Камыш өчүргүчтөрдү, Холл эффекти сенсорун жана Nodemcuдогу айрым калдыктарды колдонуп, жеке анемометрди кантип курууга болот. - 1 -бөлүк - Аппараттык: 8 кадам (Сүрөттөр менен)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Акыркы өзгөртүү: 2024-01-30 10:40

Киришүү

Мен Arduino жана Maker Culture изилдөөлөрү менен баштагандан бери, керексиз шаймандарды жана бөтөлкөлөрдүн капкактары, ПВХнын бөлүктөрү, суусундуктар жана башкалар сыяктуу пайдалуу шаймандарды курууну жактырам. материал. Бул жерде колдонулган материалдардын көп бөлүгү кээ бир жабдуулардан сыныктар алынып, кайра иштетилет

Мен өзүм үчүн метеостанциянын долбоорун баштаганда, шамалдын интенсивдүүлүгүн жана багытын өлчөө оңой же арзан болбостугун түшүндүм. Бир нече айдан кийин мен сизге бул долбоорду сунуштайм, ал негизинен кайра иштетилген материалдарды жана каалаган электрондук дүкөндөн оңой табылган өтө арзан электрондук тетиктерди колдонот.

Бул пост 2 бөлүктөн турат.

1 -бөлүк - Анемометрдин жана шамал сымалынын түзүлүшүнүн түзүлүшү.

2 -бөлүк - Esp8266 Nodemcu үчүн Arduino IDE менен эскиз жана ThingSpeakке берүү.

Акыркы чечимди билүү үчүн видеону көрүңүз.

Холл эффекти сенсорун жана камыш которгучтарын колдонуп, анемометрди кантип курууга болот

Долбоордун сүрөттөлүшү

Анемометр - шамалдын ылдамдыгын жана анын багытын өлчөөгө жөндөмдүү түзүлүш. Hall Effect сенсорун колдонуп, биз чөйчөктөрдүн бир убакта канча айлануусун эсептей алабыз. Шамалдын күчү огунун айлануу ылдамдыгына пропорционалдуу. Кээ бир жөнөкөй физикалык теңдемелердин жардамы менен сиз шамалдын сызыктуу ылдамдыгын аныктай аласыз. Биз алардын бардыгын 2 -бөлүктө түшүндүрөбүз.

Жана шамалдын багытын биз неодимий магнит жана камыш өчүргүчтөрү бар айнек аркылуу өлчөйбүз. Шамалдын багыты жана ага тиркелген магнит электр тогунун байланыштан (же туташуулардан) өтүшүнө мүмкүндүк берүүчү камыш өчүргүчтөрдү бириктирет. Оң агымы бар микросхемалар шамалдын багытын көрсөтөт, компас сыяктуу.

Бизде 8 багыт бар, алар 16 багытты туурайт: 1 которуштуруу иштетилгенде 4 кардинал жана 4 күрөө пункттары (N, NE, E, SE, S, SW, W, NW) жана 2 коммутатор бир убакта иштетилгенде бизде 8 суб күрөө бар упайлар (NNE, ENE, ESE, SSE, SSW, WSW, WNW, NNW).

Шамалдын ылдамдыгы жана багыты nodemcuдогу эскиз менен эсептелип, аныкталат. Бирок бул 2 -бөлүктө түшүндүрүлөт. Эми келгиле аппараттык жыйынга.

Disclaimer: Бул анемометр кесиптик максаттар үчүн колдонулбашы керек. Бул академиялык же үйдө колдонуу үчүн гана.

Эскертүү: Англис тили менин тили эмес. Эгерде сиз долбоорду түшүнүүгө тоскоол болгон грамматикалык каталарды тапсаңыз, аларды оңдоо үчүн мага кабарлаңыз. Сизге чоң рахмат.

