Nodemcu -дегі қамыс қосқыштарын, холл әсерінің сенсоры мен кейбір қалдықтарды қолдана отырып, өзіңіздің жеке анемометріңізді қалай құруға болады. - 1 -бөлім - Жабдық: 8 қадам (суре

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

Кіріспе

Мен Arduino мен Maker Culture -ны зерттеуден бастағаннан бері мен пайдалы құрылғыларды құруды ұнатамын, мысалы, бөтелке қақпақтары, ПВХ кесектері, сусын құтысы және басқалары. материал Мұнда қолданылатын материалдардың көп бөлігі кейбір қондырғылардың қалдықтарынан шығарылады және қайта өңделеді

Мен метеостанцияның жобасын өз бетімше бастаған кезде, желдің қарқындылығы мен бағытын өлшеу оңай немесе арзан болмайтынын түсіндім. Бірнеше айдан кейін мен сіздерге кез келген электронды дүкенде оңай табылатын, қайта өңделген материалдар мен өте арзан электронды бөлшектерді қолданатын осы жобаны ұсындым.

Бұл пост 2 бөлімнен тұрады.

1 -бөлім - Анемометр мен жел қалқаларының бағыты құрылғыларының құрылысы.

2 -бөлім - Esp8266 Nodemcu үшін Arduino IDE көмегімен нобай және ThingSpeak -ке жіберу.

Соңғы шешімді білу үшін бейнені қараңыз.

Холл эффектінің сенсоры мен қамыс қосқыштарының көмегімен жеке анемометрді қалай құруға болады

Жоба Сипаттамасы

Анемометр - желдің жылдамдығын және оның бағытын өлшеуге қабілетті құрылғы. Hall Effect сенсорының көмегімен біз шыныаяқтардың уақыт ішінде қанша айналатындығын есептей аламыз. Желдің қарқындылығы осьтің айналу жылдамдығына пропорционалды. Кейбір қарапайым физикалық теңдеулермен желдің сызықтық жылдамдығын анықтауға болады. Біз олардың барлығын 2 бөлімде түсіндіреміз.

Желдің бағытын біз неодим магниті мен қамыс қосқыштары бар әйнектің көмегімен өлшейміз. Желдің бағыты мен оған бекітілген магнит қалқандары электр тогының қосылымнан (немесе қосылымдардан) өтуіне мүмкіндік беретін қамыс қосқыштарын қосады. Оң ток бар тізбектер циркуль сияқты желдің бағытын көрсетеді.

Бізде 16 бағытты имитациялайтын 8 схема бар: 1 қосқыш қосылған кезде 4 кардиналды және 4 кепілдік нүктесі (N, NE, E, SE, S, SW, W, NW) және бір мезгілде 2 қосқыш қосылған кезде бізде 8 қосалқы кепіл бар. ұпайлар (NNE, ENE, ESE, SSE, SSW, WSW, WNW, NNW).

Желдің жылдамдығы мен бағыты nodemcu сызбасы бойынша есептеліп, анықталады. Бірақ бұл 2 -бөлімде түсіндіріледі. Енді аппараттық жинаққа көшейік.

Жауапкершіліктен бас тарту: Бұл анемометрді кәсіби мақсаттарда қолдануға болмайды. Ол тек академиялық немесе үйде қолдануға арналған.

Ескерту: ағылшын тілі менің табиғи тілім емес. Егер сіз жобаны түсінуге кедергі келтіретін грамматикалық қателерді тапсаңыз, оларды түзету үшін маған хабарлаңыз. Өте көп.

1 -қадам: материалдар туралы есеп

Жел қанаты

8 x қамыс қосқыштары

8 x 10 к Ом резисторлары

10 см ПВХ құбыры

ПВХ қақпақтары диаметрі 5 см

ПВХ қақпағы диаметрі 2,5 см

1 CD4051 аналогтық мультиплексор

1 пластикалық диск

20 х 20 мықты пластикалық бөлік

1 Неодим магниті (Магниттің өлшемдері бір мезгілде екі ажыратқышты қосуға мүмкіндік беруі керек. Менікі 0,5х0,5 см және ол жақсы жұмыс істейді.)

