Membuat APRS Weather Station

Setelah di postingan sebelumnya kita telah mengenal apa itu APRS dan juga berbagi macam SSID untuk APRS. Di awal tahun 2023 ini saya mencoba berbagai tutorial cara membangun APRS Weather Station ( WX Station) atau dalam bahasa Indonesia Stasiun Cuaca.

Pendahuluan

APRS Weather Station ini dibuat untuk tujuan ekperimen yang saya basis data sharingnya melalui jaringan APRS dan CWOP (Citizen Weather Observing Program) sebuah kemitraan publik-swasta, menyediakan clearinghouse untuk data cuaca real-time berbasis warga untuk ditempatkan di database Mesonet NOAA, yang kemudian tersedia untuk National Weather Service (NWS) dan lainnya.

Sedikit kita bahas tentang CWOP ini bahwa jaringan CWOP (aslinya APRSWXNET) dikembangkan oleh operator radio amatir sebagai sarana pengiriman data cuaca untuk penelitian ke NOAA’s Forecast Systems Laboratory (FSL) di Boulder, Colorado. Karena nilai dan kesuksesannya, program ini diperluas untuk mengumpulkan data stasiun cuaca APRS melalui internet dari pemilik stasiun cuaca berlisensi amatir radio dan juga non-amatir. Saat ini, lebih dari 2.000 stasiun CWOP terdaftar menyediakan pembaruan cuaca secara realtime melalui perangkat lunak stasiun cuaca, yang dikumpulkan oleh server CWOP utama setiap 15 menit dan diteruskan ke NOAA. Setelah pemeriksaan kualitas awal di FSL, data kemudian didistribusikan ke lembaga pendidikan dan lembaga pemerintah terkait, termasuk kantor perkiraan NWS, National Center for Atmospheric Research, NASA’s Marshall Space Flight Center, dan Office of Homeland Security.

CWOP adalah sistem observasi cuaca real-time terbesar NOAA, melengkapi program NWS Cooperative Observer dan Skywarn Spotter. Di kantor prakiraan cuaca setempat, data stasiun cuaca APRS dapat dengan mudah ditampilkan di stasiun kerja NWS dengan jenis data lain, seperti radar dan satelit. Dengan memberikan informasi cuaca waktu nyata dari area yang saat ini tidak memiliki pengamatan, stasiun cuaca APRS membantu para ahli NWS mendapatkan pemahaman yang lebih baik tentang cuaca lokal dan kemampuan untuk memprediksi kondisi cuaca di masa depan dengan lebih akurat. Selain itu, data CWOP membantu para ahli cuaca dalam membuat keputusan yang lebih tepat untuk memberikan peringatan cuaca berbahaya yang berpotensi untuk menyelamatkan jiwa.

Realtime data WX Stasiun ini dapat di akses secara publik melalui aplikasi web di alamat https://www.aprs.fi yang contohnya terlihat seperti berikut ini :

Jadi data yang ditampilkan berupa Suhu, Kelembapan Udara dan Tekanan Udara. Data yang lain juga biasanya akan tampil tergantung dari sensor apa saja yang digunakan dan pameter apa saja yang akan di kirimkan WX Station . Untuk WX station yang saya buat ini pengiriman datanya langsung menggunakan APRS IS yang langsung di konfigurasi pada code program board ESP8266, jadi buka melalui RF yang kemudian akan diterima di APRS iGate. Untuk itu koneksi wifi/internet sangat dibutuhkan dalam hal ini.

Baik, dalam kesempatan ini postingan ini akan saya share cara membuat APRS Weather Station secara sederhana dengan biaya murah, tutorial ini saya publish untuk membantu teman-teman  yang ingin membuat APRS Weather Station, dimana sebelunya saya telah  membuat WX Station YC8NYJ-15 .

