Solar Weather Station: 5 lépés

2024 Szerző: John Day | [email protected]. Utoljára módosítva: 2024-01-30 09:41

Szeretett volna valós idejű időjárási információkat kapni a kertjéből? Most vásárolhat időjárásjelző állomást a boltban, de ezek általában elemeket igényelnek, vagy csatlakoztatni kell egy konnektorhoz. Ezt az időjárásjelző állomást nem kell csatlakoztatni a hálózathoz, mert napelemei a nap felé forognak a nagyobb hatékonyság érdekében. RF moduljaival adatokat tud továbbítani a külső állomásról az otthoni Raspberry Pi -re. A Raspberry Pi egy weboldalt üzemeltet, ahol megtekintheti az adatokat.

Lépés: Gyűjtse össze az anyagokat

Anyagok

• Raspberry Pi 3 modell B + + adapter + Micro SD kártya 16 GB
• Arduino Uno
• Arduino Pro Mini + FTDI alapvető kitörés
• 4 db 6V 1W napelem
• 4 db 18650 elem
• Erősítő 5v
• 4 db TP 4056 akkumulátor töltő
• Adafruit DHT22 hőmérséklet- és páratartalom -érzékelő
• BMP180 Barometrikus nyomásérzékelő
• 4 LDR
• RF 433 vevő és adó
• 2 Nema 17 léptetőmotorok
• 2 DRV8825 léptetőmotor -meghajtó
• LCD 128*64
• Sok vezeték

Eszközök és anyagok

• Ragasztó
• Fa deszkák
• Fűrész
• Csavarok + csavarhúzó
• Ragasztó szalag
• 2 alumínium csík

2. lépés: Mechanikai tervezés

Az időjárás állomás teste rétegelt lemezből készült. Nem kell fát használni, bármilyen anyagból elkészítheti. A motortartókhoz egy egészet fúrtam egy fadarabba, majd egy lapos csavart csavarok a motor tengelyéhez, ami jobban működik, mint vártam. Így nem kell 3D -s nyomtatást készítenie a motorra, és könnyen elkészíthető. Ezután 2 alumínium csíkot hajlítottam, hogy nagyon szorosan tartsák a motorokat. Ezután kivágtam egy deszkát, és lyukakat fúrtam a napelemekhez. Ezután ragassza rá a napelemeket, és forrasztja a huzalokat a napelemekre. Ezután keresztet kell készítenie fekete anyagból. Ha nincs semmi fekete, használhat fekete szalagot. Ez a kereszt minden sarokban LDR -t fog tartani, így az Arduino összehasonlíthatja az LDR méréseit, és kiszámíthatja, hogy milyen irányba kell fordulnia. Tehát fúrjon apró egészeket minden sarokba, hogy LDR -t illesszen oda. Már nincs más hátra, mint elkészíteni egy alaplemezt és valamit, amibe bele lehet helyezni az elektronikát. Az alaplemezhez egy egészet kell fúrnia, hogy az összes vezetéket átvezethesse. A mérésekhez nem adok meg semmit, mert valóban rajtad múlik, hogyan tervezed ezt. Ha más motorral vagy más napelemmel rendelkezik, akkor a méréseket egyedül kell kitalálnia.

3. lépés: Elektromos tervezés

Erő

A teljes rendszer elemekkel működik (kivéve a Raspberry Pi -t). 3 elemet tettem sorba. 1 Az akkumulátor átlagosan 3,7 V -os, tehát 3 soros 11 V -ot ad. Ezt a 3s akkumulátorcsomagot a motorokhoz és az RF adóhoz használják. A fennmaradó másik akkumulátor az Arduino Pro Mini és az érzékelők táplálására szolgál. Az akkumulátorok töltéséhez 4 TP4056 modult használtam. Minden akkumulátor 1 TP4056 modullal rendelkezik, mindegyik modul napelemhez van csatlakoztatva. Mivel a modulban van B (bemenet) és B (kimenet), külön -külön tölthetem és sorozatosan kisüthetem. Győződjön meg róla, hogy a megfelelő TP4056 modulokat vásárolja, mert nem minden modul rendelkezik B (be) és B (kimenettel).

Conrtol

Az Arduino Pro Mini vezérli az érzékelőket és a motorokat. Az Arduino nyers és őrölt csapja az 5 V -os erősítőhöz van csatlakoztatva. Az 5V -os erősítő az egyetlen akkumulátorhoz van csatlakoztatva. Az Arduino Pro Mini energiafogyasztása nagyon alacsony.

