Meteorológiai állomás: 8 lépés (képekkel)

2024 Szerző: John Day | [email protected]. Utoljára módosítva: 2024-01-30 09:43

Érezte már kényelmetlenül magát kis beszélgetés közben? Szüksége van menő dolgokra, amelyekről beszélni kell (oké, kérkedni)? Nos, nálunk van a dolog! Ez az oktatóanyag lehetővé teszi, hogy saját meteorológiai állomását építse és használja. Most már magabiztosan töltheti be a kínos csendet a hőmérséklet, a nyomás, a páratartalom, a magasság és a szélsebesség frissítéseivel. Soha többé nem folyamodik nyájashoz, "szép idő volt", ha befejezi ezt az ügyes projektet.

Időjárás -állomásunk teljesen felszerelt, vízálló dobozban, különböző érzékelőkkel, amelyek rögzítik a különböző természeti méréseket, és mindegyiket ugyanarra az SD -kártyára menti. Az Arduino Uno segítségével egyszerűen kódolható az időjárás állomás, így távolról is működhet. Ezenkívül tetszőleges számú érzékelőt lehet hozzáadni vagy integrálni a rendszerbe, hogy különböző funkciókat biztosítson. Úgy döntöttünk, hogy az Adafruit különféle érzékelőit használjuk: egy DHT22 hőmérséklet- és páratartalom -érzékelőt, egy BMP280 -as légnyomás- és magasságérzékelőt, valamint egy szélsebességmérőt. Több kódkönyvtárat is le kellett töltenünk a különböző kódok összeillesztése mellett, hogy minden érzékelőnk együtt működjön, és naplózza az adatokat az SD -kártyán. A könyvtárak linkjeit kódunk tartalmazza.

Lépés: Gyűjtse össze az anyagokat

• Arduino Uno
• Protoboard
• 9V -os akkumulátor
• Adafruit anemométer szélsebesség -érzékelő
• Vízálló ház
• Adafruit BMP280 Barometrikus nyomás- és magasságérzékelő
• Adafruit DHT22 hőmérséklet- és páratartalom -érzékelő
• Adafruit összeszerelt adatnaplózó pajzs
• Forró ragasztó

Ebben a lépésben fontos, hogy csak győződjön meg arról, hogy az Arduino működik, és programozható a számítógépről. Végül minden alkatrészünket forrasztottuk egy protoboardra, de kenyérsütő deszkával is csatlakoztatható az érzékelő az Arduino -hoz. Protoboardunk minden csatlakozásunkat állandósította, és megkönnyítette az alkatrészek elhelyezését anélkül, hogy aggódnia kellene, hogy kiszorítja őket a helyükről.

2. lépés: Adatnaplózó hozzáadása

Ez a lépés könnyen elvégezhető. Ennek a lépésnek a végrehajtásához csak be kell pattintania az adatgyűjtőt a helyére. Az Arduino Uno tetejére illeszkedik.

Ahhoz, hogy az adatgyűjtő ténylegesen naplózzon adatokat, kódolni kell. A naplózó rögzíti az adatokat egy SD kártyára, amely illeszkedik a pajzsba, és eltávolítható, és csatlakoztatható a számítógéphez. A kód egyik hasznos jellemzője az időbélyegző használata. Az óra a második, perc és óra mellett rögzíti a napot, a hónapot és az évet (amennyiben az akkumulátorhoz van csatlakoztatva). Indításkor be kellett állítanunk ezt az időt a kódban, de az adatgyűjtő mindaddig megőrzi az időt, amíg az alaplapon lévő akkumulátor csatlakoztatva van. Ez azt jelenti, hogy nem kell visszaállítani az órát!

3. lépés: Állítsa be a hőmérséklet- és páratartalom -érzékelőt

1. Csatlakoztassa az érzékelő első tűjét (piros) az Arduino 5V -os csatlakozójához
2. Csatlakoztassa a második tűt (kék) az Arduino digitális tüskéjéhez (a miénk a 6 -os érintkezőbe)
3. Csatlakoztassa a negyedik csapot (zöld) az Arduino földjéhez

Az általunk használt Adafruit érzékelőnek egyetlen digitális tűre van szüksége az Arduino -n az adatok gyűjtéséhez. Ez az érzékelő egy kapacitív páratartalom -érzékelő. Ez azt jelenti, hogy a relatív páratartalmat két fém elektródával méri, amelyeket porózus dielektromos anyag választ el közöttük. Ahogy a víz belép a pórusokba, a kapacitás megváltozik. Az érzékelő hőmérsékletérzékelő része egyszerű ellenállás: az ellenállás a hőmérséklet változásával változik (termisztornak nevezik). Bár a változás nem lineáris, lefordítható hőmérsékleti értékre, amelyet az adatgyűjtő pajzsunk rögzít.

