Existen muchos tutoriales para construir una estación meteorológica con Arduino, para ello utilizan algunos sensores y displays LCDs.
En realidad estos tutoriales y proyectos no son una estación meteorológica sino simplemente son robots que obtienen datos de temperatura, humedad o presión atmosférica y otros datos, que son mostrados en pantallas o guardados en archivos (Data loggers).
Una verdadera estación meteorológica es más que eso, son artefactos con gran autonomía y que están instalados en lugares adecuados para su correcto funcionamiento, además recopilan datos a largo plazo que luego serán analizados por expertos y científicos con procesos matemáticos y estadísticos para producir información en forma de pronósticos o alertas que ayuden a la sociedad.
En mi país tenemos:
https://smn.conagua.gob.mx/es/
Poco tiene que ver nuestros pequeños arduinos con sus módulos y cablecitos.
Sin embargo aquí vengo para proponer la construcción de una "estación meteorológica" más, pero esta vez basado no en un arduino sino en el chip que utiliza un ATMEGA328 con la menor cantidad de electrónica posible y con el menor gasto de energía posible.
Mi fascinación por las estaciones meteorológicas tienen que ver con un asunto que creo es importante recordar o retomar y este es que desde hace muchos años en el campo del conocimiento humano ya se tenía resuelto: independencia tecnológica, autonomía, obtención de datos a largo plazo, la creación de artilugios que no requieren ni siquiera electricidad, ni actualizaciones de software, ni microprocesadores, ni siquiera electrónica discreta o digital, aquí un ejemplo:
https://sbj.edu.mx/videos/termohigrografo.mp4
Además tiene que ver con el cómputo humano, es decir, que la parte importante en estos procesos es la capacidad y habilidad humana para realizar los computos, y que a diferencia de las granjas de cómputo enormes, con toneladas de computadoras, cableado y Gigawatts de consumo energético, la labor lo hace un ser humano o varios (y que sólo necesitan alimento y un sueldo regular para la labor jeje).
Ya que mis habilidades para construir artefactos mecánicos son pocas o no tantas como para construir un termómetro de mercurio o un higrómetro, me preguntaba si podría construir algo sensatamente útil para mí que me permitiera saber datos meteorológicos de mi localidad y que además pueda utilizar con una tecnología de comunicación simple, probada y duradera.
Así que pensé que sería bueno y bonito mezclar microprocesadores con telegrafía y código morse, de esto trata este proyecto.
Aquí un dibujo de los bloques del proyecto:
Los Arduinos comerciales aún los más pequeños contienen una serie de dispositivos electrónicos adicionales que no me servirán de nada en este proyecto, por ejemplo tienen leds, reguladores de voltaje, otros procesadores de comunicación, por ejemplo para el puerto USB y conectarlo en la computadora, etc.
Así que decidí utilizar el micro procesador que usan la mayoría de Arduinos el ATMEGA 328P. Así gano en simpleza (la complicada simpleza) y reduzco al máximo el consumo energético, como veremos al final de este artículo.
Aquí las conexiones que realicé:
Con los pines VCC y AVCC conectados entre sí y con un cristal (reloj) a 8 megahertz el ATMEGA328p es capaz de seguir en funcionamiento con un mínimo de 2.7 volts, esto me va rebien pues puedo user una única pila o batería para su funcionamiento.
Los pines 1, 2 y 3 se usan para conectar allí una placa Arduino UNO (sin su procesador ATMEGA) para poder programar el ATMEGA de la estación meteorológica y telegráfica.
Aquí un esquema de cómo se conectaría a un Arduino UNO:
Con esto no debo configurar nada al IDE de arduino y programar y "subir" el programa como si se tratara de un simple Arduino UNO.
El software que programé se puede descargar aquí:
https://sbj.edu.mx/estacion-meteorologica-telegrafica/Estacion_meteorologica_prometeo_moderno3.ino
Cada 20 segundos el ATMEGA solicita al módulo BME280 que tome lecturas de la humedad, temperatura y presión atmosférica una vez hecho esto ordena los datos para transmitirlo en telegrafía en un mensaje que va así:
VVV HUM 80 80 % BT
TEMP 30.40 30.40 C BT
HUM 961.20 961.20 BT
(BT en telegrafía es algo así como retorno de carro).
Es decir repite dos veces el valor númerico (por si no le capto a la primera jeje).
En el pin 19 del ATMEGA328P de la estación coloqué un LED que sirve de indicador de inicio, cuando coloco la batería se enciende y si detecta el sensor de temperatura y si todo está OK se apagará y nunca más se volverá encender hasta que reinicie nuevamente la estación (cambio de pila).
