Vremenska postaja: 8 korakov (s slikami)

2024 Avtor: John Day | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2024-01-30 12:07

Ste se kdaj pogovarjali med pogovorom? Potrebujete kul stvari, o katerih bi se lahko pogovarjali (v redu, pohvali se)? No, imamo stvar za vas! Ta vadnica vam bo omogočila izdelavo in uporabo lastne vremenske postaje. Zdaj lahko samozavestno zapolnite vsako nerodno tišino s posodobitvami o temperaturi, tlaku, vlažnosti, nadmorski višini in hitrosti vetra. Nikoli več se ne boste zatekli k blagemu, "vreme je bilo lepo", ko dokončate ta lep projekt.

Naša vremenska postaja je popolnoma opremljena v vodoodporni škatli z različnimi senzorji, ki beležijo različne naravne meritve in jih vse shranijo na isto kartico SD. Arduino Uno se uporablja za enostavno kodiranje vremenske postaje, tako da lahko deluje na daljavo. Poleg tega je v sistem mogoče dodati ali vgraditi poljubno število senzorjev, ki mu dajo paleto različnih funkcionalnosti. Odločili smo se za uporabo različnih senzorjev podjetja Adafruit: uporabili smo senzor temperature in vlažnosti DHT22, senzor barometričnega tlaka in nadmorske višine BMP280 ter senzor hitrosti vetra anemometra. Poleg zbiranja različnih kod smo morali prenesti tudi več knjižnic kod, da so vsi naši senzorji delovali skupaj in beležili podatke na kartico SD. Povezave do knjižnic so komentirane v naši kodi.

Korak: Zberite materiale

• Arduino Uno
• Protoboard
• 9V baterija
• Senzor hitrosti vetra Adafruit Anemometer
• Vodotesno ohišje
• Adapruit BMP280 barometrični senzor tlaka in nadmorske višine
• Senzor temperature in vlažnosti Adafruit DHT22
• Adafruit sestavljen ščit za beleženje podatkov
• Vroče lepilo

Na tem koraku je pomembno le, da se prepričate, ali vaš Arduino deluje in ga je mogoče programirati iz računalnika. Na koncu smo tudi spajkali vse naše komponente na protoboard, lahko pa uporabite tudi ploščo za povezavo senzorja z Arduinom. Naša protoboard je naredila vse naše povezave trajne in olajšala namestitev komponent brez skrbi, da bi jih premaknila na svoje mesto.

2. korak: Dodajte zapisovalnik podatkov

Ta korak je enostaven. Za izvedbo tega koraka morate samo zapisati zapisovalnik podatkov. Prilega se na vrhu Arduino Uno.

Da bi zapisovalnik podatkov dejansko zabeležil podatke, je potrebno nekaj kodiranja. Zapisovalnik beleži podatke na kartico SD, ki se prilega ščitu in jo je mogoče odstraniti in priključiti na računalnik. Ena od lastnosti kode, ki je v pomoč, je uporaba časovnega žiga. Časovna ura poleg sekunde, minute in ure beleži dan, mesec in leto (dokler je priključena na baterijo). Ta čas smo morali nastaviti v kodi, ko smo začeli, vendar zapisovalnik podatkov ohrani čas, dokler je priključena baterija na njegovi plošči. To pomeni, da ura ni ponastavljena!

3. korak: Nastavite senzor temperature in vlažnosti

1. Prvi priključek (rdeč) na senzorju priključite na 5V pin na Arduinu
2. Drugi pin (modri) priključite na digitalni zatič na Arduinu (našega vstavimo v pin 6)
3. Priključite četrti zatič (zelen) na tla Arduina

Senzor iz Adafruit, ki smo ga uporabili, potrebuje le en digitalni pin na Arduinu za zbiranje podatkov. Ta senzor je kapacitivni senzor vlažnosti. To pomeni, da meri relativno vlažnost z dvema kovinskima elektrodama, ločenima med njima s poroznim dielektričnim materialom. Ko voda vstopi v pore, se kapacitivnost spremeni. Del senzorja za zaznavanje temperature je preprost upor: upor se spreminja s spreminjanjem temperature (imenovan termistor). Čeprav je sprememba nelinearna, jo lahko prevedemo v temperaturni odčitek, ki ga zabeleži naš ščitnik zapisovalnika podatkov.

