Sääasema: 8 vaihetta (kuvilla)

2024 Kirjoittaja: John Day | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2024-01-30 09:03

Oletko koskaan tuntenut olosi epämukavaksi pienen jutun aikana? Tarvitsetko hienoja asioita puhua (okei, kerskua)? No meillä on asia sinulle! Tämän opetusohjelman avulla voit rakentaa ja käyttää omaa sääasemaa. Nyt voit täyttää huolettoman hiljaisuuden luottavaisin mielin päivityksillä lämpötilasta, paineesta, kosteudesta, korkeudesta ja tuulen nopeudesta. Älä koskaan enää turvaudu tylyyn, "sää on ollut mukava", kun olet suorittanut tämän siistin projektin.

Sääasemamme on täysin varustettu vedenpitävässä laatikossa, jossa on erilaisia antureita, jotka tallentavat erilaisia luonnollisia mittauksia ja tallentavat ne kaikki samaan SD -korttiin. Arduino Unoa käytetään helposti sääaseman koodaamiseen niin, että se voi toimia etänä. Lisäksi järjestelmään voidaan lisätä tai integroida mikä tahansa määrä antureita, jotka antavat sille joukon erilaisia toimintoja. Päätimme käyttää erilaisia Adafruutin antureita: käytimme DHT22 -lämpötila- ja kosteusanturia, BMP280 -ilmanpaine- ja korkeusanturia sekä tuulen nopeusanturia. Meidän oli ladattava useita koodikirjastoja eri koodien liittämisen lisäksi saadaksemme kaikki anturit toimimaan yhdessä ja kirjaamaan tiedot SD -kortille. Linkit kirjastoihin on kommentoitu koodissamme.

Vaihe 1: Kerää materiaalit

• Arduino Uno
• Protoboard
• 9V akku
• Adafruit -tuulen nopeusanturi
• Vedenpitävä kotelo
• Adafruit BMP280 barometrinen paine- ja korkeusanturi
• Adafruit DHT22 lämpötila- ja kosteusanturi
• Adafruitin koottu tiedonkeruukilpi
• Kuuma liima

Tässä vaiheessa on tärkeää vain varmistaa, että Arduino toimii ja voidaan ohjelmoida tietokoneeltasi. Juotimme myös kaikki komponentit protoboardiin, mutta leipälevyä voidaan käyttää myös anturin liittämiseen Arduinoon. Protoboardimme teki kaikista yhteyksistämme pysyviä ja helpotti komponenttien sijoittamista huolehtimatta niiden työntämisestä paikaltaan.

Vaihe 2: Lisää dataloggeri

Tämä vaihe on helppo peasy. Sinun tarvitsee vain napsauttaa dataloggeri paikalleen tämän vaiheen suorittamiseksi. Se sopii aivan Arduino Unon päälle.

Dataloggerin saaminen tosiasiallisesti kirjaamaan tietoja vaatii koodausta. Logger tallentaa tiedot SD -kortille, joka sopii suojaan ja voidaan poistaa ja kytkeä tietokoneeseen. Yksi hyödyllinen koodin ominaisuus on aikaleiman käyttö. Aikakello tallentaa päivän, kuukauden ja vuoden toisen, minuutin ja tunnin lisäksi (kunhan se on kytketty akkuun). Meidän piti asettaa tämä aika koodiin, kun aloitimme, mutta dataloggeri pitää ajan niin kauan kuin sen levyllä oleva akku on kytketty. Tämä tarkoittaa, että kelloa ei tarvitse nollata!

Vaihe 3: Aseta lämpötila- ja kosteusanturi

1. Liitä anturin ensimmäinen nasta (punainen) Arduinon 5 V: n napaan
2. Liitä toinen nasta (sininen) Arduinon digitaaliseen nastaan (laitamme omamme nastaan 6)
3. Kytke neljäs nasta (vihreä) Arduinon maahan

Käyttämämme Adafruutin anturi tarvitsee vain yhden digitaalisen nastan Arduinossa tietojen keräämiseksi. Tämä anturi on kapasitiivinen kosteusanturi. Tämä tarkoittaa sitä, että se mittaa suhteellisen kosteuden kahdella metalli -elektrodilla, jotka on erotettu huokoisesta dielektrisestä materiaalista. Kun vesi tulee huokosiin, kapasitanssi muuttuu. Anturin lämpötilan tunnistava osa on yksinkertainen vastus: vastus muuttuu lämpötilan muuttuessa (termistori). Vaikka muutos on epälineaarinen, se voidaan muuntaa lämpötilalukemaksi, joka tallennetaan dataloggerin kilven avulla.

