Arduino жаңбыр өлшегішінің калибрленуі: 7 қадам

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

Кіріспе:

Бұл нұсқаулықта біз Arduino көмегімен жаңбыр өлшегішті «құрастырамыз» және оны күнделікті және сағаттық жауын -шашын туралы хабарлау үшін калибрлейміз. Мен қолданатын жаңбыр жинағыш-бұл шөміш түріндегі жаңартылған жаңбыр өлшегіш. Ол зақымдалған жеке метеостанциядан келді. Алайда, оны нөлден қалай жасауға болатыны туралы көптеген нұсқаулар бар.

Бұл нұсқаулық мен жасайтын метеостанцияның бөлігі және оқу процесінің құжаты болып табылады, ол оқулық ретінде жасырылған:)

Жаңбыр өлшегіштің ерекшеліктері:

• Күндізгі және сағаттық жауын -шашынның өлшемдері дюйммен ауа райы метрополитеніне оңай жүктеледі.
• Магниттік қосқыштың дебюттік коды кодты қарапайым ұстау үшін қосылмаған.
• оқулық ретінде дайын өнім прототиптің прототипі болып табылады.

1 -қадам: Кейбір теория

Жауын -шашын ұзындығы бойынша миллиметр немесе дюйммен есептеледі/өлшенеді. Егер жаңбыр суы таралмаса және ағып кетпесе, бұл жаңбырдың әр бөлігінде жаңбырдың қаншалықты жоғары болатынын көрсетеді. Осылайша, 1,63 мм жауын -шашын, егер менде кез келген пішінді тегіс деңгейлі резервуар болса, жаңбыр суы бактардың түбінен 1,63 мм биіктікте болады дегенді білдіреді.

Барлық жауын -шашын өлшегіштерінде жауын -шашын жиналатын аймақ және жауын -шашын мөлшерін өлшеу бар. Су жинау аймағы - жаңбыр жиналатын аймақ. Өлшеу объектісі сұйықтықтың көлемін өлшеудің бір түрі болар еді.

Жауын -шашын мм немесе дюймде болады

жауын -шашынның биіктігі = жиналған / жиналатын аумақтың көлемі

Менің жаңбыр жинағышымда ұзындығы мен ені сәйкесінше 11 см -ден 5 см -ге дейін болды, бұл су жинау алаңын 55 шаршы см құрайды. 9 миллилитр жаңбырдың жиынтығы 9 см/55 шаршы см = 0.16363… см = 1.6363… мм = 0.064 дюймді білдіреді.

Жаңбыр өлшеуіш шелекте шелек 4 рет 9 мл (немесе 0,064… дюйм жаңбыр) үшін шығады, сондықтан бір ұш (9/4) мл = 2,25 мл (немесе 0,0161 дюйм) болады. Егер біз сағаттық көрсеткіштерді алсақ (қалпына келтірмес бұрын тәулігіне 24 оқылым), үш маңызды сандық дәлдікті сақтау жеткілікті.

Осылайша, шелектің әр ұшында/құлату кезінде код оған 1 қосылу реті немесе бір рет басу арқылы қол жеткізеді. Иә, біз 0,0161 дюйм жаңбыр туралы хабарладық. Қайталау үшін, Arduino тұрғысынан

бір шерту = 0.0161 дюйм жаңбыр

Ескерту 1: Мен халықаралық бірлік жүйесін жақсы көремін, бірақ метеорологиялық жүйе империялық/АҚШ бірліктерін жақсы көреді, сондықтан оны дюймге айналдырады.

Ескертпе 2: Егер есептеулер сіздің шәйіңіз болмаса, жауын -шашынның көлеміне өтіңіз, ол мұндай мәселелерге тамаша көмектеседі.

2 -қадам: Бұл жобаның бөліктері

Бөлшектердің көпшілігі жатып қалды, ал әділ тізім (формальдылық үшін)

1. Arduino Uno (немесе кез келген басқа үйлесімді)
2. Ескі зақымдалған метеостанциядан жаңбыр өлшегіш.
3. Нан тақтасы.
4. RJ11 менің жаңбыр өлшегішімді тақтаға қосу үшін.
5. 10K немесе одан жоғары резистор тартылатын резистор ретінде әрекет етеді. Мен 15K қолдандым.
6. 2 дана еркек-ұрғашыға қосқыш сымдар
7. 2 еркек-еркек секіргіш сым.
8. USB кабелі; Еркектен В еркекке

Құралдар:

Шприц (сыйымдылығы 12 мл қолданылған)

3 -қадам: Жаңбыр жинаушы

Менің жаңбыр жинаушының фотолары көпшілікке түсінікті болуы керек. Қалай болғанда да, су жиналатын жерге жауған жаңбыр оның ішіндегі екі шелектің біріне түседі. Екі шөміш ара ара сияқты қосылады және жаңбыр суының салмағы (мен үшін 0,0161 дюйм жаңбыр) төмен қарай бір шелекті босатады, ал басқа шелектер жоғары көтеріліп, келесі жаңбыр суын жинауға орналасады. Бұрылу қозғалысы магнитті «магниттік қосқыштың» үстіне жылжытады және тізбек электрмен қосылады.

