Метеостанция: 8 қадам (суреттермен)

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

Кішкене әңгіме кезінде өзіңізді ыңғайсыз сезіндіңіз бе? Әңгімелесу үшін жақсы нәрселер қажет пе (жақсы, мақтан)? Ал, бізде саған керек нәрсе бар! Бұл оқулық сізге жеке метеостанцияны құруға және пайдалануға мүмкіндік береді. Енді сіз кез келген ыңғайсыз тыныштықты температура, қысым, ылғалдылық, биіктік пен желдің жылдамдығы туралы жаңартулармен сенімді түрде толтыра аласыз. Сіз бұл ұқыпты жобаны аяқтағаннан кейін ешқашан «ауа райы жақсы болды» деген жұмсақтыққа жүгінбейсіз.

Біздің метеостанция суға төзімді қорапта түрлі датчиктермен жабдықталған, олар әр түрлі табиғи өлшемдерді тіркейді және олардың барлығын бір SD картасына сақтайды. Arduino Uno метеостанциясын қашықтан жұмыс істей алатындай кодтау үшін қолданылады. Сонымен қатар, жүйеге әр түрлі функционалдылықты беру үшін сенсорлардың кез келген санын қосуға немесе біріктіруге болады. Біз Adafruit әр түрлі сенсорларын қолдануға шешім қабылдадық: біз DHT22 температура мен ылғалдылық сенсорын, BMP280 барометрлік қысым мен биіктік датчигін, анемометр жел жылдамдығының датчигін қолдандық. Бізге барлық сенсорлар бірігіп жұмыс істеуі үшін және SD картасына деректерді тіркеу үшін әр түрлі кодтарды біріктіруден басқа бірнеше код кітапханаларын жүктеу керек болды. Кітапханаларға сілтемелер біздің кодта түсіндірілген.

1 -қадам: материалдарды жинау

• Ардуино Уно
• Protoboard
• 9В батарея
• Adafruit анемометрі жел жылдамдығының сенсоры
• Су өткізбейтін корпус
• Adafruit BMP280 Барометрлік қысым мен биіктік датчигі
• Adafruit DHT22 температура мен ылғалдылық сенсоры
• Adafruit жиналған деректерді тіркеу қалқаны
• Ыстық желім

Бұл қадамда сіздің Arduino жұмыс істейтініне және оны компьютерден бағдарламалауға болатынына көз жеткізу маңызды. Біз сонымен қатар барлық компоненттерімізді протобоға дәнекерлеуді аяқтадық, бірақ сенсорды Arduino -ға қосу үшін тақтаны қолдануға болады. Біздің протободымыз барлық байланыстарымызды тұрақты етті және компоненттерді орнынан айыру туралы алаңдамай -ақ орналастыруды жеңілдетті.

2 -қадам: Деректер тіркеушісін қосыңыз

Бұл қадам оңай. Бұл қадамды орындау үшін деректерді тіркеушіні орнына қою жеткілікті. Ол Arduino Uno -ның жоғарғы жағына сәйкес келеді.

Деректерді тіркеу журналын деректерді нақты тіркеуге алу үшін кейбір кодтау қажет. Тіркеуші деректерді қалқанға сәйкес келетін SD картасына жазады және оны компьютерге алып тастауға болады. Пайдалы кодтың бір ерекшелігі - уақыт белгісін қолдану. Уақыт сағаты секундты, минутты және сағатты қосқанда күнді, айды және жылды жазады (егер ол батареяға қосылған болса). Біз бұл уақытты кодқа енгізуіміз керек еді, бірақ деректерді тіркеуші оның тақтасындағы батарея қосылғанша уақытты сақтайды. Бұл сағатты қалпына келтіруге болмайды дегенді білдіреді!

3 -қадам: Температура мен ылғалдылық сенсорын орнатыңыз

1. Сенсордағы бірінші түйреуішті (қызыл) Arduino -дегі 5В істікшеге қосыңыз
2. Екінші түйреуішті (көк) Arduino цифрлық түйреуішіне жалғаңыз (біз өзімізді 6 -штырға қойдық)
3. Төртінші түйреуішті (жасыл) Arduino жерге қосыңыз

Біз қолданған Adafruit сенсорына деректерді жинау үшін Arduino -да тек бір сандық түйреуіш қажет. Бұл сенсор - сыйымдылық ылғалдылығы сенсоры. Бұл дегеніміз, салыстырмалы ылғалдылықты олардың арасындағы кеуекті диэлектрлік материалмен бөлінген екі металл электродпен өлшейді. Су тесіктерге енген кезде сыйымдылық өзгереді. Сенсордың температураны сезетін бөлігі қарапайым резистор болып табылады: температура өзгерген сайын қарсылық өзгереді (термистор деп аталады). Өзгеріс сызықты емес болса да, оны деректерді тіркеуші қалқанымыз жазатын температуралық көрсеткішке аударуға болады.

