Orų stotis: 8 žingsniai (su nuotraukomis)

2024 Autorius: John Day | [email protected]. Paskutinį kartą keistas: 2024-01-30 10:48

Ar kada nors jaučiatės nepatogiai kalbėdamasis? Reikia šaunių dalykų, apie kuriuos pasikalbėti (gerai, girtis)? Na, mes turime tau dalyką! Ši pamoka leis jums sukurti ir naudoti savo orų stotį. Dabar galite drąsiai užpildyti bet kokią nepatogią tylą atnaujindami temperatūrą, slėgį, drėgmę, aukštį ir vėjo greitį. Niekada daugiau nesinaudosite švelniu „oras buvo gražus“, kai baigsite šį tvarkingą projektą.

Mūsų orų stotis yra visiškai įrengta vandeniui atsparioje dėžutėje su skirtingais jutikliais, kurie fiksuoja įvairius natūralius matavimus ir išsaugo juos visus toje pačioje SD kortelėje. „Arduino Uno“naudojamas lengvai koduoti oro stotį, kad ji galėtų dirbti nuotoliniu būdu. Be to, į sistemą galima pridėti arba integruoti bet kokį skaičių jutiklių, kad ji gautų įvairių funkcijų. Mes nusprendėme naudoti įvairius „Adafruit“jutiklius: naudojome temperatūros ir drėgmės jutiklį DHT22, barometrinio slėgio ir aukščio jutiklį BMP280 bei vėjo greičio jutiklį. Turėjome atsisiųsti keletą kodų bibliotekų, be to, kad sujungtume keletą skirtingų kodų, kad visi mūsų jutikliai veiktų kartu ir registruotų duomenis SD kortelėje. Nuorodos į bibliotekas yra pateiktos mūsų kodekse.

1 žingsnis: Surinkite medžiagas

• Arduino Uno
• Protoboard
• 9 V baterija
• „Adafruit“anemometro vėjo greičio jutiklis
• Neperšlampamas korpusas
• Adafruit BMP280 barometrinio slėgio ir aukščio jutiklis
• Adafruit DHT22 temperatūros ir drėgmės jutiklis
• „Adafruit“surinktas duomenų registravimo skydas
• Karštas klijai

Šiame žingsnyje svarbu tik įsitikinti, kad jūsų „Arduino“veikia ir ar jį galima užprogramuoti iš kompiuterio. Mes taip pat baigėme lituoti visus savo komponentus į protoboard, tačiau duonos lentą taip pat galima naudoti jutikliui prijungti prie „Arduino“. Mūsų prototipas padarė visus mūsų ryšius nuolatinius ir palengvino komponentų laikymą, nesijaudindamas, kad jie bus išstumti iš vietos.

2 veiksmas: pridėkite duomenų kaupiklį

Šis žingsnis yra lengvas. Viskas, ką jums reikia padaryti, kad atliktumėte šį veiksmą, yra užfiksuoti duomenų kaupiklį. Jis tinka tiesiai ant „Arduino Uno“.

Norint, kad duomenų kaupiklis iš tikrųjų registruotų duomenis, reikia šiek tiek koduoti. Registratorius įrašo duomenis į SD kortelę, kuri telpa į skydą ir gali būti pašalinta bei prijungta prie kompiuterio. Viena iš naudingų kodo ypatybių yra laiko žymos naudojimas. Laikrodis įrašo dieną, mėnesį ir metus, be antros, minutės ir valandos (jei jis prijungtas prie akumuliatoriaus). Kai pradėjome, turėjome nustatyti šį laiką kode, tačiau duomenų kaupiklis saugo laiką, kol yra prijungta jo plokštėje esanti baterija. Tai reiškia, kad nereikia iš naujo nustatyti laikrodžio!

3 žingsnis: nustatykite temperatūros ir drėgmės jutiklį

1. Prijunkite pirmąjį jutiklio kaištį (raudoną) prie „Arduino“5 V kaiščio
2. Prijunkite antrąjį kaištį (mėlyną) prie skaitmeninio „Arduino“kaiščio (mes įdėjome jį į 6 kaištį)
3. Prijunkite ketvirtąjį kaištį (žalią) prie „Arduino“žemės

Mūsų naudojamam „Adafruit“jutikliui reikia tik vieno skaitmeninio kaiščio „Arduino“duomenims rinkti. Šis jutiklis yra talpinis drėgmės jutiklis. Tai reiškia, kad jis matuoja santykinę drėgmę dviem metaliniais elektrodais, atskirtais akyta dielektrine medžiaga. Kai vanduo patenka į poras, jo talpa keičiasi. Temperatūros jutiklio dalis yra paprastas rezistorius: varža keičiasi keičiantis temperatūrai (vadinama termistoriumi). Nors pokytis yra netiesinis, jį galima išversti į temperatūros rodmenį, kurį užfiksuoja mūsų duomenų kaupiklio skydas.

