Деректерді тіркейтін метеостанция: 7 қадам (суреттермен)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Соңғы өзгертілген: 2024-01-30 10:26

Бұл нұсқаулықта мен сізге метеостанция жүйесін өзіңіз қалай жасау керектігін көрсетемін. Сізге электроника, бағдарламалау және аз уақыт туралы қарапайым білім қажет.

Бұл жоба әлі де жасалуда. Бұл тек бірінші бөлім. Жаңартулар келесі бір -екі айда жүктеледі.

Егер сізде қандай да бір сұрақтарыңыз немесе проблемаларыңыз болса, менімен поштамен хабарласа аласыз: [email protected]. DFRobot ұсынған компоненттер.

Сонымен бастайық

1 -қадам: материалдар

Бұл жобаға қажетті барлық материалдарды DFRobot интернет -дүкенінен сатып алуға болады

Бұл жоба үшін бізге қажет:

-Ауа райы станциясының жиынтығы

-Arduino SD картасының модулі

-SD картасы

-Күн энергиясының менеджері

-5В 1А күн панелі

-Кейбір нейлондық кабельдік байланыстар

-монтаж жинағы

-LCD дисплейі

-Нан тақтасы

Ли-ионды батареялар (мен Sanyo 3.7V 2250mAh батареяларын қолдандым)

-Су өткізбейтін пластикалық байланыс қорабы

-Кейбір сымдар

-Резисторлар (2x10kOhm)

2 -қадам: модульдер

Бұл жоба үшін мен екі түрлі модуль қолдандым.

Күн энергиясын басқарушы

Бұл модуль екі түрлі қоректендіруге болады: 3,7В аккумулятор, 4,5 В - 6 В күн панелі немесе USB кабелі.

Оның екі түрлі шығысы бар. 5V USB шығысы, оны Arduino немесе басқа контроллермен қамтамасыз ету үшін пайдалануға болады және әр түрлі модульдер мен сенсорларды қосу үшін 5В істікшелері бар.

Ерекшеліктер:

• Күн кіріс кернеуі (SOLAR IN): 4.5V ~ 6V
• Батарея кірісі (BAT IN): 3.7V Бір ұялы Li-полимер/Ли-ион
• Батарея зарядтау тогы (USB/SOLAR IN): 900мА Максималды зарядтау, тұрақты ток, тұрақты кернеу үш фазалы зарядтау
• Зарядтау шектеу кернеуі (USB/SOLAR IN): 4.2V ± 1%
• Реттелетін қуат көзі: 5В 1А
• Реттелетін электрмен жабдықтау тиімділігі (3.7В BAT IN): 86%@50%Жүктеме
• USB/күн зарядының тиімділігі: 73%@3.7V 900mA BAT IN

SD модулі

Бұл модуль Arduino -мен толық үйлесімді. Бұл сіздің жобаңызға жаппай сақтауды және деректерді тіркеуді қосуға мүмкіндік береді.

Мен оны 16 ГБ SD картасы бар метеостанциядан деректерді жинау үшін қолдандым.

Ерекшеліктер:

• Стандартты SD картасы мен Micro SD (TF) картасына арналған тақта
• Құрамында флэш -карта ұяшығын таңдауға арналған қосқыш бар
• Ол тікелей Arduino -да отырады
• Басқа микроконтроллерлермен бірге қолданылады

3 -қадам: ауа райы станциясының жиынтығы

Бұл жобаның негізгі компоненті - метеостанциялар жиынтығы. Ол Arduino 5V қуатымен жұмыс істейді немесе сіз 5В сыртқы қоректендіруді пайдалана аласыз.

Оның 4 түйреуіші бар (5V, GND, TX, RX). TXD деректер порты 9600 секундты пайдаланады.

Ауа райы станциясының жиынтығы мыналардан тұрады:

• Анемометр
• Жел қанаты
• Жаңбыр шелегі
• Сенсорлық тақта
• Тот баспайтын болаттан жасалған шпилька (30 см) (11,81 дюйм)
• Компоненттер пакеті

Оны өлшеу үшін қолдануға болады:

• Желдің жылдамдығы
• Жел бағыты
• Жауын -шашын мөлшері

Ол барометрлік қысымды өлшейтін ылғалдылық пен температура сенсорына ие.

Анемометр желдің жылдамдығын 25 м/с дейін өлшей алады. Желдің бағыты градуспен көрсетіледі.

Бұл жинақ пен үлгі коды туралы қосымша ақпаратты мына жерден табуға болады: DFRobot вики

4 -қадам: метеостанция жинағын қалай жинауға болады

Бұл жинақты құрастыру өте оңай, бірақ құрастыру туралы қосымша ақпарат алу үшін осы жинақты қалай құрастыру керектігін оқыңыз.

Оқулық: метеостанциялар жинағын қалай жинау керек

5 -қадам: Жеткізу және тұрғын үй

Батарея:

Бұл жоба үшін мен 3,7 В ли-иондық батареяларды қолдандым. Мен аккумуляторлардың 5 -інен батарея жинағын жасадым. Әр батареяда шамамен 2250 мАч бар, сондықтан 5х пакеті параллель қосылғанда шамамен 11250 мАч құрайды.

Қосылу: Мен айтқанымдай, мен батареяларды параллель қостым, себебі параллель сіз бастапқы кернеуді сақтайсыз, бірақ батарея сыйымдылығын арттырасыз. Мысалы: Егер сізде екі 3.7V 2000 мАч батарея болса және оны параллель қоссаңыз, сізде 3.7V және 4000 мАч болады.