10 түрлі түсті сымдар

1 Жалпы ПХД

Алюминий құбырларының диаметрі бірдей 1 шарикті мойынтірек

1 алюминий түтік шамамен 20 см

1 алюминий түтік шамамен 10 см

1 шланг қысқыш

Эпоксидті масса

Жылдам желім - цианоакрилат және натрий бикарбонаты

Анемометр

2 теннис добы

Ағаштан немесе алюминийден таяқшалар шамамен 12 см

1 шарикті мойынтірек

1 алюминий түтік шамамен 5 см

Әр түрлі түсті 3 дана сым

1 залдық сенсор SS49E

1 неодимий магниті

Эпоксидті масса және жылдам желім - цианоакрилат және натрий бикарбонаты

Диаметрі 3 -тен 5 см -ге дейін 2 пластикалық крандар

ПВХ 1 қақпақ пен 5 см ПВХ құбыры

ПВХ қақпағы диаметрі 2,5 см

• Нодемку
• Электронды жобаларға арналған пластикалық корпус
• Пісіру темірі
• ПВХ құбыры шамамен 2 метр және «Т» ПВХ қосқышы
• ПВХ 90 градус қосылымы
• 5В қуат көзі (мен күн батареясын қолданамын)

2 -қадам: жел сөндіргіш розетканы жинау

ПХД -ге орнатылған қамыс қосқыштары мен резисторлары

ПВХ қақпағынан сәл кішірек диаметрі бар жалпы ПХД кесіңіз, себебі ол дайын болған кезде оған сай болады.

Қорғаныс әйнегін сындырмау үшін қамысты қосқыштың аяқтарын ПХД -ге мұқият орналастыру үшін 90 градусқа бүгіңіз. Идеал әйнектен 3 мм қашықтықта орналасқан. Әр қамысты қосқышты схемаға сәйкес салыңыз. Диаграмма ретінде әрқайсысын 0 -ден 7 -ге дейін нөмірлеңіз. Терминалдарды мультиплексорға қосу кезінде дұрыс сәйкестендіру маңызды болады. Пластинада оларды дәнекерлеу үшін дәнекерлеуішті қолданыңыз.

Әр резисторды терминалдардың бірі қамыс қосқышының бір терминалында дәнекерленген диаграмма ретінде орналастырыңыз, ал екіншісі ПХД орталығында орналасқан барлық резисторларға ортақ болады.

Қамыс қосқыштарының барлық сыртқы терминалдарын қосатын мыс кабелін дәнекерлеп, соңғы екеуін қоспай қалдырады. Сақина сияқты. Дәнекерлеу тәртібі маңызды емес.

Әр резистор мен қамыстың қосқышында әр түсті дәнекерлеу сымы. Олар 8 түрлі. Қамыстың мыс сақинасына қызыл сымды оң және қара сымды «розетта» орталығындағы барлық резисторлардың түйісуіне теріс ретінде дәнекерлеңіз.

Диаграммаларды қараңыз және мультиплексорға қосылу үшін кабельдердің нөмірленуін сақтаңыз.

Жинау алдында қосылымдарды тексеріңіз

Құрастыруды бастамас бұрын мен қосылуларды тексеруді ұсынамын. Жарықдиодты, кез келген 18650 батареясын 3.7 В, неодим магнитін және крокодил тырнақтары бар кабельдерді қолданыңыз. Батареяны VCC және GND терминалдарына және GND -дегі крокодил кабелін екінші ұшымен светодиордың теріс жағына қосыңыз (резистор қажет емес көк түсті қолданыңыз). Басқа кабельді сымның оң жағына, ал екіншісін ажыратқыштарға қосылған әрбір кабельге қосыңыз. Енді магнитті қосылған қосқыштың сыртқы жиегінен өткізіңіз. Егер светодиод жанса, бұл жақсы. Егер ол қосылмаса, дәнекерленген жерлерді тексеріңіз. Бір уақытта екі қосылымды тексеру үшін басқа кабель мен басқа сымды бір уақытта қолданыңыз. Магнит екі қосқыш арасында өткенде, екі жарық диоды жануы керек. Электрлік сигнал компастың ENE, ESE, SSW, NNW және т.

3 -қадам: CD4051 мультиплексорына және одан қосылымдар

CD4051 аналогтық мультиплексор

Мультиплексорлар - бұл бірнеше кірісі бар және бір мәліметті шығаратын комбинациялық схемалар. Олар таңдалған кірістен аталған шығысқа жіберуге мүмкіндік беретін, бір және тек бір ғана деректерді таңдауға қабілетті басқару кірістерімен жабдықталған.

Егер сіз CD4051 жұмысын білмесеңіз, мен Интернеттен табуға болатын мәліметтер кестесін оқуды ұсынамын. Қысқаша айтқанда, 4051 -де 0 -ден 7 -ге дейін 3 -ке дейінгі 8 аналогтық кірістер және A, B және C түйреуіштері кірістерді оқуға және аналогтық шығыс қосылғанын анықтауға мүмкіндік береді. Бағдарламалық қамтамасыз ету әр оқылымда оң токпен қандай байланыстар болатынын талдайды және желдің сәйкес бағытын көрсетеді. Бұл посттың 2 -бөлімінде егжей -тегжейлі түсіндіріледі. Розетта мультиплексорға қалай қосылғанын диаграммадан қараңыз.

Нодемку байланыстары

Nodemcu қосу үшін бізге 8 кабель қажет болады. Диаграмманы қараңыз.