1 -кадам: Билл материалдар

Шамал канаты

8 х камыш которгучтар

8 x 10 к ом резисторлору

10 см PVC түтүк

ПВХ капкактары 5 см диаметри

ПВХ капкагы 2,5 см диаметри

1 CD4051 аналогдук мультиплексор

1 пластикалык диск

20 х 20 күчтүү пластикалык бөлүк

1 Неодим магнити (Магнит өлчөмдөрү эки өчүргүчтү бир убакта туташтырууга мүмкүнчүлүк бериши керек. Меники 0,5х0,5 см жана жакшы иштеп жатат.)

10 түрдүү түстөгү зымдар

1 Жалпы PCB

Алюминий түтүктөрүнүн диаметри бирдей шариктүү подшипник

1 алюминий түтүк болжол менен 20 см

1 алюминий түтүк болжол менен 10 см

1 шланг кыскычы

Epoxy Mass

Ыкчам желим - цианоакрилат жана натрий бикарбонаты

Анемометр

2 пинг -понг шарлары

Болжол менен 12 см болгон 4 жыгач же алюминий таяк

1 шар подшипник

1 алюминий түтүк болжол менен 5 см

3 даана зым ар кандай түстө

1 залда сенсор SS49E

1 неодим магнит

Epoxy Mass and Instant Glue - цианокрилат жана натрий бикарбонаты

Диаметри 3-5 см болгон 2 пластикалык крандар

1 PVC капкак жана 5 см PVC түтүк

ПВХ капкагы 2,5 см диаметри

• Nodemcu
• Электрондук долбоорлор үчүн пластикалык корпус
• Кандооч
• 1 ПВХ түтүк болжол менен 2 метр жана "Т" ПВХ туташтыргычы
• 1 ПВХ 90 градус туташуусу
• 5V электр менен камсыздоо (мен күн панелин колдонуп жатам)

2 -кадам: Wind Vane Rosetta чогултуу

Камыш которгучтар жана резисторлор ПХБга орнотулган

Жалпы ПХБны ПВХ капкагынан бир аз кичине диаметри бар тегерек түрүндө кескиле, анткени ал даяр болгондо ага туура келет.

Камыш которгучтун буттарын коргоочу айнекти сындырбоо үчүн этияттык менен ПХБга батыш үчүн 90 градуска бүгүңүз. Идеал айнектен 3 мм алыстыкта. Диаграммага ылайык ар бир камыш которгучту орнотуңуз. Диаграмма катары ар бирин 0дөн 7ге чейин санагыла. Терминалдарды мультиплексорго туташтырууда туура идентификация маанилүү болот. Табакта аларды ширетүү үчүн ширетүүчү темирди колдонуңуз.

Ар бир резисторду терминалдын бири камыш которгучтун терминалдарынын биринде ширетилген диаграмма катары жайгаштырыңыз, экинчиси ПХБнын борборунда жайгашкан бардык резисторлор үчүн жалпы болот.

Камыш өчүргүчтөрдүн бардык тышкы терминалдарын туташтырган жез кабелди туташтырып, акыркы экөөнү туташуусуз калтырыңыз. Шакек сыяктуу. Ширетүү тартиби эч кандай мааниге ээ эмес.

Ар бир резистор менен камыштын туташуусунда ар бир түстөгү ширетүүчү зым. Алар 8 башка. Камыштын жез шакегине кызыл зымды оң жана кара розетканы "розеттанын" борборундагы бардык резисторлордун кесилишине терс катары кошуу.

Диаграммаларды караңыз жана мультиплексорго туташуу үчүн кабелдердин номерин сактоодон сак болуңуз.

