Zelf een onweerdetector bouwen met ESP32, AS3935 en TFT-display

Wat bouwen we?

Met dit project maak je een kleine onweerdetector die bliksemactiviteit kan herkennen en een geschatte afstand kan tonen. De basis bestaat uit een ESP32, een AS3935 bliksemsensor en een ST7735 TFT-display.

Het project is onderdeel van mijn zelfbouw weerstation-serie, maar is ook prima los te gebruiken. Daardoor is het niet alleen interessant voor Home Assistant-gebruikers, maar ook voor weerliefhebbers, zendamateurs en mensen die een zelfstandig waarschuwingssysteem willen bouwen.

Wat kan deze onweerdetector?

De gecombineerde code is zo opgezet dat je zelf kunt kiezen welke functies je gebruikt.

• Bliksemactiviteit detecteren met de AS3935 sensor.
• Geschatte afstand tot de bliksem weergeven.
• Ruis en storingen herkennen.
• Laatste meldingen tonen op een TFT-display.
• Optioneel gegevens publiceren naar Home Assistant via MQTT.
• Optioneel tijd synchroniseren via WiFi en NTP.
• Optioneel OTA-updates gebruiken voor draadloos bijwerken.

Benodigde onderdelen

Voor de basisversie van dit project gebruik ik de volgende onderdelen:

Hoe werkt het systeem?

De ESP32 leest de AS3935 bliksemsensor uit. Wanneer de sensor een gebeurtenis detecteert, geeft hij een signaal via de IRQ-pin. De ESP32 verwerkt daarna de melding en bepaalt of het gaat om ruis, een verstoring of een mogelijke bliksemdetectie.

Als het display is ingeschakeld, wordt de melding direct op het scherm getoond. Als MQTT is ingeschakeld, wordt dezelfde informatie ook naar Home Assistant gestuurd.

Aansluiten op de ESP32

Onderstaande aansluitingen passen bij de voorbeeldcode. Gebruik je andere pinnen, pas deze dan ook aan in de configuratie van de Arduino-code.

AS3935 aansluiten

ST7735 display aansluiten

Uitleg van de code

De volledige Arduino-code staat op GitHub. Op deze pagina leg ik vooral de structuur uit, zodat je begrijpt hoe het programma is opgebouwd.

Configuratie bovenin de code

De belangrijkste keuze zit in het configuratiebestand. Hiermee bepaal je of je display, MQTT, WiFi-tijd en OTA wilt gebruiken.

#define USE_DISPLAY    1
#define USE_MQTT       1
#define USE_WIFI_TIME  1
#define USE_OTA        1

Voorbeeld: standalone met display

Wil je de onweerdetector gebruiken zonder Home Assistant, dan kun je MQTT uitschakelen.

#define USE_DISPLAY    1
#define USE_MQTT       0
#define USE_WIFI_TIME  0
#define USE_OTA        0

Voorbeeld: display en Home Assistant

Wil je de detector koppelen aan Home Assistant, dan schakel je MQTT en WiFi in.

#define USE_DISPLAY    1
#define USE_MQTT       1
#define USE_WIFI_TIME  1
#define USE_OTA        1

Waarom werkt de code met een interrupt?

De AS3935 gebruikt een IRQ-pin om de ESP32 te laten weten dat er een gebeurtenis is gedetecteerd. De interruptfunctie doet bewust zo weinig mogelijk. Hij zet alleen een vlag op true. De echte verwerking gebeurt daarna in de normale loop().

volatile bool lightningInterrupt = false;

void IRAM_ATTR handleLightningInterrupt() {
    lightningInterrupt = true;
}

Deze aanpak voorkomt dat er te veel werk binnen de interrupt zelf gebeurt. Dat maakt de code stabieler en overzichtelijker.

Home Assistant via MQTT

Wanneer MQTT is ingeschakeld, publiceert de ESP32 de detecties naar de MQTT-broker. Home Assistant kan deze gegevens vervolgens als sensoren weergeven of gebruiken in automatiseringen.

Voorbeelden van toepassingen in Home Assistant

• Een melding sturen wanneer bliksemactiviteit wordt gedetecteerd.
• Een kaartje tonen met de laatste onweermelding.
• Een logboek bijhouden van detecties.
• Automatiseringen tijdelijk blokkeren bij onweer.
• De onweerdetector opnemen in een zelfbouw weerstation-dashboard.

Losse componentpagina's

Voor dit project maak ik ook losse componentpagina's. Daar leg ik de onderdelen uitgebreider uit, zodat deze informatie later ook bij andere projecten hergebruikt kan worden.

Toekomstige behuizing en compleet systeem

In de eerste versie is dit vooral een zelfbouwproject op basis van losse onderdelen. In de toekomst wil ik hier ook een nette behuizing voor ontwerpen, zodat het systeem als compleet kastje gebruikt kan worden.

Daarbij denk ik aan een compacte 3D-geprinte behuizing met ruimte voor de ESP32, de AS3935 sensor, het TFT-display en een nette USB-voedingsaansluiting. Het doel is een systeem dat niet alleen op de werkbank werkt, maar ook netjes in een shack, meterkast, hobbyruimte of weerstation-opstelling geplaatst kan worden.

Let op: een eventuele verkoopversie is bedoeld als hobby- en indicatiesysteem. Het is geen officieel veiligheids- of waarschuwingssysteem.

Code en downloads

De complete code van dit project plaats ik op GitHub. Daar vind je de Arduino-code, de losse headerbestanden en een voorbeeldbestand voor de secrets.

Aanbevolen GitHub-structuur

ESP32-Weatherstation
└── AS3935-Lightning-Detector
    ├── AS3935-Lightning-Detector.ino
    ├── Config.h
    ├── Display_ST7735.h
    ├── Lightning_AS3935.h
    ├── Mqtt_HomeAssistant.h
    ├── WiFi_Time_OTA.h
    ├── Arduino_Secrets.example.h
    └── README.md

In het bestand Arduino_Secrets.example.h kun je laten zien welke gegevens nodig zijn, zonder je echte WiFi- of MQTT-wachtwoorden openbaar te maken.