Arduino Weathercloud метеостанциясы: 16 қадам (суреттермен)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Соңғы өзгертілген: 2024-01-30 10:25

Мен Интернетке қосылған метеостанцияны жасадым. Ол температураны, ылғалдылықты, қысымды, жауын -шашынды, желдің жылдамдығын, ультракүлгін индексін өлшейді және тағы бірнеше маңызды метеорологиялық мәндерді есептейді. Содан кейін ол бұл деректерді жақсы графика мен UX бар weathercloud.net жібереді. Сондай -ақ, ауа -райы веб -камерасы бар. Бұл маған шамамен 140 евро болды. Мен бұл станцияны мектептің жобасы ретінде жасадым. Станция Братиславадағы (Словакия) мектебімде орналасқан. Міне, қазіргі деректер.

Фотосурет: Mimo magazín. Рұқсатпен қолданылады.

Ескерту: Мен бұл жобада екі жылдан астам жұмыс істеймін. Бұл нұсқаулық - бұл бір жыл бұрын жарияланған нұсқаулықтың қайта жүктелуі, бірақ менде көптеген өзгерістер болды, мен жаңа нұсқаулық жасауға шешім қабылдадым. Сонымен қатар, ешкім ешқашан бір жастағы нұсқаушыларға қарамайды

14.12.2018 ЖАҢАРТУ: Сәлеметсіз бе! Мен станцияма аннемометр (жел өлшегіш) қостым. Жаңа мәтіндер мен фотосуреттер бар, сондықтан міндетті түрде тексеріңіз

1 -қадам: Weathercloud

Біріншіден, Weatherclud дегеніміз не? Weathercloud - бұл әлемнің түкпір -түкпірінен нақты уақыт режимінде есеп беретін метеостанциялардың үлкен желісі. Бұл ақысыз және оған 10 000 -нан астам метеостанциялар қосылған. Біріншіден, менде жеке HTML веб -сайты болды, онда барлық деректер жіберілді, бірақ сіздің жеке веб -сайтыңызды және графикаңызды жасау қиын, және барлық деректерді жақсы графикасы мен тұрақты серверлері бар үлкен бұлтты платформаға жіберу әлдеқайда оңай. Мен деректерді weathercloud -қа қалай жіберу керектігін іздедім және қарапайым GET қоңырауы арқылы мұны оңай орындауға болатынын білдім. Weathercloud -тегі жалғыз мәселе - ақысыз есептік жазба көмегімен сіз он минут сайын деректерді жібере аласыз, бірақ бұл көптеген жағдайларда қиындық тудырмауы керек. Жұмыс істеу үшін сізге Weathercloud тіркелгісін жасау қажет. Содан кейін сіз олардың веб -сайтында станция профилін жасауыңыз керек. Weathercloud -та метеостанция профилін жасаған кезде сізге Weathercloud идентификаторы мен Weathercloud KEY беріледі. Оларды сақтаңыз, себебі Arduino деректерді қайда жіберетінін білуі керек.

2 -қадам: бөлшектер тізімі

Google парақтары BOM

Болжалды баға: 140 €/150 $

3 -қадам: Құралдар

Бұл құралдар пайдалы болуы мүмкін:

сым тазалағыш

батарея бұрғысы

дәнекерленген темір

қысқыштар

бұрағыштар

желім қаруы

мультиметр

көрді

ағаш бұрғы

файл

4 -қадам: DS18B20 күн радиациялық қалқаны

Күн радиациялық қалқаны - метеорологиялық станцияларда күн сәулесінің тікелей түсуін болдырмау үшін қолданылатын, сондықтан өлшенген температурадағы қателіктерді төмендететін өте кең таралған зат. Ол сондай -ақ температура сенсоры үшін ұстағыш ретінде қызмет етеді. Радиациялық қалқандар өте пайдалы, бірақ әдетте болаттан жасалған және олар қымбат, сондықтан мен өз қалқанымды жасауға шешім қабылдадым. Мен радиациялық қалқаны қалай жасау керектігін көрсететін нұсқаулық жасадым. Міне, нұсқаулық.

Мен сондай процесті көрсететін бейнені таптым, сондықтан сіз оны пайдалана аласыз:

5 -қадам: Терминал қорабы

Терминал қорабы - станцияның орталығы. Негізгі 14 ядролы кабель оны сервер қорабына қосады. DS18B20 кабелі оған кіреді. Ультракүлгін қорапшасының кабелі оған кіреді. Ол сонымен қатар ылғалдылық пен қысым сенсорына ие. Терминал қорабын таңдағанда, сізде 10x5x5 см (4 «x2» x2 «) өлшемі бар кез келген IP65 пластикалық байланыс қорабын пайдалануға болады.