Розеттаға ток беретін 1 жұп оң (қызыл) және жерге (қара) сымдар

CD4051 -ге ток беретін 1 жұп оң (қызыл) және жерге (қара) кабель

А0 аналогтық шығысы үшін 1 кабель (сұр)

A = D5 түйреуішінің сандық кірісіне арналған 1 кабель (көк)

В = D4 істікшесінің сандық кірісіне арналған 1 кабель (жасыл)

C = D3 түйреуішінің сандық кірісіне арналған 1 кабель (сары)

Мен соңғы жинауды жеңілдету үшін түрлі түсті 10 сымды телефон кабелін қолдандым.

Соңғы жинауды жеңілдету үшін кабельдердің әрқайсысын сәйкес мекен -жайы бойынша анықтаңыз.

4 -қадам: бәрін ПВХ стендіне орнату

Қолдауды орнату

ПВХ диаметрі 5 см болатын қақпақты, ПВХ құбырының бір бөлігін және диаметрі 2,5 см болатын қақпақты алыңыз да, олардың барлығын фотосуретке сәйкес жылдам желіммен жабыстырыңыз. Бөлшектер арасындағы байланысты жақсарту үшін сіз құбырдың диаметрі бар тесік жасай аласыз. Барлық бөліктер желімделгеннен кейін әр бөліктің желімделген жиектеріне көбірек желім жағып, дереу ас содасымен жабыңыз. Желімді кептіру кезінде сіз өте жақсы қаттылыққа ие боласыз.

Сондай -ақ, силиконды қақпақшаның шетіне жабыстыру керек, ол екі қақпақ арасындағы түйісуді тығыздап, розетканы бекітуді жеңілдетеді. Жалғастырмас бұрын оларды құрғатыңыз.

Қолдау бөлігіне орнатылған розетканы абайлап салыңыз және ол қақпақтың шетіне жақсы сәйкес келеді. Есіңізде болсын, біз жоғарыда екінші CAP орнатамыз. Фотосуретті соңғы шешіммен қараңыз. Nodemcu -мен қосылуды жеңілдету үшін кабельдердің әрқайсысын анықтаңыз.

5 -қадам: қалқанды орнату

Шатырдың конструкциясын монтаждау

Фотосуретте көрсетілген пішіні бар эпоксидті массасы бар көрсеткіш жасаңыз. Дұрыс кептірілген кезде бөлікті өлшеп, құндылығын сақтаңыз.

Пластмасса бөлігін алыңыз және желді басқаруға қызмет ететін қалақшаның артқы бөлігіне симметриялы түрде кесіңіз. Сондай -ақ өлшеп, құндылықты сақтаңыз.

Алюминий түтіктердің біреуін алыңыз да, барлық бөліктерін ортасына тігіп, жылдам желіммен көрсеткішті және ауа райын жабыстырыңыз. Желімделген бөліктердің әрқайсысының қаттылығын жоғарылату үшін содамен бұрын жасағанды қайталаңыз.

Алюминийдің екінші түтігін алыңыз және оның басқа түтікке қай жерде жабысып қалатынын анықтайық. Кесектің тепе -теңдігін сақтау үшін арқа салмағының қашықтығы көрсеткіштің салмағына тең болуы керек. (Диаграммада көрсетілген есептеулерді қараңыз.) Қашықтықты өлшеу әр бөліктің массалық орталығына азды -көпті жүргізілуі керек. Жедел желім мен сода қолданыңыз.

Қақпақтың ортасында шарикті мойынтіректің диаметрі бар тесік жасаңыз. Қақпаққа жабыстыру үшін тез желімді қолданыңыз. Қалқаның тік алюминий құбырының ішкі диаметрі бірдей шарикті мойынтіректі таңдау маңызды.

Ақырында диаметрі шамамен 4,5 см болатын пластикалық дискіні алып, металлдың кішкене бөлігін шетіне жабыстырыңыз. Фотосуретті қараңыз Осылайша сіз неодим магнитін «жабыстыра» аласыз және аспапты калибрлеген кезде оны реттей аласыз. Өлшеудің оқылуын болжау үшін оны бірнеше бағытта жылжытуға болады.

Пластикалық дискіні металл бөлігі көлденең алюминий түтік көрсеткішімен бір бағытта бекітілген күйде орналастырыңыз. Бұл магниттің қалқамен бірдей бағытты көрсетуі үшін маңызды.

Анемометрді түпкілікті жинауды жеңілдету және қалақшаның солтүстігін солтүстік географиямен сәйкестендіру үшін ЖАҚ жоғарғы қақпағына жел раушаны мен пастасын басып шығарыңыз. Диск алюминий түтікке жабысып қалады, бірақ алдымен алюминий құбырды шарикті мойынтірекке салыңыз да, алюминий түтікті дискіге салыңыз. Биіктікті магнит пен КАЖ шеті арасындағы қашықтық 1 мен 1,5 см аралығында болатындай етіп реттеңіз. Бұл магнит қамысты қосқышты дұрыс қосу үшін жеткілікті болуы керек. Дискіні жылдам желіммен және кальций бикарбонатымен мүмкіндігінше көлденеңінен жабыстырыңыз.