Vaihe 4: Aseta paine- ja korkeusanturi

1. Vin -nasta (punainen) yhdistetään Arduinon 5V -nastaan
2. Toinen nasta ei ole yhteydessä mihinkään
3. GND -nasta (musta) on kytketty maahan Arduinolla
4. SCK -nasta (keltainen) kulkee Arduinon SCL -tapille
5. Viides nasta ei ole kytketty
6. SDI -nasta (sininen) on liitetty Arduinon SDA -nastaan
7. Seitsemäs nasta ei ole kytketty eikä sitä ole esitetty kaaviossa

Vin -nasta säätää itse anturin jännitettä ja laskee sen 5 V: n tulosta 3 V: ksi. SCK -nasta tai SPI -kellotappi on anturin tulonappi. SDI -nasta on nastan sarjatiedot ja kuljettaa tiedot Arduinosta anturiin. Arduinon ja leipälautan kokoonpanon kaaviossa kuvattu paine- ja korkeusanturi ei ollut tarkka malli, jota käytimme. On kuitenkin yksi tappi vähemmän, mutta tapa, jolla se on kytketty, on täsmälleen sama kuin tapa, jolla varsinainen anturi on kytketty. Tapojen liitäntätapa heijastaa anturin tapit, ja sen pitäisi tarjota sopiva malli anturin asennusta varten.

Vaihe 5: Aseta tuulimittari

1. Tuulimittarin punainen virtajohto on liitettävä Arduinon Vin -nastaan
2. Musta maadoitusjohto tulee liittää Arduinon maahan
3. Sininen johto (piirissämme) oli kytketty A2 -nastaan

Yksi tärkeä asia on ottaa huomioon, että tuulimittari vaatii 7-24 V: n virran toimiakseen. Arduinon 5V -nasta ei vain leikkaa sitä. Joten 9 V: n akku on kytkettävä Arduinoon. Tämä kytkeytyy suoraan Vin -nastaan ja mahdollistaa tuulimittarin ottamisen suuremmasta virtalähteestä. Tuulimittari mittaa tuulen nopeuden luomalla sähkövirran. Mitä nopeammin se pyörii, sitä enemmän energiaa ja siten enemmän virtaa tuulimittari tuottaa. Arduino pystyy kääntämään saamansa sähköisen signaalin tuulen nopeuteen. Koodaamamme ohjelma tekee myös tarvittavan muunnoksen, jotta tuulen nopeus saadaan mailiksi tunnissa.

Vaihe 6: Tarkista piiri ja suorita joitakin testejä

Yllä oleva kuva on valmis piirikaavio. Lämpötila-anturi on valkoinen, nelinapainen anturi levyn keskellä. Paineanturia edustaa punainen anturi oikealla. Vaikka se ei vastaa tarkasti käyttämäämme anturia, nastat/liitännät sopivat yhteen, jos kohdistat ne vasemmalta oikealle (käyttämässämme anturissa on yksi tappi enemmän kuin kaaviossa). Tuulimittarin johdot vastasivat värejä, jotka annoimme heille kaaviossa. Lisäksi lisäsimme 9 V: n akun mustaan akkuporttiin Arduinon kaavion vasemmassa alakulmassa.

Testaa sääasemaa yrittämällä hengittää lämpötila- ja kosteusanturia, pyörittää tuulimittaria ja ottaa tiedot korkean rakennuksen/mäen ylä- ja alareunasta nähdäksesi, kerääkö lämpötila -anturi, tuulimittari ja paine-/korkeusanturi tietoja. Kokeile ottaa SD -kortti ulos ja kytkeä se laitteeseen varmistaaksesi, että mittaukset on tallennettu oikein. Toivottavasti kaikki toimii sujuvasti. Jos ei, tarkista kaikki yhteydet. Varmuuskopiointisuunnitelmana on tarkistaa koodi ja tarkistaa, onko virheitä tehty.

Vaihe 7: Tallenna kaikki komponentit

Nyt on aika saada se näyttämään todelliselta sääasemalta. Käytimme vedenpitävää Outdoor Products -laatikkoa piirimme ja suurimman osan komponenttien sijoittamiseen. Laatikossamme oli jo sivussa reikä, jossa oli lävistin ja kumitiiviste. Tämä antoi meille mahdollisuuden viedä lämpötila -anturi ja tuulimittarin johdot laatikon ulkopuolelle läpivientiin poratun ja epoksilla suljetun reiän läpi. Ratkaistaksemme paineanturin kotelon sisältämän ongelman porasimme pieniä reikiä laatikon pohjaan ja laitoimme nousuputken jokaiseen kulmaan, jotta se pysyy maanpinnan yläpuolella.

Vedenpitämiseksi tuuletusmittarin ja lämpötila -anturin pääpiirilevyyn yhdistävissä johtimissa käytimme kutistusteippiä kaikkien liitosten tiivistämiseen. Käytimme lämpötila -anturia laatikon alla ja kiinnitimme sen (emme vain halunneet, että sävytetty muovi kerää lämpöä ja antaa meille vääriä lämpötilalukemia).

Tämä ei ole ainoa asuntovaihtoehto, mutta se on ehdottomasti sellainen, joka saa työn tehtyä hauskaan projektiin.

Vaihe 8: Nauti henkilökohtaisesta pikasääasemastasi

Nyt on hauska osa! Ota sääasema mukaan, aseta se ikkunan ulkopuolelle tai tee mitä haluat. Haluatko lähettää sen sääpalloon? Katso seuraava Instructable!