4. korak: Nastavite senzor tlaka in nadmorske višine

1. Pin Pin (rdeč) se priključi na 5V pin na Arduinu
2. Drugi pin ni povezan z ničemer
3. Pin GND (črn) je povezan z maso na Arduinu
4. Zatič SCK (rumen) vodi do zatiča SCL na Arduinu
5. Peti pin ni priključen
6. Pin SDI (modri) je priključen na pin SDA Arduino
7. Sedmi pin ni priključen in ni prikazan na diagramu

Vin pin regulira napetost do samega senzorja in jo zniža s 5V vhoda na 3V. Pin SCK ali SPI Clock Pin je vhodni pin za senzor. Pin SDI je serijski podatek v zatiču in nosi informacije od Arduina do senzorja. Na diagramu nastavitve Arduina in plošče prikazani senzor tlaka in nadmorske višine ni bil natančen model, ki smo ga uporabili. Obstaja en pin manj, vendar je način njegovega ožičenja popolnoma enak načinu, na katerega je bil priključen dejanski senzor. Način priključitve nožic odraža nožice na senzorju in mora zagotoviti ustrezen model za nastavitev senzorja.

5. korak: Namestite anemometer

1. Rdeči daljnovod iz anemometra je treba priključiti na pin Pin na Arduinu
2. Črna ozemljitvena linija mora biti povezana s tlemi na Arduinu
3. Modra žica (v našem vezju) je bila povezana z zatičem A2

Ena pomembna stvar, ki jo je treba upoštevati, je, da anemometer za delovanje potrebuje moč 7-24V. Pin 5V na Arduinu ga preprosto ne bo odrezal. Torej, v Arduino je treba priključiti 9V baterijo. Ta se neposredno poveže z vinom Vin in omogoča, da anemometer črpa iz večjega vira energije. Anemometer meri hitrost vetra z ustvarjanjem električnega toka. Hitreje se vrti, več energije in s tem več toka dobi vir anemometra. Arduino lahko prevede električni signal, ki ga prejme, v hitrost vetra. Program, ki smo ga kodirali, izvede tudi potrebno pretvorbo, da hitrost vetra postane milj na uro.

6. korak: Preverite vezje in izvedite nekaj testov

Na zgornji sliki je naš dokončan diagram vezja. Senzor temperature je beli, štirinožni senzor na sredini plošče. Senzor tlaka predstavlja rdeči senzor na desni. Čeprav se ne ujema s senzorjem, ki smo ga natančno uporabili, se bodo nožice/povezave ujemale, če jih poravnate od leve proti desni (na senzorju, ki smo ga uporabili, je še en pin kot na diagramu). Žice anemometra so se ujemale z barvami, ki smo jih dodelili v diagramu. Poleg tega smo 9V baterijo dodali črnim baterijam v spodnjem levem kotu diagrama na Arduinu.

Če želite preizkusiti vremensko postajo, poskusite vdihniti senzor temperature in vlažnosti, zavrtite anemometer in vzemite podatke na vrhu in dnu visoke stavbe/hriba, da preverite, ali temperaturni senzor, anemometer in senzor tlaka/nadmorske višine zbirajo podatke. Poskusite odstraniti kartico SD in jo priključiti v napravo, da se prepričate, da so bile meritve pravilno zabeležene. Upajmo, da bo vse potekalo brez težav. Če ne, dvakrat preverite vse povezave. Kot rezervni načrt poskusite preveriti kodo in preveriti, ali je prišlo do napak.

7. korak: Zgradite vse komponente

Zdaj je čas, da izgleda kot prava vremenska postaja. Za namestitev našega vezja in večine komponent smo uporabili vodotesno škatlo Outdoor Products. Naša škatla je že imela stransko luknjo s penetratorjem in gumijastim tesnilom. To nam je omogočilo, da senzor temperature in žice anemometra speljemo zunaj škatle skozi luknjo, izvrtano v penetratorju in zatesnjeno z epoksidom. Da bi rešili vprašanje namestitve senzorja tlaka v škatli, smo izvrtali majhne luknje na samem dnu škatle in na vsak vogal dna postavili dvižni vod, da ostane nad nivojem tal.

Za vodotesnost žic, ki povezujejo anemometer in temperaturni senzor z glavnim vezjem, smo za tesnjenje vseh povezav uporabili toplotno skrčljiv trak. Zaprli smo temperaturni senzor pod škatlo in ga pritrdili (samo nismo želeli, da bi obarvana plastika ujela toploto in nam dala napačne odčitke temperature).

To ni edina stanovanjska možnost, zagotovo pa bo tista, ki bo opravila delo za zabaven projekt.

8. korak: Uživajte v svoji osebni mali vremenski postaji

Zdaj je zabaven del! S seboj vzemite vremensko postajo, jo nastavite zunaj okna ali naredite vse, kar želite. Ali ga želite poslati v vremenski balon? Oglejte si naš naslednji Instructable!