 
{
  // Startzeit setzen
  Startzeit = millis();

  // wenn das festgelegte Intervall erreicht ist
  if (Startzeit - GesicherteStartZeit > Intervall) 
  {
    DatenAnzeigen();

    // Startzeit zurücksetzen
    GesicherteStartZeit = Startzeit;
  }
}