4 žingsnis: nustatykite slėgio ir aukščio jutiklį

1. „Vin“kaištis (raudonas) prijungiamas prie „Arduino“5 V kaiščio
2. Antrasis kaištis nėra prijungtas prie nieko
3. GND kaištis (juodas) prijungtas prie žemės „Arduino“
4. SCK kaištis (geltonas) eina prie „Arduino“SCL kaiščio
5. Penktasis kaištis nėra prijungtas
6. SDI kaištis (mėlynas) yra prijungtas prie „Arduino“SDA kaiščio
7. Septintasis kaištis nėra prijungtas ir nėra pavaizduotas diagramoje

„Vin“kaištis reguliuoja paties jutiklio įtampą ir sumažina ją nuo 5 V įėjimo iki 3 V. SCK kaištis arba SPI laikrodžio kaištis yra jutiklio įvesties kaištis. SDI kaištis yra serijos duomenys smeigtukuose ir perduoda informaciją iš „Arduino“į jutiklį. „Arduino“ir „breadboard“sąrankos schemoje pavaizduotas slėgio ir aukščio jutiklis nebuvo tikslus mūsų naudojamas modelis. Tačiau yra dar vienas kaištis mažiau, tačiau jo prijungimo būdas yra toks pat, kaip ir tikrojo jutiklio prijungimas. Smeigtukų prijungimo būdas atspindi jutiklio kaiščius ir turėtų būti tinkamas jutiklio nustatymo modelis.

5 veiksmas: nustatykite anemometrą

1. Raudona elektros linija iš anemometro turi būti prijungta prie „Arduino“„Vin“kaiščio
2. Juodoji įžeminimo linija turi būti prijungta prie „Arduino“žemės
3. Mėlyna viela (mūsų grandinėje) buvo prijungta prie A2 kaiščio

Vienas svarbus dalykas, kurį reikia apsvarstyti, yra tas, kad anemometrui veikti reikia 7–24 V galios. „Arduino“5V kaištis tiesiog nesiruošia jo perpjauti. Taigi, prie „Arduino“reikia prijungti 9 V bateriją. Tai tiesiogiai jungiasi prie „Vin“kaiščio ir leidžia anemometrui imti iš didesnio maitinimo šaltinio. Anemometras matuoja vėjo greitį sukurdamas elektros srovę. Kuo greičiau jis sukasi, tuo daugiau energijos, taigi ir daugiau srovės, gauna anemometras. „Arduino“gali paversti gautą elektrinį signalą vėjo greičiu. Mūsų koduota programa taip pat atlieka reikiamą konversiją, kad vėjo greitis būtų nustatytas myliomis per valandą.

6 veiksmas: patikrinkite grandinę ir atlikite kai kuriuos testus

Aukščiau pavaizduota mūsų užpildyta grandinės schema. Temperatūros jutiklis yra baltas, keturių kaiščių jutiklis lentos viduryje. Slėgio jutiklį vaizduoja raudonas jutiklis dešinėje. Nors jis tiksliai neatitinka mūsų naudojamo jutiklio, kaiščiai/jungtys sutaps, jei juos sulygiuosite iš kairės į dešinę (ant mūsų naudojamo jutiklio yra dar vienas smeigtukas nei diagramoje). Anemometro laidai atitiko spalvas, kurias jiems priskyrėme diagramoje. Be to, 9 V bateriją pridėjome prie juodos baterijos prievado apatiniame kairiajame „Arduino“diagramos kampe.

Norėdami išbandyti oro stotį, pabandykite įkvėpti temperatūros ir drėgmės jutiklį, pasukite anemometrą ir paimkite duomenis aukšto pastato/kalno viršuje ir apačioje, kad pamatytumėte, ar temperatūros jutiklis, anemometras ir slėgio/aukščio jutiklis renka duomenis. Pabandykite išimti SD kortelę ir prijungti prie įrenginio, kad įsitikintumėte, jog matavimai buvo užregistruoti tinkamai. Tikimės, kad viskas vyksta sklandžiai. Jei ne, dar kartą patikrinkite visus ryšius. Kaip atsarginį planą, pabandykite patikrinti kodą ir pamatyti, ar nebuvo padaryta klaidų.

7 žingsnis: įdėkite visus komponentus

Dabar atėjo laikas, kad ji atrodytų kaip tikra orų stotis. Mes panaudojome „Outdoor Products“neperšlampamą dėžę, skirtą mūsų grandinei ir daugumai komponentų. Mūsų dėžutė jau turėjo skylę šone su skverbtuvu ir guminiu tarpikliu. Tai leido temperatūros jutiklį ir anemometro laidus išvesti už dėžutės ribų per skylę, išgręžtą skverbtuvėje ir užplombuotą epoksidine danga. Norėdami išspręsti slėgio jutiklio laikymo dėžutės viduje problemą, pačiame dėžutės dugne išgręžėme mažas skylutes ir ant kiekvieno dugno kampo uždėjome stovą, kad jis sėdėtų virš žemės lygio.

Norėdami laidyti laidus laidams, jungiantiems anemometrą ir temperatūros jutiklį prie pagrindinės plokštės, mes panaudojome susitraukiančią juostą, kad uždarytume visas jungtis. Mes paleidome temperatūros jutiklį po dėžute ir pritvirtinome (tiesiog nenorėjome, kad tonuotas plastikas sulaikytų šilumą ir pateiktų klaidingus temperatūros rodmenis).

Tai nėra vienintelis būsto pasirinkimas, tačiau tai tikrai padės atlikti darbą įdomiam projektui.

8 žingsnis: mėgaukitės asmenine maža orų stotimi

Dabar linksma dalis! Pasiimkite orų stotį su savimi, pastatykite ją už lango arba darykite viską, ką norite. Norite jį išsiųsti oro balionu? Peržiūrėkite mūsų kitą „Instructable“!