Монтаждоо алдында туташууларды текшериңиз

Жыйынды улантуудан мурун мен туташууларды текшерүүнү сунуштайм. Жетектөөчү 18650 батареясын 3.7 В, неодим магнитин жана крокодил тырмактары бар кабелдерди колдонуңуз. Батарейканы VCC жана GND терминалдарына жана GNDдеги крокодил кабелин экинчи учу менен терс жакка туташтырыңыз (каршылыгына муктаж болбогон көк түстү колдонуңуз). Башка кабелди позитивдүү жарыкка, экинчисин өчүргүчтөргө туташкан ар бир кабелге туташтырыңыз. Эми магнитти туташтырылган которгучтун сырткы четинен өткөрүңүз. Эгерде лампа күйүп калса, анда баары жакшы. Эгерде ал күйгүзүлбөсө, ширетилген жерлерди текшериңиз. Бир эле учурда эки туташууну текшерүү үчүн башка кабелди жана башка бир эле учурда жетектөөнү колдонуңуз. Магнитти эки өчүргүчтүн ортосунда өткөрүп жатканда, эки светодиод жанышы керек. Электрдик сигнал компастын ENE, ESE, SSW, NNW ж.

3 -кадам: CD4051 мультиплексоруна жана андан туташуулар

CD4051 аналогдук мультиплексор

Мультиплексорлор - бул бир нече киргизүү жана бирдиктүү маалымат чыгаруу менен айкалышкан схемалар. Алар тандалган кирүүдөн аталган өндүрүшкө өткөрүлүшүнө мүмкүндүк берүү үчүн бир жана бир гана маалыматты киргизүүгө жөндөмдүү башкаруу кириштери менен жабдылган.

Эгерде сиз CD4051дин ишин билбесеңиз, анда интернеттен таба турган маалымат барагын окууну сунуштайм. Жыйынтыктап айтканда, 4051де 0дон 7ге чейин номерленген 8 аналогдук киргизүү бар, 3 жана A, B жана C пиндери бириктирилген, бул кирүүлөрдү окууга жана кайсы аналогдук чыгуучу туташып жатканын аныктоого мүмкүндүк берет. Ар бир окуу учурунда программалык камсыздоо кайсы туташуулар оң ток менен болгонун анализдейт жана шамалдын тиешелүү багытын көрсөтөт. Бул посттун 2 -бөлүгүндө кеңири түшүндүрүлөт. Розеттанын мультиплексорго кантип туташканын диаграммадан караңыз.

Nodemcu менен байланыштар

Nodemcu туташтыруу үчүн бизге 8 кабель керек болот. Диаграмманы караңыз.

1 жуп оң (кызыл) жана жерге (кара) зым розеткага ток берет

1 жуп оң (кызыл) жана жерге (кара) кабель CD4051ге ток берет

А0 аналогдук чыгаруу үчүн 1 кабель (боз)

А = D5 пин (санарип) киргизүү үчүн 1 кабель (көк)

1 пин = В4 санарип киргизүү үчүн кабель (жашыл)

Пин C = D3 санарип киргизүү үчүн 1 кабель (сары)

Акыркы жыйынды жеңилдетүү үчүн ар кандай түстөгү 10 зымдуу телефон кабелин колдондум.

Акыркы жыйынды жеңилдетүү үчүн кабелдердин ар бирин тиешелүү дареги менен аныктаңыз.

4 -кадам: Баарын ПВХ стендине орнотуу

Колдоо орнотуу

ПВХ диаметри 5 см болгон капкакты, ПВХ түтүкчөсүн жана диаметри 2,5 см болгон капкакты алыңыз жана фотого ылайык баарын тез клей менен чаптаңыз. Сиз даана ортосундагы байланышты жакшыртуу үчүн түтүктүн диаметри менен тешик жасай аласыз. Бардык бөлүктөр жабышкандан кийин, ар бир бөлүктүн чапталган четине көбүрөөк клей сүйкөп, дароо сода менен жабыңыз. Клейди кургатканда сиз абдан жакшы катуулукка ээ болосуз.

Сиз ошондой эле CAPтин четине силикон жабышыңыз керек, ал 2 CAPтин ортосундагы биримдикти мөөрлөп, розеттанын жабышын жеңилдетет. Улантуудан мурун кургак болсун.

