Arduino kalibracija merilnika dežja: 7 korakov

2024 Avtor: John Day | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2024-01-30 12:05

Uvod:

V tem navodilu "sestavimo" merilnik dežja z Arduinom in ga umerimo, da poroča o dnevnih in urnih padavinah. Zbiralnik dežja, ki ga uporabljam, je prenovljen merilnik dežja tipa vedra. Prišel je iz poškodovane osebne vremenske postaje. Vendar pa obstaja veliko odličnih navodil, kako to narediti iz nič.

Ta Instructable je del vremenske postaje, ki jo izdelujem, in je dokumentacija mojega učnega procesa, prikritega kot vadnica:)

Značilnosti merilnika dežja:

• meritve dnevnih in urnih padavin so v palcih za enostavno nalaganje v Weather Underground.
• koda za odstranitev magnetnega stikala ni vključena, da je koda preprosta.
• ker je bolj vadnica, je končni izdelek bolj prototip prototipa.

Korak: Nekaj teorije

Padavine se poročajo/merijo v milimetrih ali palcih, ki imajo dimenzijo dolžine. To kaže na to, kako visoko je vsak del deževnega območja deževal, če se deževnica ni razpršila in odtekla. Torej bi 1,63 mm padavin pomenilo, da če bi imel ravno izravnano posodo katere koli oblike, bi bila zbrana deževnica višina 1,63 mm od dna rezervoarjev.

Vsi merilniki dežja imajo območje zajetja padavin in merjenje količine padavin. Povodje je območje, na katerem se zbira dež. Merilni predmet bi bil neke vrste merjenje prostornine za tekočino.

Tako bi bile padavine v mm ali palcih

višina padavin = količina zbranega dežja / povodje

V mojem zbiralniku dežja sta bila dolžina in širina 11 cm x 5 cm, kar je dalo površino povodja 55 kvadratnih metrov. Tako bi zbirka 9 mililitrov dežja pomenila 9 cc/55 kvadratnih centimetrov = 0,16363… cm = 1,6363… mm = 0,064 palca.

V merilniku dežja za vedro se vedro 4 -krat napne za 9 ml (ali 0,064… palca dežja), zato je ena konica za (9/4) ml = 2,25 ml (ali 0,0161.. palca). Če vzamemo urne odčitke (24 odčitkov na dan pred ponastavitvami), je ohranjanje tri pomembne natančnosti dovolj dostojno.

Tako koda pri vsaki konici/padcu vedra dostopa do nje kot 1 zaporedje vklopa/izklopa ali en klik. Da, poročali smo o 0,0161 palca dežja. Če ponovim, z vidika Arduina

en klik = 0,0161 palca dežja

Opomba 1: Raje imam mednarodni sistem enot, Weather Underground pa raje cesarske/ameriške enote, zato je ta pretvorba v palcih.

Opomba 2: Če izračuni niso vaša skodelica čaja, pojdite na Volume of Rainfall, ki vam pri teh zadevah odlično pomaga.

2. korak: Deli za ta projekt

Večina delov je ležala naokoli in pošten seznam (za formalnost) je

1. Arduino Uno (ali kateri koli drug združljiv)
2. Merač dežja s stare poškodovane vremenske postaje.
3. Ogledna plošča.
4. RJ11 za priključitev merilnika dežja na ploščo.
5. 10K ali višji upor, ki bo deloval kot vlečni upor. Uporabil sem 15K.
6. 2 kosa moških in ženskih mostičkov
7. 2 moška moška žica za moške.
8. Kabel USB; Moški do B moški

Orodja:

Brizga (uporabljena je bila prostornina 12 ml)

3. korak: Zbiralec dežja

Fotografije mojega zbiralnika dežja bi morale biti marsikomu jasne. Kakorkoli, dež, ki pade na njegovo povodje, se preusmeri v eno od dveh vedrov za prevrnitev v njej. Dve prekucni vedri sta povezani kot žaga in ko se teža deževnice (0,0161 palcev dežja za mojo) spusti eno vedro navzdol, se izprazni, druga vedra pa se dvignejo in namestijo za zbiranje naslednje deževnice. Nagibno gibanje premakne magnet preko "magnetnega stikala" in vezje se električno poveže.

4. korak: Vezje

Za izdelavo vezja

1. Priključite digitalni pin #2 Arduina na en konec upora.
2. Drugi konec upora priključite na ozemljitveni zatič (GND).
3. En konec priključka RJ11 povežite z digitalnim zatičem #2 Arduina.
4. Drugi konec vtičnice RJ11 priključite na +5V pin Arduina (5V).
5. Merilnik dežja priključite na RJ11.

Vezje je končano. Povezovalne žice in plošča olajšajo povezavo.

Za dokončanje projekta povežite Arduino z računalnikom s kablom USB in naložite spodnjo skico.

5. korak: Koda

Skica RainGauge.ino (vdelana na koncu tega koraka) je dobro komentirana, zato bom izpostavil le tri razdelke.

En del šteje število namigov.

if (bucketPositionA == false && digitalRead (RainPin) == HIGH) {

… … }

Drugi del preveri čas in izračuna količino dežja

if (now.minute () == 0 && first == true) {

hourlyRain = dailyRain - dailyRain_till_LastHour; …… ……

in drugi del odstranjuje dež za dan, ob polnoči.

if (now.hour () == 0) {

dnevni dež = 0; …..

6. korak: Umerjanje in testiranje

Odklopite zbiralnik dežja iz preostalega tokokroga in izvedite naslednje korake.

1. Brizgo napolnite z vodo. Svojo napolnim z 10 ml.
2. Zbiralnik dežja držite na ravni površini in malo po malo izlijte vodo iz brizge.
3. Štejem prekucne vedra. Štirje nasveti so mi bili dovolj in iz brizge sem odtekel 9 ml. Po izračunih (glej poglavje o teoriji) sem dobil 0,0161 palca dežja na konico.
4. Te podatke vključim v svojo kodo na začetku.

const dvojno vedroAmount = 0,0161;

To je vse. Za večjo natančnost lahko vključite več številk, kot je 0,01610595. Seveda se bodo vaše izračunane številke predvidoma razlikovale, če vaš zbiralnik dežja ni enak mojemu.

Za namene testiranja

1. Zbiralnik dežja priključite v vtičnico RJ11.
2. Arduino povežite z računalnikom s kablom USB.
3. Odprite serijski monitor.
4. Nalijte predhodno izmerjeno količino vode in opazujte izhod, ko se ura konča.
5. Ne nalijte vode, ampak počakajte, da se naslednja ura konča. V tem primeru mora biti urni dež nič.
6. Računalnik s priključenim vezjem pustite čez noč in preverite, ali se dnevni dež in urni dež ob polnoči ponastavi na nič. Za ta korak lahko spremenite tudi uro računalnika na ustrezno vrednost (za ogled izhodov na serijskem monitorju v živo).

Korak 7: Premisleki in priznanja

Ločljivost odčitkov padavin v mojem primeru je 0,0161 palca in je ni mogoče natančneje določiti. Praktične okoliščine lahko natančnost še zmanjšajo. Vremenske meritve nimajo natančnosti kvantne mehanike.

Del kode je bil izposojen iz Lazy Old Geek's Instructable.