4 -қадам: Қысым мен биіктік датчигін орнатыңыз

1. Vin түйреуіші (қызыл) Arduino -дағы 5В істікшеге қосылады
2. Екінші түйін ештеңеге байланысты емес
3. GND түйреуіші (қара) Arduino жерге қосылған
4. SCK түйреуіші (сары) Arduino құрылғысындағы SCL түйреуішіне қарай жүреді
5. Бесінші түйін қосылмаған
6. SDI түйреуіші (көк) Arduino SDA түйреуішіне қосылған
7. Жетінші түйреуіш қосылмаған және диаграммада бейнеленбеген

Vin түйреуіші датчиктің кернеуін реттейді және оны 5В кірісінен 3В дейін төмендетеді. SCK түйрегіші немесе SPI сағаты түйрегіші сенсорға кіріс түйреуіші болып табылады. SDI түйрегіші түйреуіштегі сериялық деректер болып табылады және ақпаратты Arduino -дан сенсорға жеткізеді. Arduino мен тақтаны орнату диаграммасында қысым мен биіктік сенсоры суретте көрсетілгендей емес. Бір түйреуіш аз, бірақ оның сымды қосылу тәсілі нақты сенсордың сымымен бірдей. Ілмектерді қосу әдісі сенсордағы түйреуіштерді көрсетеді және сенсорды орнатудың сәйкес үлгісін қамтамасыз етуі керек.

5 -қадам: анемометрді орнатыңыз

1. Анемометрден қызыл электр желісін Arduino -дағы Вин түйреуішіне қосу керек
2. Қара жер сызығы Ардуинодағы жерге қосылуы керек
3. Көк сым (біздің схемада) A2 түйреуішіне қосылды

Бір маңызды нәрсені ескеру керек, анемометр жұмыс істеуі үшін 7-24В қуат қажет. Arduino -дағы 5В түйреуіш оны кесіп тастамайды. Сонымен, Arduino -ға 9В батареяны қосу керек. Бұл Вин түйреуішіне тікелей қосылады және анемометрге үлкен қуат көзінен тартуға мүмкіндік береді. Анемометр электр тогын құру арқылы желдің жылдамдығын өлшейді. Ол неғұрлым тез айналса, соғұрлым көп энергия, демек, анемометр көздері көбірек болады. Arduino қабылдайтын электр сигналын жел жылдамдығына аудара алады. Біз кодтаған бағдарлама желдің жылдамдығын сағатына мильге жеткізу үшін қажетті түрлендіруді де жасайды.

6 -қадам: Схеманы тексеріп, бірнеше сынақтарды орындаңыз

Жоғарыда суретте біздің аяқталған схемамыз. Температура сенсоры-тақтаның ортасындағы ақ түйреуіш. Қысым сенсоры оң жақтағы қызыл сенсормен ұсынылған. Ол дәл біз қолданған сенсорға сәйкес келмесе де, түйреуіштер/қосылымдар оларды солдан оңға тураласа сәйкес болады (біз қолданған сенсорда диаграммадан гөрі тағы бір түйреуіш бар). Анемометрдің сымдары диаграммада біз тағайындаған түстерге сәйкес келді. Сонымен қатар, біз Arduino диаграммасының төменгі сол жақ бұрышындағы қара батарея портына 9В батареясын қостық.

Метеостанцияны тексеру үшін температура мен ылғалдылық сенсорымен дем алып көріңіз, анемометрді айналдырыңыз және биік ғимараттың/төбенің жоғарғы және төменгі жағынан деректерді алыңыз, температура сенсоры, анемометр және қысым/биіктік датчигі деректерді жинап жатқанын біліңіз.. Өлшеудің дұрыс жазылғанына көз жеткізу үшін SD картасын шығарып алып, құрылғыға қосып көріңіз. Бәрі бір қалыпты жүріп жатыр деп үміттенемін. Олай болмаса, барлық қосылымдарды екі рет тексеріңіз. Резервтік жоспар ретінде кодты тексеріп көріңіз және қате жіберілгенін тексеріңіз.

7 -қадам: барлық компоненттерді орналастырыңыз

Нағыз метеостанцияға ұқсайтын уақыт келді. Біз тізбекті және компоненттердің көпшілігін орналастыру үшін Outdoor Products су өткізбейтін қорабын қолдандық. Біздің қорапта бүйірінде тесік пен резеңке тығыздағышы бар тесік болды. Бұл бізге температура сенсоры мен анемометрдің сымдарын қораптың сыртында ендіргіште бұрғыланған және эпоксидті тығыздалған тесік арқылы жүргізуге мүмкіндік берді. Қысым датчигін қораптың ішіне орналастыру мәселесін шешу үшін біз қораптың ең төменгі жағында ұсақ тесіктер бұрғылап, оны жер деңгейінен жоғары ұстап тұру үшін түбінің әр бұрышына көтергіш қойдық.

Анемометр мен температура сенсорын негізгі тақтаға қосатын сымдарды су өткізбеу үшін біз кез келген қосылыстарды тығыздау үшін жылуды қысқартатын таспаны қолдандық. Біз температура сенсорын қораптың астынан өткізіп, оны тіркедік (біз тек боялған пластиктің жылуды ұстап, температураның жалған көрсеткіштерін беруін қаламадық).

Бұл тұрғын үйдің жалғыз нұсқасы емес, бірақ бұл қызықты жоба үшін жұмысты шешетіні сөзсіз.

8 -қадам: Кішкентай метеостанциядан рахат алыңыз

Енді қызық бөлігі! Өзіңізбен бірге метеостанцияны алыңыз, оны терезенің сыртына қойыңыз немесе қалағаныңызды жасаңыз. Оны ауа райы шарында жібергіңіз келе ме? Біздің келесі нұсқаулықты қараңыз!