Kis fogyasztású időjárás állomás: 6 lépés (képekkel)

2024 Szerző: John Day | [email protected]. Utoljára módosítva: 2024-01-30 09:42

Most a harmadik verzióban, és több mint két éve tesztelték, az időjárás -állomást továbbfejlesztik a jobb alacsony teljesítményű teljesítmény és az adatátviteli megbízhatóság érdekében.

Az energiafogyasztás - a decemberi és januári hónapokon kívül nem jelent problémát, de ezekben a nagyon sötét hónapokban a napelemek, bár 40 watt teljesítményűek, nem tudtak lépést tartani a rendszer igényeivel… a 2G FONA GPRS modul, amely közvetlenül továbbítja az adatokat az interwebshez.

A következő probléma magával a FONA GPRS modullal volt, vagy inkább a mobiltelefon -hálózattal. A készülék hetekig / hónapokig tökéletesen működne, de aztán minden ok nélkül hirtelen leáll. Nyilvánvalóan a hálózat megpróbál valamilyen „rendszerfrissítési információt” küldeni, amely, ha nem fogadják el, az eszközt indítja el a hálózatról, így a GPRS valójában nem karbantartásmentes megoldás az adatátvitelhez. Kár, mert amikor működött, nagyon szépen működött.

Ez a frissítés az alacsony fogyasztású LoRa protokollt használja az adatok Raspberry Pi helyi szerverre történő elküldéséhez, amely aztán továbbítja azokat az interwebshez. Ily módon maga az időjárásjelző állomás is alacsony energiafogyasztású lehet a napelemeken és a folyamat „nehéz emelő” részén, valahol a WIFI tartományon belül, a hálózati tápegységről. Természetesen, ha nyilvános LoRa átjáró van a hatótávolságon belül, akkor a Raspberry Pi nem szükséges.

Az időjárásjelző állomás PCB felépítése egyszerű, mivel az SMD alkatrészek meglehetősen nagyok (1206), és a NYÁK -on minden 100%-ban működik. Néhány alkatrész, nevezetesen a fúvós hangszerek meglehetősen drágák, de néha használtan is megtalálhatók az Ebay -en.

1. lépés: Alkatrészek

Arduino MKR1300 LORAWAN ………………………………………………………………. 1 -ből

Raspberry Pi (opcionális, a helyi LoRa átjáró elérhetőségétől függően) ………… 1 of

BME280 nyomáshoz, páratartalomhoz, hőmérséklethez és magassághoz ………………………….. 1 of

RJ 25 csatlakozó 477-387 ……………………………………………………

L7S505 ………………………………………………………………………………………………. 1 -ből

Hangjelző 754-2053 ……………………………… 1 /

Foltos dióda (1206) ………………………………………………………………………………………..

R1K -rezortok ……………………………………

R4.7K ellenállás ………………………………… 1 /

C100nF kondenzátor …………………………….. 3 of

R100K …………………………………………………

R10K ………………………………………………….. 4 of

C1uF ………………………………………………

C0.33uF …………………………………………

R100 …………………………………………….. 1 db

R0 ……………………………………………….. 1 -ből

Dallas DS18B20 hőmérséklet szonda ………… 1 of

NYÁK ……………………………………………………………

Csapadékmérő ……………………………………………. 1 -ből

Talajszonda …………………………………………………………………………… 1

A100LK szélmérő ………………………….. 1

W200P széllapát ………………………………..1

2. lépés: Hogyan működik?

Elég könnyű az érzékelőket működésbe hozni, mint például a hőmérséklet, a páratartalom és a nyomás, de néhány más meglehetősen trükkös, bár minden kód megtalálható ebben a blogban.

1. Az esőmérő „megszakításon” van, és működik, ha változást észlel. Az eső behatol a műszerbe, és lecsöppen egy fűrészrúdra, amely az egyik vég megteltével ringatózik, és kétszer mágneses érzékelőt vált ki. Az esőérzékelő mindenek felett áll, és akkor is működik, ha adatokat továbbítanak.

2. Az anemométer úgy működik, hogy kis teljesítményű impulzust küld, amelynek frekvenciája a sebességétől függ. Nagyon egyszerű kódolni, és nagyon kevés energiát fogyaszt, annak ellenére, hogy másodpercenként körülbelül egyszer kell rögzítenie, hogy elkapja a legsúlyosabb széllökéseket. A kód folyamatosan rögzíti az átlagos szélsebességet és a maximális széllökést a felvétel során.