4. lépés: Állítsa be a nyomás- és magasságérzékelőt

1. A Vin tű (piros) az Arduino 5V -os csatlakozójához csatlakozik
2. A második csap nincs csatlakoztatva semmihez
3. A GND csap (fekete) az Arduino földhöz van csatlakoztatva
4. Az SCK csap (sárga) az Arduino SCL csapjához fut
5. Az ötödik csap nincs csatlakoztatva
6. Az SDI tű (kék) az Arduino SDA tűjéhez van csatlakoztatva
7. A hetedik csap nincs csatlakoztatva, és nem látható a diagramon

A Vin csap szabályozza az érzékelő feszültségét, és 5 V bemenetről 3 V -ra csökkenti. Az SCK csap vagy az SPI Clock Pin az érzékelő bemeneti csapja. Az SDI pin a soros adatok a tűben, és az információt az Arduino -tól az érzékelőhöz szállítja. Az Arduino és a kenyérlap beállításának diagramján a képen látható nyomás- és magasságérzékelő nem volt az általunk használt modell. Van egy eggyel kevesebb tű, azonban a bekötés módja pontosan ugyanaz, mint a tényleges érzékelő bekötése. A csapok csatlakoztatásának módja tükrözi az érzékelő csapjait, és megfelelő modellt kell nyújtania az érzékelő beállításához.

5. lépés: Állítsa be a szélmérőt

1. Az anemométer vörös tápvezetékét csatlakoztatni kell az Arduino Vin -tűjéhez
2. A fekete földvezetéket az Arduino földjéhez kell csatlakoztatni
3. A kék vezetéket (az áramkörünkben) az A2 -es csatlakozóhoz kötöttük

Egy fontos dolog, amit figyelembe kell venni, hogy a szélsebességmérő működéséhez 7-24 V teljesítmény szükséges. Az Arduino 5V -os csapja nem fogja levágni. Tehát egy 9V -os akkumulátort kell csatlakoztatni az Arduino -hoz. Ez közvetlenül csatlakozik a Vin csaphoz, és lehetővé teszi, hogy az anemométer nagyobb áramforrásból merítsen. A szélsebességmérő elektromos áram létrehozásával méri a szélsebességet. Minél gyorsabban forog, annál több energiát, és ezáltal nagyobb áramot biztosít a szélsebességmérő. Az Arduino képes a kapott elektromos jelet szélsebességre fordítani. Az általunk kódolt program elvégzi a szükséges átalakítást is, hogy a szél sebessége mérföld / óra legyen.

6. lépés: Ellenőrizze az áramkört és futtasson néhány tesztet

A fenti képen a teljes kapcsolási rajzunk látható. A hőmérséklet-érzékelő a fehér, négycsapos érzékelő a tábla közepén. A nyomásérzékelőt a jobb oldali piros érzékelő képviseli. Bár nem egyezik pontosan az általunk használt érzékelővel, a csapok/csatlakozók illeszkednek egymáshoz, ha balról jobbra igazítjuk (eggyel több tű van az általunk használt érzékelőn, mint az ábrán). Az anemométer vezetékei megfeleltek azoknak a színeknek, amelyeket a diagramban hozzárendeltünk. Ezenkívül hozzáadtuk a 9 V -os akkumulátort az Arduino diagram bal alsó sarkában lévő fekete akkumulátorporthoz.

Az időjárás állomás teszteléséhez próbálja belélegezni a hőmérséklet- és páratartalom -érzékelőt, forgassa meg a szélmérőt, és vegyen adatokat egy magas épület/domb tetején és alján, hogy megnézze, a hőmérséklet -érzékelő, a szélmérő és a nyomás-/magasságérzékelő adatokat gyűjt -e.. Próbálja meg elővenni az SD -kártyát, és csatlakoztatni egy eszközhöz, hogy megbizonyosodjon arról, hogy a méréseket megfelelően rögzítették. Remélhetőleg minden simán megy. Ha nem, ellenőrizze újra az összes kapcsolatot. Tartalékként próbálja meg ellenőrizni a kódot, és ellenőrizni, hogy nem történt-e hiba.

7. lépés: Hozza össze az összes összetevőt

Itt az ideje, hogy igazi időjárás -állomásnak tűnjön. Az áramkör és a legtöbb alkatrész elhelyezéséhez egy Outdoor Products vízálló dobozt használtunk. Dobozunkban már volt egy lyuk az oldalán egy behatolóval és egy gumitömítéssel. Ez lehetővé tette számunkra, hogy a hőmérséklet -érzékelőt és az anemométer vezetékeit a dobozon kívül a behatolóba fúrt és epoxiddal lezárt lyukon keresztül vezessük. A nyomásérzékelő dobozon belüli elhelyezésének problémájának megoldása érdekében kis lyukakat fúrtunk a doboz aljába, és a fenék minden sarkára emelőt helyeztünk, hogy a talajszint felett üljön.

Az anemométert és a hőmérséklet -érzékelőt a fő áramkörhöz csatlakoztató vezetékek vízszigeteléséhez hőzsugorító szalagot használtunk az összes csatlakozás lezárására. Lefuttattuk a hőmérséklet -érzékelőt a doboz alatt, és rögzítettük (csak nem akartuk, hogy a színezett műanyag felfogja a meleget, és hamis hőmérsékleti értékeket adjon nekünk).

Ez nem az egyetlen lakhatási lehetőség, de határozottan az, amely elvégzi a munkát egy szórakoztató projekthez.

8. lépés: Élvezze személyes kis időjárás állomását

Most jön a szórakoztató rész! Vigye magával meteorológiai állomását, állítsa be az ablakon kívül, vagy csináljon bármit, amit szeretne. Szeretné felküldeni egy időjárási ballonnal? Tekintse meg következő Instructable programunkat!