Alkatrészek

DHT22: Csatlakoztattam ezt az érzékelőt a VCC -hez és a földhöz, majd az adatcsapot a 10 -es digitális tűhöz.

BMP180: Ezt az érzékelőt a VCC -hez és a földhöz csatlakoztattam, az SCL -t az SCL -hez az Arduino -n, az SDA -t az Arduino SDA -jához. Legyen óvatos, mert az Arduino Pro Mini SCL és SDA csapjai a tábla közepén vannak, tehát ha forrasztott csapokat rögzített a táblához és kenyérsütő deszkába tette, az nem fog működni, mert interferenciát okozhat más csapoknál. Ezt a 2 csapot forrasztottam a tábla tetején, és közvetlenül csatlakoztattam egy vezetéket.

RF adó: Ezt a 3s akkumulátorhoz kötöttem a jobb jel és a nagyobb hatótávolság érdekében. Próbáltam csatlakoztatni az 5V -hoz az Arduino -ból, de akkor az RF jel szuper gyenge. Ezután csatlakoztattam az adatcsapot a 12 -es digitális tűhöz.

LDR: A 4 LDR -t az A0, A1, A2, A3 analóg érintkezőkhöz kötöttem. Összeállítottam az LDR -ket 1K ellenállással.

Motorok: A motorokat 2 DRV8825 vezérlőmodul hajtja. Ezek nagyon praktikusak, mert csak 2 bemeneti vezetéket (irány és lépés) vesznek fel, és fázisonként akár 2A -t is termelhetnek a motoroknak. A 2 -es, 3 -as és 8 -as, 9 -es digitális tűkhöz csatlakoztatom őket.

LCD: Csatlakoztattam az LCD-t a Raspberry Pi-hez, hogy megmutassam az IP-címét. Vágógépet használtam a háttérvilágítás szabályozására.

RF vevő: Csatlakoztattam a vevőt az Arduino Uno -hoz 5V -on és földön. A vevőkészülék feszültsége nem haladhatja meg az 5V -ot. Ezután az adatcsatlakozót a 11 -es digitális tűhöz kötöttem. Ha talál ezekhez az RF modulokhoz egy könyvtárat, amely működik a Raspberry Pi -n, akkor nem kell használnia az Arduino Uno -t.

Raspberry Pi: A Raspberry Pi USB -kábellel csatlakozik az Arduino Uno -hoz. Az Arduino soros kapcsolaton keresztül továbbítja az RF jeleket a Raspberry Pi -nek.

4. lépés: Kezdjük el a kódolást

Az Arduino Pro Mini kódolásához szüksége lesz az FTDI programozóra. Mivel a Pro Mini nem rendelkezik USB -porttal (az energiatakarékosság érdekében), szüksége lesz erre a megszakító kártyára. Az Arduino IDE -ben programoztam a kódot, azt hiszem, ez a legegyszerűbb módja. Töltse fel a kódot a fájlból, és jó lesz.

Az Arduino Uno kódolásához USB -kábellel csatlakoztattam a számítógéphez. Miután feltöltöttem a kódot, csatlakoztattam a Raspberry Pi -hez. Meg tudtam változtatni a Raspberry Pi kódját is, mert telepítettem az Arduino IDE -t, és onnan tudtam programozni. A kód nagyon egyszerű, átveszi a vevő bemenetét, és elküldi a soros porton keresztül a Raspberry Pi -nek.

A Raspberry Pi kódolásához telepítettem a Raspbian programot. Ezután a Putty segítségével SSH kapcsolaton keresztül csatlakoztam hozzá. Ezután konfigurálom a Raspberry -t, hogy csatlakozhassak hozzá VNC -n keresztül, és így legyen GUI -m. Telepítettem egy Apache webszervert, és elkezdtem kódolni a projekt hátterét és kezelőfelületét. A kódot megtalálod a githubon:

5. lépés: Adatbázis

Az adatok tárolására SQL adatbázist használok. Az adatbázist a MySQL Workbench -ben készítettem. Az adatbázis tartalmazza az érzékelő leolvasásait és az érzékelő adatait. Három táblám van, az egyik az érzékelőértékek időbélyeggel történő tárolására, a másik az érzékelők adatainak tárolására, az utolsó pedig a felhasználókra vonatkozó információk tárolására. Nem használom a Felhasználók táblát, mert nem kódoltam a projektnek ezt a részét, mivel nem volt benne az MVP -ben. Töltse le az SQL fájlt, és futtassa, és az adatbázisnak jónak kell lennie.