3. Bár elsőre gondolva a szélkapocs könnyen kódolható lenne, a bonyodalmak feltárása után sokkal bonyolultabb. Lényegében ez csak egy nagyon alacsony nyomatékú potenciométer, de a leolvasás problémáját súlyosbítja az a tény, hogy az északi irányban rövid „holt zóna” van. Lehúzható ellenállásokra és kondenzátorokra van szüksége, hogy megakadályozza a furcsa leolvasást észak közelében, ami ezután nem linearitást okoz az értékekben. Továbbá, mivel a leolvasások polárisak, a normál átlagos átlagszámítások nem lehetségesek, ezért ki kell számítani a bonyolultabb módot, amely magában foglal egy körülbelül 360 számból álló tömb létrehozását! …. És ezzel még nincs vége…. Különös figyelmet kell fordítani arra, hogy az érzékelő melyik negyedbe mutat, mintha az észak mindkét oldalán lévő negyedben lenne, az üzemmódot másképpen kell kezelni.

4. A talajnedvesség egyszerű vezetőképesség -mérő szonda, de az energiatakarékosság és a korrózió megelőzése érdekében nagyon gyorsan pulzál az Arduino egyik tartalék digitális csapjával.

5. A rendszer adatokat küld az Arduino -ról a Raspberry Pi -re (vagy LoRa -átjáróra), de szüksége van egy „visszahívásra” is a vevőtől, hogy meggyőződjön arról, hogy valóban megkapta az adatokat, mielőtt az összes különböző számlálót és átlagot visszaállítja, és friss olvasmánykészlet. A rögzítési munkamenet körülbelül 5 perc lehet, majd az Arduino megpróbálja elküldeni az adatokat. Ha az adatok sérültek vagy nincs internetkapcsolat, a rögzítési munkamenet meghosszabbodik, amíg a visszahívás sikeresnek nem bizonyul. Így nem marad el a maximális széllökés és az esőmérés sem.

6. Bár a blog keretein kívül, egyszer az internetes kiszolgálón (ez egy nagy számítógép Ipswichben, az Egyesült Királyságban), az adatokat egy MySQL adatbázisba gyűjtik, amely egyszerű PHP szkriptekkel érhető el. A végfelhasználó az Amcharts szabadalmaztatott Java szoftverének köszönhetően a díszes számlapokon és grafikonokon is megjeleníti az adatokat. Akkor a "végeredmény" itt látható:

www.goatindustries.co.uk/weather2/

3. lépés: Fájlok

Az összes Arduino, Raspberry Pi kódfájl és a NYÁK létrehozásának fájlja a „Design Spark” szoftverben megtalálható a Github adattárban:

github.com/paddygoat/Weather-Station

4. lépés: A NYÁK feltöltése

Az SMD alkatrészek forrasztásához nincs szükség sablonra - csak tegyen egy kis forrasztást a NYÁK lapokra, és helyezze az alkatrészeket csipesszel. Az alkatrészek elég nagyok ahhoz, hogy mindent szemmel elvégezzenek, és nem számít, hogy a forrasztás rendetlenül néz ki, vagy az alkatrészek kissé eltérnek a középponttól.

Helyezze a NYÁK -t kenyérpirító sütőbe, és melegítse fel 240 ° C -ra egy K típusú hőmérő szonda segítségével a hőmérséklet figyelésére. Várjon 30 másodpercet 240 fokon, majd kapcsolja ki a sütőt, és nyissa ki az ajtót, hogy kiengedje a hőt.

Most a többi alkatrész kézzel forrasztható.

Ha PCB -t szeretne vásárolni, töltse le a zip -gerber fájlokat itt:

github.com/paddygoat/Weather-Station/blob/master/PCB/Gerbers_Weather%20station%203_Tx_01.zip

és töltse fel őket a JLC -re itt:

Válassza ki a 100 x 100 mm méretű táblát, és használja az összes alapértelmezett értéket. A költség 2 dollár + postaköltség 10 táblára.

5. lépés: Telepítés

Az időjárás -állomást a mező közepén helyezik el, a fúvós hangszerekkel egy magas oszlopon, sávos kábelekkel. A telepítés részleteit itt találja:

www.instructables.com/id/Arduino-GPRS-Weat…

6. lépés: Előző munka

Ez az oktatható a folyamatban lévő projekt legújabb szakasza, amelynek fejlődési története hét másik projektben is megtalálható:

www.instructables.com/id/Arduino-GPRS-Weat…

www.instructables.com/id/Arduino-GPRS-Weat…

www.instructables.com/id/Setting-Up-an-A10…

www.instructables.com/id/Analogue-Sensors-…

www.instructables.com/id/Analogue-Wind-Van…

www.instructables.com/id/Arduino-Soil-Prob…

www.instructables.com/id/Arduino-GPRS-Weat…