En el pin 15 está la salida del manipulador telegráfico, este activará o no el transmisor según el código morse que se necesita enviar, por ejemplo: "temp 24c" en morse.
Los pines 28 y 27 son de comunicación para obtener los datos del módulo BME280.
Aquí mi dibujo de los pines del módulo:
Las características del modulo BME280 de la compañía BOSCH son los siguientes:
El sensor BME280 es un invento de la compañia BOSCH... BOSCH es una compañía alemana fundada por Robert Bosch en 1886 cuando instaló y abrió sus puertas de su "Taller de mecánica de precisión e ingenería eléctrica" (En ¡1886!). Hoy la empresa BOSCH factura 4,500 millones de EUR. (Por si se preguntan ¿de qué viven los alemanes? si no tienen Temu, ni Amazon). También demuestra que los "los empresarios millonarios a base de tecnología" siempre han existido, nada más que ahora tienen redes sociales y personal de relaciones públicas que ahora los vuelven famosos. (hasta aquí mi comentario fuera de lugar jeje).
Es un sencillo oscilador a cristal que en mi caso uso uno de 3.759 mhz porque tengo varios que fuí recolectando a lo largo de los años, estos cristales eran comunes porque las televisiones analógicas a color lo utilizaban para su proceso de generación de colores RGB. Además los 3.5 Mhz entra en el espectro radioeléctrico de la banda de Radioaficionados (la de 80 metros) y tengo varios receptores de mi colección donde puedo captar esta señal.
Actualmente se pueden conseguir cristales de 6, 8, 16 y no recuerdo qué otros megahertz pues son usados en proyectos de electrónica digital y de Arduinos. Así que se podrían usar esos en caso no se tenga el de 3.5 mhz y claro que se tenga un receptor de ondas cortas que capten esas frecuencias.
Utilizo un cable común de unos 5 metros de largo que cuelgo en una rama, esto me permite escuchar claramente la señal en alguno de mis radios que se encuentran a una distancia de unos 10 metros.
Para alimentar la "Estación meteorológica y telegráfica" utilizo una batería LiPo 18650 que tiene un voltaje (completamente cargada) de 3.7 volts, ya que el consumo de la estación es de tan solo 14 microamperios en transmisión y 6 microamperios en espera la carga de la batería me dura ¡hasta 20 días!. Por ello tengo una batería más para que en el cambio la que quito la ponga a cargar y que la estación continúe funcionando.
Aquí dos videos en mp4 de la recepción del transmisor telegráfico de la estación meteorológica:
Simplemente sintonizo, escucho y decodifico en mi mente el código morse de la señal telegráfica, acto seguido apunto con lápiz y papel los datos.
¿No sabes morse? Puedes aprenderlo y así adquirir una habilidad más aquí algunos enlaces por si te interesa:
Por otra parte debo aclarar que para recibir la señal del transmisor de esta estación se necesita un radio de onda corta que sea capaz de detectar señales de banda lateral (SSB o CW).
Si no tienes puedes sustituir el transmisor de este proyecto por uno que transmita en Amplitud Modulada como el que aparece en este enlace:
https://pu2clr.github.io/Small-Shortwave-Transmitter/#schematic
En este caso el propio arduino puede generar el tono que puede inducirse en el transmisor, así cualquier receptor que capte AM. (en la frecuencia del cristal que uses) podrás escuchar el tono.
No creí que este artículo fuera tan extenso para una cosa tan pequeñita.
En agosto de este 2025 la estación cumplirá un año de funcionamiento. La instalé en una caja de madera que pinté y como tejado utilizo una tapa de acrílico de una impresora epson que iba a terminar en la basura y recogí antes que eso sucediera.
Antes había construído una versión que guardaba los datos en una tarjeta SD pero como mi intención (que siempre fracaso) es no usar o usar al mínimo chips , programación o computadoras,,, hizo que me remplanteara hacer esta "nueva" versión que me permite re utilizar mis radios, practicar telegrafía y poner a funcionar mi cerebro.
¿Se podría hacer algo más sencillo?, claro que sí, pensaba en, incluso, quitar el transmisor y simplemente utilizar un solo cable que extendería hasta mi cuarto y conectar allí un relé y así crear una estación telegráfica pero como de los inicios de la telegrafía que no usaban ni siquiera radio.
Pero sería otra versión más... o retro versión ¿ir para atrás para ir hacia adelante?.
Emilio Ruiz, Chiapas México. Enero 2025