Колдоо бөлүгүнө орнотулган розетканы кылдаттык менен салыңыз жана ал CAPтин четине туура келет. Эсиңизде болсун, биз муну үстүндө экинчи CAP орнотобуз. Акыркы чечим менен сүрөттү караңыз. Жана nodemcu менен байланышты жеңилдетүү үчүн кабелдердин ар бирин аныктаңыз.

5 -кадам: Канатты орнотуу

Канаттын конструкциясын монтаждоо

Сүрөттө көрсөтүлгөн формадагы эпоксидик масса менен көрсөткүч жасаңыз. Туура кургатылганда, бөлүктү таразалап, баалуулугун сактап коюңуз.

Пластикти алып, шамалды башкарууга кызмат кылган канаттын арткы бөлүгү үчүн симметриялуу түрдө кесип алыңыз. Ошондой эле таразалап, баалуулукту сактаңыз.

Алюминий түтүктөрдүн бирин алыңыз жана көрсөткүчтү жана климатты заматта желим менен чаптаңыз, бардык бөлүктөр ортосуна тизилген. Ар бир чапталган бөлүктүн катуулугун жогорулатуу үчүн сода менен мурун кандай кылсаңыз, ошондой кылыңыз.

Экинчи алюминий түтүктү алыңыз жана анын башка түтүктүн кайсы жерине жабышаарын аныктайлы. Кесимдин тең салмактуулугун сактап калуу үчүн, арканын салмагы боюнча аралык көрсөткүчтүн салмагына барабар болушу керек. (Диаграммада көрсөтүлгөн эсептөөлөрдү караңыз.) Аралыкты өлчөө ар бир бөлүктүн массалык борборуна аздыр -көптүр жасалышы керек. Тез желим менен сода колдонуңуз.

КАПтын борборунда шариктүү подшипниктин диаметри менен тешик жасаңыз. Капкакка жабыш үчүн заматта клей колдонуңуз. Тик алюминий трубасынын ички диаметри бирдей болгон шарик подшипнигин тандоо маанилүү.

Акыр -аягы, болжол менен диаметри 4,5 см болгон пластикалык дискти алып, четине кичинекей металлды жабыштырыңыз. Сүрөттү караңыз Ушундай жол менен сиз неодим магнитин "жабыштырып", приборду калибрлегенде тууралай аласыз. Бул өлчөөлөрдүн окулушун болжолдоо үчүн бир нече багытта жылдырылышы мүмкүн.

Пластикалык дисктин металл бөлүгү горизонталдуу алюминий трубасынын көрсөткүчү менен бир багытта тыгылып жайгашкан. Бул магниттин канаттуу менен бирдей багытты көрсөтүшү үчүн маанилүү.

Анемометрдин акыркы курамын жөнөкөйлөтүү үчүн жана шамалдын түндүгүн түндүк географиясына тууралоо үчүн шамал розасын басып, CAPтин үстүңкү капкагына чаптаңыз. Диск алюминий түтүккө тыгылып калат, бирок адегенде алюминий түтүктү шариктүү подшипникке салып, алюминий түтүктү дискке салыңыз. Магнит менен КАПтын чети ортосундагы аралык 1ден 1,5 смге чейин болушу үчүн бийиктигин тууралаңыз. Бул магнит камыш которгучту туура туташтыруу үчүн жетиштүү болушу керек. Дискти мүмкүн болушунча горизонталдуу клей жана кальций бикарбонаты менен чаптаңыз.

Шамалдын түндүгүн түндүккө буруп, эки бөлүктү 0 номерине (түндүктү чагылдырган) тууралап, аларга кошуу үчүн кыскычты колдонуңуз. Желимди колдонбоңуз, анткени сиз толугу менен даяр болгонго чейин далай жолу калибрлешиңиз керек.

Акыркы чечимди көрүү үчүн сүрөттөрдү караңыз.