6 -қадам: ультракүлгін сенсорлық қорап

Ультракүлгін сенсорлық қорапта UVM-30A ультракүлгін сенсоры орналасқан, сонымен қатар ол негізгі терминал қорабы мен жаңбыр мен жел өлшегіштер арасындағы орташа нүкте. Ультракүлгін сәуле датчигінің қорабы толық мөлдір қақпағы бар кез келген пластикалық IP65 қорап болуы мүмкін.

7 -қадам: ауа райы камерасы

Ауа райының веб -камералары (немесе ауа райы камералары мен қалай атаймын) нақты ауа райы жағдайларының суретін жазу немесе тарату үшін қолданылады. Суреттен жарықтың қарқындылығы мен бұлттылықты анықтауға болады. Мен қол жетімді Wi -Fi камерасын таңдадым, бірақ сіз кез келген Wi -Fi камерасын қолдана аласыз. Бұл арзан камера жақсы жұмыс істейді, бірақ бір мәселе бар. Сізде үнемі ағынды бағдарламалық жасақтамамен жұмыс істейтін компьютер болуы керек. Бұл мен үшін проблема болмады, себебі желіде веб -сайт жұмыс істейтін сервер бар, сондықтан ол ағынмен де айналысады. Бірақ егер сіздің үй желісінде мұндай компьютер болмаса, онда мен Raspberry pi мен Raspberry pi камерасын сатып алуды ұсынамын. Бұл қымбатырақ (25 $ қарсы 70 $), бірақ егер сізде веб -камера қажет болса, сізде басқа нұсқа жоқ. Екі жағдайда да камераны ауа райына төзімді қорапқа салу керек. Сіз ультрафиолет датчигі сияқты қорапты пайдалана аласыз. Мен өз қорапшамды кәдімгі пластикалық қорап пен плексиглассадан жасадым, бірақ бұл қажет емес. Камераға арналған батарея үнемі зарядталуы керек. Сіз мұны USB кабелін шешіп, + және - сымдарын датчиктер үшін 5В қуат шығысына қосу арқылы жасай аласыз. Егер сізде камера ауа -райына төзімді болса, оны кез келген жерге зиптимен жақсы көрінетін жерге орнатуға болады.

Енді бағдарламалық қамтамасыз етуді қарастырайық. Бұл бөлік кодтаудың кейбір дағдыларын қажет етеді. Мұның бәрін жасау үшін үй желісінде тәулік бойы жұмыс істейтін компьютер болуы керек (Raspberry pi болуы мүмкін). Біріншіден, сіз өзіңіздің IP камераңызды үйдегі Wi-Fi желісіне қосуыңыз керек, содан кейін камера интерфейсіндегі пайдаланушы аты мен парольге сәйкес сценарийдегі пайдаланушы аты мен құпия сөзді өзгерту қажет. Сондай -ақ, сценарийде камераның IP мекенжайын өзгерту қажет. Содан кейін сізге серверде/компьютерде 5 минут сайын сценарийді іске қосу үшін тапсырмалар жоспарлаушысын орнату қажет. Енді сценарий әр 5 минут сайын камераның кескінінің скриншотын алып, оны алдын ала орнатылған қалтаға сақтау керек. Қалта жалпыға ортақ болуы керек, сондықтан оны іздеу жүйесінде іздеуге болады: example.com/username/webcam.jpg. Weathercloud бұл суретті жалпы қалтадан алып, оны өзінің веб -бетіне қоя алады. Сіз «тікелей эфирде» (әр 5 минут сайын жаңартулар) арнасын осы жерден көре аласыз.

8 -қадам: Жоғарғы сенсор ұстағышы

Жоғарғы датчиктер ұстағыш - бұл болаттан жасалған компонент, ол жоғарғы датчиктерді (ультракүлгін сәуле, жауын -шашын мен желдің жылдамдығы) шатырда ұстайды. Бұл суреттерден сіз біздің ғимаратқа ғана сәйкес келетін бөлікті көре аласыз. Сіз бұл датчиктерді қалағаныңызша орната аласыз. Бұл жай ғана мысал. Бізде төбеге болат құбыр орнатылған, сондықтан ұстағышты орнату оңай болды.

9 -қадам: Қалқанның үйлесімділігі мәселесі

Ethernet экраны мен прото қалқан арасында қарапайым үйлесімділік мәселесі бар. Ethernet қалқанының үстіне протошоанды қоюға болмайды, себебі Ethernet коннекторы сізге рұқсат бермейді. Ethernet қалқанын прото қалқанның жоғарғы жағына қоюға болмайды, себебі Ethernet қалқаны ICSP қосқышы арқылы arduino -ға тікелей қосылуы керек, бірақ прото -қалқан жоқ. Жақсы, қарапайым мәселе, қарапайым шешім. Мен протекторлық қалқанға тіктөртбұрышты тесікті кесіп алдым, осылайша Ethernet коннекторы кіре алады.

