Метеорологиялык маалыматтар станциясы: 7 кадам (сүрөттөр менен)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Акыркы өзгөртүү: 2024-01-30 10:41

Бул нускамада мен сизге метеостанция системасын өзүңүз кантип жасоону көрсөтөм. Сизге электроника, программалоо жана бир аз убакыт боюнча негизги билим гана керек.

Бул долбоор дагы эле иштеп жатат. Бул биринчи гана бөлүгү. Жаңыртуулар кийинки бир же эки айда жүктөлөт.

Эгерде сизде кандайдыр бир суроолор же көйгөйлөр бар болсо, менин почтам менен байланышсаңыз болот: [email protected]. DFRobot тарабынан берилген компоненттер.

Ошентип, баштайлы

1 -кадам: материалдар

Дээрлик бардык долбоорлорду керектүү материалдарды онлайн дүкөндөн сатып алса болот: DFRobot

Бул долбоор үчүн бизге керек болот:

-Аба ырайы станциясынын комплект

-Arduino SD карт модулу

-SD карта

-Күн энергиясынын менеджери

-5V 1А Күн панели

-Кээ бир нейлон кабелдик байланыштар

-Монтаждык комплект

-LCD дисплей

-Нан тактасы

-Ли-иондук батареялар (мен Sanyo 3.7V 2250mAh батареяларын колдондум)

-Суу өткөрбөй турган пластикалык туташуу кутусу

-Кээ бир зымдар

-Резисторлор (2x 10kOhm)

2 -кадам: Модулдар

Бул долбоор үчүн мен эки башка модулду колдондум.

Күн энергиясын башкаруучу

Бул модуль эки башка камсыздоо, 3.7V батарея, 4.5V - 6V күн панели же USB кабели менен иштесе болот.

Анын эки башка чыгышы бар. 5V USB чыгарылышы, аны Arduino же башка контроллер менен камсыз кылуу үчүн колдонсо болот жана ар кандай модулдарды жана сенсорлорду иштетүү үчүн 5V казыктарын.

Мүнөздөмөлөр:

• Solar Input Voltage (SOLAR IN): 4.5V ~ 6V
• Батарея киргизүү (BAT IN): 3.7V Single cell Li-polymer/Li-ion
• Батарея Заряддоо Учуру (USB/SOLAR IN): 900mA Max агып кетүү, туруктуу ток, туруктуу чыңалуу үч фазалуу кубаттоо
• Заряддоо Чыгуу Чыңалуусу (USB/SOLAR IN): 4.2V ± 1%
• Жөнгө салынуучу электр менен камсыздоо: 5V 1A
• Жөнгө салынуучу энергия менен камсыздоо эффективдүүлүгү (3.7V BAT IN): 86%@50%Load
• USB/Solar Charge Efficiency: 73%@3.7V 900mA BAT IN

SD модулу

Бул модуль Arduino менен толук шайкеш келет. Бул сиздин долбоорго массалык сактоону жана маалыматтарды каттоону кошууга мүмкүндүк берет.

Мен аны 16 ГБ карта менен метеостанциядан маалыматтарды чогултуу үчүн колдондум.

Мүнөздөмөлөр:

• Стандарттык SD картасы жана Micro SD (TF) картасы үчүн такта чыгарыңыз
• Флеш -картанын уячасын тандоо үчүн которгуч камтылган
• Ардуинодо түз отурат
• Ошондой эле башка микроконтроллерлер менен бирге колдонулат

3 -кадам: Аба ырайы бекети

Бул долбоордун негизги компоненти - аба ырайы станциясынын комплект. Ал Arduino 5V менен иштейт же сиз тышкы 5V камсыздоону колдоно аласыз.

Анын 4 казыгы бар (5V, GND, TX, RX). TXD маалымат порт 9600bps колдонот.