Егер сіз үлкен кернеуді алғыңыз келсе, оларды тізбектей қосу керек. Мысалы: Егер сіз екі 3.7V 2000 мАч батареяны сериялы түрде қоссаңыз, сізде 7, 4V және 2000 мАч болады.

Күн панелі:

Мен 5В 1А күн батареясын қолдандым. Бұл панельде шамамен 5 Вт шығыс қуаты бар. Шығу кернеуі 6 В дейін көтеріледі. Мен бұлтты ауа райында панельді сынаған кезде оның шығыс кернеуі шамамен 5,8-5,9 В болды.

Бірақ егер сіз бұл метеостанцияны күн энергиясымен толық қамтамасыз еткіңіз келсе, сізге 1 немесе 2 күн панельдері мен қорғасын қышқылды аккумуляторды немесе энергияны сақтауға және күн жоқ кезде станцияға қосымша қосуға қажет.

Тұрғын үй:

Бұл көрінбейді, бірақ тұрғын үй - бұл жүйенің маңызды бөліктерінің бірі, себебі ол маңызды элементтерді сыртқы элементтерден қорғайды.

Сондықтан мен су өткізбейтін пластикалық қосылу қорабын таңдаймын. Ол барлық компоненттерді орналастыру үшін жеткілікті үлкен. Бұл шамамен 19х15 см.

6 -қадам: Сымдар мен код

Ардуино:

Барлық компоненттер Arduino -мен байланысты.

-SD модулі:

• 5В -> 5В
• GND -> GND
• MOSI -> цифрлық түйреуіш 9
• MISO -> цифрлық түйреуіш 11
• SCK -> цифрлық түйреуіш 12
• SS -> цифрлық түйреуіш 10

Ауа райы станциясының тақтасы:

• 5В -> 5В
• GND -> GND
• TX -> RX Arduino жүйесінде
• RX -> TX Arduino жүйесінде

Батарея жиынтығы қуат менеджеріне тікелей қосылады (3,7В батарея кірісі). Мен кернеуді бақылау үшін Arduino -да батареядан A0 аналогтық түйреуішіне қосылдым.

Күн панелі осы модульге тікелей қосылған (күн энергиясы). Күн панелі кернеу бөлгішке де қосылған. Кернеуді бөлу шығысы Arduino аналогтық A1 түйреуішіне қосылған.

Мен кернеуді тексеру үшін СКД дисплейді қосу үшін қосылым жасадым. СКД 5В -ға қосылады, GND және SDA LCD -ден Arduino -дағы SDA -ға ауысады, ал SCK түйреуішімен бірдей.

Arduino USB кабелі арқылы қуат басқарушы модуліне қосылған.

КОД:

Бұл метеостанция кодын DFRobot вики -ден табуға болады. Мен кодты барлық жаңартулармен қоса тіркедім.

-Егер сіз өзіңіздің позицияңызға сәйкес жел бағытын алғыңыз келсе, бағдарламадағы дегрессивті мәндерді қолмен өзгертуіңіз қажет.

Осылайша, барлық деректер тест деп аталатын txt файлында сақталады. Қаласаңыз, бұл файлдың атын өзгертуге болады. Мен барлық мүмкін мәндерді метеостанциядан жазамын, сонымен қатар ол батарея кернеуі мен күн кернеуінде жазады. Батареяны қалай тұтынатынын көруге болады.

7 -қадам: кернеуді өлшеу және сынау

Менің жобам үшін аккумулятор мен күн батареясындағы кернеуді бақылау қажет болды.

Батареядағы кернеуді бақылау үшін мен аналогты түйреуішті қолдандым. Мен + аккумулятордан A0 аналогтық түйреуішіне және батареядан GND -ге Arduino -ға қосылдым. Бағдарламада мен «analogRead» функциясын және СКД кернеу мәнін көрсету үшін «lcd.print ()» қолдандым. Үшінші суретте батареядағы кернеу көрсетілген. Мен оны Arduino -мен, сонымен қатар мультиметрмен өлшедім, сондықтан мәнді салыстыра аламын. Бұл екі мән арасындағы айырмашылық шамамен 0,04 В болды.

Күн панелінен шығатын кернеу 5 В -тан жоғары болғандықтан, кернеу бөлгішін жасау керек. Аналогтық кіріс максималды 5В кіріс кернеуін қабылдай алады. Мен оны 10 кОмдық екі резистормен жасадым. Тең мәні бар екі резисторды қолдану кернеуді дәл жартысына бөледі. Егер сіз 5 В қоссаңыз, шығыс кернеуі шамамен 2,5 В болады. Бұл кернеуді бөлгіш бірінші суретте. СКД мен мультиметрдегі кернеудің мәні арасындағы айырмашылық шамамен 0,1-0,2В болды

Кернеуді бөлгіштің шығуына теңдеу: Vout = (Vcc*R2)/R1+R2

Сынақ

Мен бәрін бір -бірімен байланыстырып, барлық компоненттерді корпусқа салған кезде, мен сыртқы сынақтан өтуім керек болды. Мен метеостанцияны сыртта алып шықтым, ол нағыз сыртқы жағдайда қалай жұмыс істейтінін білу үшін. Бұл тесттің негізгі мақсаты - бұл сынақ кезінде батареялардың қалай жұмыс істейтінін немесе қанша зарядталатынын білу. Сыртқы температураны сынау кезінде корпустың сыртында шамамен 1 ° C және шамамен 4 ° C болды.

Батареяның кернеуі бес сағат ішінде 3,58 -ден 3,47 -ге дейін төмендеді.