4 -қадам: Схема

Схеманы жасау үшін

1. Ардуиноның №2 цифрлық түйреуішін резистордың бір ұшына жалғаңыз.
2. Резистордың екінші ұшын жерге тұйықтауышқа (GND) қосыңыз.
3. RJ11 ұясының бір ұшын Arduino №2 цифрлық түйреуішіне қосыңыз.
4. RJ11 ұясының екінші ұшын +5В Arduino (5V) істігіне қосыңыз.
5. Жаңбыр өлшегішті RJ11 -ге қосыңыз.

Схема аяқталды. Өткізгіш сымдар мен тақталар қосылымды жеңілдетеді.

Жобаны аяқтау үшін Arduino -ны компьютерге USB кабелі арқылы қосыңыз және төменде берілген эскизді жүктеңіз.

5 -қадам: Кодекс

RainGauge.ino эскизі (осы қадамның соңында енгізілген) жақсы түсіндірілген, сондықтан мен тек үш бөлімді көрсетемін.

Бір бөлігі шөміш ұштарының санын есептейді.

if (bucketPositionA == false && digitalRead (RainPin) == HIGH) {

… … }

Тағы бір бөлігі уақытты тексереді және жаңбырдың мөлшерін есептейді

if (now.minute () == 0 && first == true) {

сағаттық Жаңбыр = күнделікті Жаңбыр - күнделіктіЖаңбыр_тілге_СоңғыСағат; …………

ал басқа бөлігі жаңбырды күндіз, түн ортасында тазартады.

if (now.hour () == 0) {

күнделікті жаңбыр = 0; …..

6 -қадам: Калибрлеу және тестілеу

Жаңбыр коллекторын тізбектің қалған бөлігінен ажыратып, келесі әрекеттерді орындаңыз.

1. Шприцті сумен толтырыңыз. Мен 10 мл толтырамын.
2. Жаңбыр жинағышты тегіс жерде ұстаңыз және шприцтен суды біртіндеп төгіңіз.
3. Мен аударылатын шелектердің есебін жүргіземін. Маған төрт кеңес жеткілікті болды және шприцтен 9 мл ағызды. Есептеулер бойынша (теория бөлімін қараңыз) мен әр ұшына 0,0161 дюйм жаңбыр алдым.
4. Мен бұл ақпаратты бастапқыда кодыма енгіземін.

const double bucketAmount = 0.0161;

Осының бәрі. Нақтырақ болу үшін 0.01610595 сияқты басқа сандарды қосуға болады. Әрине, егер сіздің жаңбыр жинағышыңыз менікімен бірдей болмаса, сіздің есептелген сандарыңыз өзгеруі мүмкін.

Сынақ мақсатында

1. Жаңбыр коллекторын RJ11 ұясына қосыңыз.
2. USB кабелі арқылы Arduino -ны компьютерге қосыңыз.
3. Сериялық мониторды ашыңыз.
4. Бұрын өлшенген су мөлшерін құйыңыз және сағат аяқталғанда шығуын бақылаңыз.
5. Су құймаңыз, бірақ келесі сағат аяқталғанша күтіңіз. Бұл жағдайда сағаттық жаңбыр нөлге тең болуы керек.
6. Жалғастырылған тізбегі бар компьютерді түні бойы ұстап тұрыңыз және түнгі сағатта күнделікті жаңбыр мен сағаттық жаңбыр нөлге теңесетінін тексеріңіз. Бұл қадам үшін ДК сағатын қолайлы мәнге өзгертуге болады (сериялық монитордағы шығуларды тікелей көру үшін).

7 -қадам: Артық ойлар мен алғыс

Менің жағдайда жауын -шашын көрсеткіштерінің ажыратымдылығы 0,0161 дюймді құрайды және дәлірек айтуға болмайды. Практикалық жағдайлар дәлдікті одан әрі төмендетуі мүмкін. Ауа райын өлшеуде кванттық механиканың дәлдігі жоқ.

Кодтың бір бөлігі Lazy Old Geek's Instructable -ден алынған.