ESP8266 基于太阳能与超级电容的湿度传感器

　　项目所用材料:

　　故事背景

　　大约一年前，我为我的花园做了一个水分传感器。我把它连接到一个ESP-12E芯片上，它通过WiFi每小时向我发送关于湿度的更新信息。为了给它供电，我用了三个AAA电池。由于芯片的深睡眠特性(大约6个月)，它运行得很好，电池也持续了很长一段时间，但我想要建立一个可以在不受干扰的情况下继续运行的东西。传感器在一个很难到达的地方，因为它有一个防水的外壳，它需要更换电池。除此之外，我真的很喜欢建造一些理论上可以持续十多年的东西。

　　找到合适的电源很容易：太阳能。更难的是储存能量。ESP-12E是一个耗电芯片。当启动WiFi连接时，它吸引了大约150到250 mAh。所以直接用太阳能电池板驱动芯片是不可能的。为了储存能量，我看了不同种类的可充电电池。然而，使用电池有一些缺点：寿命短，过度或充电不足会损坏电池，等等。然后我在他的博客上看到了尼克·加蒙的一篇文章，他描述了使用超级电容器给他的Arduino供电。这听起来像一个伟大的解决方案，我的项目!当超级电容器通电，我认为一切都会很容易建造，我需要一天左右的时间才能开始运转。现在，两周后，在解决了许多不可预见的问题后，我终于让它持续工作了。

　　在电子方面，我是个新手，在这个过程中我学到了很多东西。我写下这篇文章的主要原因是为了能记住我做了什么工作!

　    基本结构

　　5V太阳能电池板通过肖特基二极管向两个22法拉德超级电容器充电，以防止逆流。将电容串联放置，使电压加倍(从2.5V增加到5V)。ESP-12E是通过HT 7833电压调节器供电的。水分传感器通过两个分压器电阻连接到模拟引脚上，使其保持在1V以下。到目前一切尚好。

　　这些部件足以让一切运转起来。问题是：当电压降到某一点以下时，此设置停止工作。在2.7V以下，ESP-12E关闭。过了一段时间，太阳能电池板再次给超级电容充电时，芯片就会启动，并吸收大量的电能，以至于电压立即降到阈值以下，芯片再次关闭。芯片就卡在这种状态。换句话说，系统需要滞后。

　　增加这一点的芯片是欠压检测器LMS 33460。极小，很难焊接，但这是我能找到的唯一适合这一设计。它在3.10伏特左右向CH_en引脚发送高信号，在低于3V时关闭。这足以让ESP 8266运行。

　　当芯片唤醒并执行草图时，它首先连接到我的网络。然后，它从Ubiotts服务器下载上一次上传的值。因为ESP 8266在从深度睡眠中醒来时不容易存储值，所以这是比较值的唯一方法。然后，它从传感器上读取数据，并将其发送到互联网服务。我使用两种服务：Ubiot和Pushover。每隔一个小时左右，最新的值就会上传到Ubiotts。

　　测试结果

　　我用Pushover给我发了关于湿度的通知。每小时接收一次通知会很快变得烦人，所以我将其设置为仅当新值与以前的度量(参见代码)处于不同的类别时才发送通知。当它每次完成时，就会休眠上一个多小时。