Екі бөлікті желдің солтүстігіне 0 нөміріне (солтүстікті білдіретін) сәйкес келтіріп, қысқышпен бекітіңіз. Желімді пайдаланбаңыз, себебі толық дайын болмас бұрын оны бірнеше рет баптап, калибрлеуге тура келеді.

Соңғы шешімді көру үшін фотосуреттерді қараңыз.

6 -қадам: анемометрді өшіру

Қолдауды орнату

2 пластикалық қақпақты алыңыз және тез желіммен жабыстырыңыз. Диаграммада көрсетілгендей қақпақтарда 4 тесік бұрғылаңыз. Әр тесікке ағаш немесе алюминий таяқшаларын бекітіңіз. Пинг -понгтан 2 допты ортасынан кесіп, әрқайсысын таяқтың ұшына жабыстырыңыз, олардың бәрі бір жаққа ойыс бөлігі бар. Шамамен өлшемдер диаграммада көрсетілген.

Қақпақтың ортасында шарикті мойынтіректің диаметрі 2,5 см болатын тесік жасаңыз. Қақпаққа жабыстыру үшін тез желімді қолданыңыз. Пісіру содасын өте мұқият қолданыңыз.

Алюминий құбырды шарикті мойынтірекке сәйкес биіктікте салыңыз (суретті қараңыз). Егер ол дұрыс реттелмесе, желім тамшысын мұқият салыңыз.

Холл модулін орнату

CAP шетінде Холл сенсорының басынан өту үшін кішкене тесік жасаңыз.

Неодим магнитін фотосуретке сәйкес пластикалық қақпақтардың жағына жабыстырыңыз.

Сенсор модулін қосу үшін 3 түрлі түсті сымды қолданыңыз.

Холл модулін салыңыз да, сенсорды магнитке қарайтын жері 2 -ден 4 мм -ге дейін бағыттаңыз. Біліктің айналуы сенсормен магнитке түспейтінін тексеріңіз.

3.7 В батареяны қолданып, модуль магнитке жақындауға сымды әр контактіге бұру арқылы жауап беретінін тексеріңіз. Егер жарық диодты қосса, бәрі жақсы. Олай болмаса, жарық диодты қосқанша сенсорды магнитке жақындатыңыз.

Егер бәрі ойдағыдай болса, модульді желім тамшысының көмегімен тірекке бекітіңіз.

Ақырында, таяқтың екінші ұшы пластик қақпаққа тез желіммен және содамен бекітіліп, дұрыс биіктікті реттейді.

Сымдарды анықтау

Nodemcu -мен қосылуды жеңілдету үшін барлық кабельдерді анықтаңыз - VCC, GND және Signal.

7 -қадам: Барлығын біріктіру

Енді сіз екі құрылғыны суретте көрсетілгендей «T» қосылымы мен ПВХ түтігінің көмегімен біріктіре аласыз. Желімді пайдаланбаңыз, себебі егер жөндеу немесе жөндеу қажет болса, бұл мүмкін болмайды. Мен кішкене тесіктер жасадым және оларды тығыз ұстау үшін бұрандаларды қолдандым. 2 құрылғының кабелін түтік арқылы өткізіңіз. Анемометр үйдің төбесіне орнатылатындықтан, мен оны үйге орнатылатын түйінге қосатын 3 метрлік кабель жасадым.

8 -қадам: Nodemcu қосу және орнату

Диаграммалар әр кабельдің дұрыс қосылымын көрсетеді. Операцияны тексеру үшін мен 0.96 дюймдік OLED экранын қолданып, өлшеуді оқыдым және олардың дұрыстығын тексердім, OLED -ді осылайша жалғаңыз:

D1 - SCL

D2 - SDA

VCC және GND

Төбеге орнату үшін жалғыз күтім - бұл бүкіл құрылғыны дұрыс деңгейде ұстау. Ол үшін көпіршікті деңгей мен көптеген үлкен бұрандаларды қолданыңыз. Компасыңыздың географиялық солтүстігі үшін анемометрдің солтүстігіне жүгінуді ұмытпаңыз. Әйтпесе, желдің бағыты шындыққа сәйкес келмейді.

Және бұл бәрі. Келесі жазбада мен Arduino IDE көмегімен nodemcu -ге жүктелетін эскизді түсіндіремін.

Егер сізде күмән болса, менімен хабарласудан тартынбаңыз.

Құрметпен

IoT Challenge бас жүлдесі