6 -кадам: анемометрди өчүрүү

Колдоо орнотуу

2 пластикалык капкакты алып, тез желим менен жабышыңыз. Диаграммада көрсөтүлгөндөй капкактарга 4 тешик бургулаңыз. Ар бир тешикке жыгачтан же алюминийден таякчаларды жабыштырыңыз. Пинг -понгдун 2 шарын ортосунан кесип, ар бирин таякчалардын учуна жабыштырыңыз, бардыгы бир тараптын оюк бөлүгү менен. Болжолдуу өлчөөлөр диаграммада көрсөтүлгөн.

Капкактын ортосунан шариктүү подшипниктин диаметри менен 2,5 см тешик жасаңыз. Капкакка жабыш үчүн заматта клей колдонуңуз. Аш содасын өтө кылдаттык менен колдонуңуз.

Алюминий түтүктү шариктүү подшипникке ылайыктуу бийиктикке салыңыз (сүрөттү караңыз). Эгерде ал туура жөндөлбөсө, кылдаттык менен желим тамчысын салыңыз.

Холл модулун орнотуу

КАПтын четинде Холл сенсорунун башынан өтүү үчүн кичинекей тешик жасаңыз.

Сүрөт боюнча пластикалык капкактардын капталына неодим магнитин чаптаңыз.

Сенсор модулун туташтыруу үчүн 3 түрдүү түстөгү зымдарды колдонуңуз.

Hall модулун салып, магнитти караган сенсорду 2ден 4 ммге чейин буруңуз. Биликтин айлануусу сенсор менен магнитке тийбей турганын текшериңиз.

3.7 В батарейканы колдонуп, модуль магнитти ар бир контактка буруп жооп берерин текшериңиз. Эгерде жарык күйгүзүлсө, анда баары жайында. Болбосо, LED күйгүчө сенсорду магнитке жакындатыңыз.

Эгерде баары ойдогудай болсо, модулду клей тамчы менен колдоого орнотуңуз.

Акырында, таяктын экинчи учу пластикалык капкакка заматта желим жана сода менен жабышып, туура бийиктигин тууралайт.

Зымдарды аныктоо

Бардык кабелдерди - VCC, GND жана Signal - nodemcu менен байланышты жеңилдетүү үчүн аныктаңыз.

7 -кадам: Баарын бириктирүү

Эми сиз "Т" байланышын жана сүрөттө көрсөтүлгөндөй ПВХ түтүкчөсүн колдонуп, эки түзмөктү бириктире аласыз. Желимди колдонбоңуз, анткени эгерде кандайдыр бир жөндөө же техникалык тейлөө керек болсо, бул мүмкүн эмес. Мен кичинекей тешиктерди жасап, аларды бекем кармоо үчүн бурамаларды колдондум. Түтүк аркылуу 2 түзмөктүн кабелин өткөрүңүз. Анемометр үйдүн чатырына орнотула тургандыктан, мен аны үйдүн ичине орнотула турган nodemcu менен туташтыруу үчүн 3 метрлик кабелдерди жасадым.

8 -кадам: Nodemcu туташтыруу жана орнотуу

Диаграммалар ар бир кабелдин туура туташуусун көрсөтөт. Ишти текшерүү үчүн мен 0.96 дюймдук OLED экранды колдонуп, өлчөөлөрдү окудум жана алардын тууралыгын текшердим, OLEDди минтип туташтыргыла:

D1 - SCL

D2 - SDA

VCC жана GND

Шыпка орнотуу үчүн бир гана кам көрүү - бул бардык түзмөктү туура деңгээлде кармоо. Бул үчүн көбүк деңгээлин жана көптөгөн чоң бурамаларды колдонуңуз. Компасыңыздын географиялык түндүгү үчүн анемометрдин түндүгүнө кайрылууну унутпаңыз. Болбосо, шамалдын багыты чындыкка дал келбейт.

Жана баары. Кийинки постто мен Arduino IDE аркылуу nodemcuго жүктөлүүчү эскизди түшүндүрөм.

Эгерде кандайдыр бир шектенүүңүз болсо, мага кайрылуудан тартынбаңыз.

Урматтоо менен

IoT Challenge боюнча башкы сыйлык