10 -қадам: Жауын -шашын өлшеу

Мен тапсырыс берген жаңбыр өлшегіш жақсы жұмыс істейді, бірақ бір үлкен мәселе бар. Оның I2C немесе RX/TX сияқты байланыс интерфейсі жоқ. 0,28 мм/м2 -ден көп жаңбыр жауған сайын 60 микросекундқа қосылатын қарапайым қосқыш бар. Ардуино жауын -шашын мөлшерін өлшегеннен басқа ештеңе істемегенде оны оңай ұстай алады. Бірақ басқа тапсырмалар болғанда (мысалы, температураны өлшеу және оны бұлтқа жіберу) жаңбыр өлшегішті қосу кезінде arduino процессоры бос болып қалу ықтималдығы жоғары. Бұл жауын -шашынның дәл емес оқылуына әкеледі. Сондықтан мен екінші ардуино - ардуино нано қостым. Наноның жалғыз міндеті - жауын -шашын мөлшерін өлшеу және оны I2C арқылы master arduino -ға жіберу. Осылайша жауын -шашын көрсеткіштері дәл болады. Мен arduino нано мен RTC модулін қамтитын ПХД жасадым, бірақ сіз оны протошалға да дәнекерлей аласыз. Мен бұл қарапайым және арзан шешім емес екенін білемін, бірақ маған ұнайды, ол өте ұқыпты және ұйымдастырылған.

11 -қадам: Желдің жылдамдығын өлшеу

Бұл қадам алдыңғы қадамға өте ұқсас. Мен желдің жылдамдығын өлшейтін, содан кейін оны I2C арқылы жіберетін тақта жасадым. Тек алдыңғы қадамды RTC жоқ қайталаңыз. Мен екі тақтаны да жинауға тырыстым, бірақ ол болмады.

12 -қадам: Сервер қорабы

Барлық электрониканы кішкентай, ұйымдастырылған қорапқа жасыру әрқашан жақсы. Мен дәл серверлік қораппен дәл осылай жасадым. Сервер қорабында Arduino UNO, Ethernet қалқаны, прото қалқан, 5В реттегіш, деректер кабелінің негізгі терминалы мен жауын -шашын өлшеу тақтасы орналасқан. Arduino туралы бір ескерту: станция коды Arduino UNO жадының шамамен 90% -ын пайдаланады және бұл кейбір мәселелерді тудыруы мүмкін. Сізге Arduino Mega қолданылуы мүмкін немесе қажет болмауы мүмкін.

13 -қадам: Қосылымдар

Барлығын берілген схемаға сәйкес қосыңыз.

14 -қадам: КОД

Бұл соңғы бөлім, біз бәріміз күткен бөлік - тестілеу, егер ол жұмыс істесе. IP мекенжайын, Weathercloud идентификаторын және Weathercloud KEY -ді үй желісі мен Weathercloud есептік жазбасына сәйкес өзгерту керек. Сіз оны arduino -ға жүктеуге дайынсыз. Жауын -шашын тақтасындағы Arduino наноға I2C жаңбыр жіберуші кодын, ал жел жылдамдығының тақтасындағы Arduino наноға I2C жел жіберушісін жүктеу қажет, сонымен қатар index.php сценарийі бар, бұл туралы қосымша ақпарат 7 -қадамда..

15 -қадам: Орнату

Метеостанцияңызды шеберханада жұмыс істеу-бұл бір бөлек, бірақ оны қатал жағдайда жұмыс істеу-бұл басқа нәрсе. Орнату процедурасы сіз орнататын ғимаратқа байланысты. Бірақ егер сізде күн радиациясының қалқаны мен жоғарғы сенсорлық ұстағыш болса, бұл соншалықты қиын болмауы керек. Температура мен ылғалдылық датчигін ғимараттың кез келген жеріне қоюға болады, бірақ ультракүлгін сәуле сенсоры мен жаңбыр өлшегіш ғимараттың жоғарғы жағында болуы керек. Ультракүлгін сенсор көлеңкеде бола алмайды, ал жаңбыр өлшегіш қабырғаға жақын бола алмайды, әйтпесе қатты жел болған кезде жаңбыр тамшылары өлшегішке түспейді және көрсеткіштер дәл болмайды. Міне, станцияны әдеттегі үйге қалай орнатуға болатынын көрсететін сурет. Станцияны төбеге орнатқанда өте абай болу керек және сізде бетонды бұрғылай алатын қуатты бұрғы болуы керек.

16 -қадам: Орындалды

Құттықтаймын. Егер сіз барлық қадамдарды дұрыс орындасаңыз, сізде бұлтты ауа райы станциясы бар. Сіз менің станциямнан деректерді көре аласыз. Егер сізде сұрақтар немесе ұсыныстар болса, оларды төмендегі түсініктеме бөлімінде естуге қуаныштымын.

Мен ESP32 Wi-Fi тақтасын және кейбір қосымша сенсорларды (желдің жылдамдығы/бағыты, күн радиациясы, топырақ ылғалдылығы) қолдана отырып, осындай станция салуды жоспарлап отырмын, бірақ бұл туралы кейінірек. Ләззат алыңыз!