Persiapan

Hardware dan firmware yang dibutuhkan untuk pembuatan WX Station kali ini antara lain :
1. ESP8266
2. Modul Sensor BME/BMP280
3. Firmware dari IU5HKU
Jadi karena kebutuhan peralatan yang sangat sedikit maka kita sebut dengan MiniWX Station yang merupakakan hasil eksperimen dan share firmwarenya dari IU5HKU, seorang amatir radio dari Italia. Sumber codenya dapat di download di github. Untuk diagram sirkuitnya sebagai berikut :

Instalasi

Untuk download firmware / code programnya bisa langsung di Github IU5HKU dan saya menggunakan yang versi 1.0 atau bisa download dari code program yang sudah saya gunakan sebelumnya disini. Untuk upload ke ESP8266 saya menggunakan aplikasi Arduino IDE dengan setelan sebagai berikut :

Sebelum upload pastikan semua library yang dibutuhkan sudah ada, dua diantaranya NTPtimeESP dan BME280 Library. Kemuadian pada sketch edit beberapa baris kode untuk menyesuaikan dengan WX Stasiun yang akan ada buat :

Kode yang lain abaikan saja. Jika sudah tinggal anda langsung upload ke board ESP8266.

Jika upload sketch tidak masalah, lanjut ke setting konfigurasi.

Setting

Untuk setting konfigurasi awal jalankan “Serial Monitor” aplikasi Arduino dan pilih baudrate di angka 74880bps.
Ketika program sudah berjalan ketik “m” tanpa tanda petik diterminal serial lalu send, untuk menampilkan menu konfigurasi :

Nanti akan keluar menu kenfigurasi untuk setting awal ESP :

Pertama pilih ketik : 2 , untuk config wifi access point (agar ESP bisa konek langsung ke internet melalui WIFI anda) :

Jadi tinggal ketikan angka yang akan anda setting, setelah sudah jangan lupa ketik 0 untuk simpan dan kembali ke menu sebelumnya . Dan jika sudah kembali ke menu awal ketik angka 3 untuk config weather station silahkan isi dengan mengetik nomor yang akan di isi :
Untuk setting WX untuk set callsign station masukan Callsign-SSIDnya misal SSID untuk WX : YC8NYJ-13 atau YC8NYJ-15
Untuk set longitude isi dengan koordinat lot lokasi WX Station begitu juga set latitude . Jika anda bingung untuk mendaptkan berapa long dan lat lokasi kita, silahkan buka web aprs.fi lalu perbesar peta pada lokasi anda trus taruh krusor pada titik lokasi anda, maka anakn terlihat di catatan koordinat di atas peta aprs.fi , misal ini :

Maka fotmat yang di masukan adalah long : 12019.26E dan lat : 0149.13S pada set long dan set lat. Disini jangan sampai salah atau lokasi anda akan berbeda dengan tempat anda di maps nanti.

Untuk set server address masukan server APRS-IS yang biasa anda gunakan, kalau saya menggunakan asia.aprs2.net , kemudian untuk set server port masukan 14580 .
Untuk set transmit delay masukan defaultnya yaitu 10 menit . Jika sudah silahkan ketik 0 untuk menyimpan dan keluar kembali ke menu utama. Jika konfigurasi sudah selesai silahkan test di menu utama yaitu 4 untuk test ntp, 5 untuk bme/bmp280 sudah terdeteksi apa belum serta apa sudah mengeluarkan hasil dai sensor tersebut, contoh hasilnya :

kemudian 6 untuk test server uplaod, untuk mengetahui apakah sudah bisa konek ke server aprs, contoh hasilnya :
Jika semua sudah berjalan dengan baik, berarti Weather Station siap di onlinekan, dan hasilnya akan bisa kita lihat secara realtime di website aprs.fi dan dapat juga kita lihat hasil sensornya di browser laptop/PC/HP kita dengan mengakses IP ESP8266 yang terhubung ke wifi. Untuk mengetahui IP-nya anda bisa lihat di IP address gambar di atas atau di AP wifi anda berapa IP yang dengan hostname nama stasiun WX anda . Berikut dari WX saya punya :

Di web lokal ESP ini juga ada menu Setting dan lainnya, tetapi saya coba melakukan berubahan di setting tersebut ternyata error. Jadi saya sarankan untik melakukan perubahan konfigurasi melalui Serialmonitor Arduino.

Sampai disini panduan membuat Weather Station. Bagi teman-teman yang ingin mencobanya silahkan monggo, semoga berhasil.
Special thanks for IU5HKU yang telah membuat dan share code program untuk MiniWX Station yang kami gunakan.