Аба ырайы станциясынын комплектинен турат:

• Анемометр
• Шамал канаты
• Жамгыр чакасы
• Сенсордук тактасы
• Дат баспас болоттон жасалган шакек (30CM) (11.81 ")
• Компонент пакети

Бул өлчөө үчүн колдонулушу мүмкүн:

• Шамалдын ылдамдыгы
• Шамалдын багыты
• Жаан -чачындын көлөмү

Бул нымдуулук жана температура сенсоруна ээ, ал барометрдик басымды да өлчөй алат.

Анемометр шамалдын ылдамдыгын 25 м/с чейин өлчөй алат. Шамалдын багыты градус менен көрсөтүлөт.

Бул комплект жана үлгү коду жөнүндө көбүрөөк маалыматты төмөнкү жерден тапса болот: DFRobot вики

4 -кадам: Аба ырайы станциясынын комплектин кантип чогултуу керек

Бул комплектти чогултуу абдан оңой, бирок жыйын тууралуу көбүрөөк маалымат алуу үчүн бул комплектти кантип чогултуу боюнча окуу куралын көрүңүз.

Үйрөткүч: метеостанциянын комплектин кантип чогултуу керек

5 -кадам: Жеткирүү жана турак жай

Батарея:

Бул долбоор үчүн мен 3.7V ли-иондук батареяларды колдондум. Мен бул батарейкалардын 5хинен батарея топтомун жасадым. Ар бир батареяда 2250 мАч бар, ошондуктан 5х пакети параллель туташканда болжол менен 11250 мАч берет.

Байланыш: Мен айткандай, мен батарейкаларды параллель туташтырдым, анткени параллелдүү түрдө сиз баштапкы чыңалууңузду сактап каласыз, бирок батарейканын кубаттуулугуна ээ болосуз. Мисалы: Эгерде сизде эки 3.7V 2000 мАч батарея болсо жана аны параллель туташтырсаңыз, 3.7V жана 4000 мАч аласыз.

Эгерде сиз чоңураак чыңалууну кааласаңыз, анда аларды катар туташтыруу керек. Мисалы: Эгерде сиз эки 3.7V 2000 мАч батареяны серия менен туташтырсаңыз, 7, 4V жана 2000 мАч аласыз.

Күн панели:

Мен 5V 1А күн батареясын колдондум. Бул панельде болжол менен 5W чыгаруу күчү бар. Чыгуу чыңалуусу 6В чейин жетет. Мен панелди булуттуу аба ырайында сынап көргөндө, анын чыңалуусу болжол менен 5.8-5.9V болгон.

Бирок, эгер сиз бул аба ырайынын станциясын күн энергиясы менен толук камсыз кылгыңыз келсе, анда 1 же 2 күн панелин жана коргошун кислотасы бар батареяны же энергияны сактоо үчүн жана күн жок кезде станция менен камсыз кылуу үчүн башка нерсени кошушуңуз керек.

ҮЙ:

Бул көрүнбөйт, бирок турак жай бул системанын эң маанилүү бөлүктөрүнүн бири, анткени ал маанилүү элементтерди тышкы элементтерден коргойт.

Ошентип, мен суу өткөрбөй турган пластикалык туташуу кутусун тандап алам. Ал ичиндеги бардык компоненттерди батыра турган чоңдукка ээ. Бул болжол менен 19x15 см.

6 -кадам: Зым жана код

Ардуино:

Бардык компоненттер Arduino менен байланышкан.

-SD модулу:

• 5V -> 5V
• GND -> GND
• MOSI -> санарип пин 9
• MISO -> санарип пин 11
• SCK -> санарип пин 12
• SS -> санарип пин 10

Аба ырайы станциясынын тактайы:

• 5V -> 5V
• GND -> GND
• TX -> RX Arduino боюнча
• RX -> TX Arduino боюнча

Батарея пакети түздөн -түз кубат менеджерине туташтырылган (3.7V батарея кириши). Мен ошондой эле чыңалууну көзөмөлдөө үчүн Arduinoдогу батареядан A0 аналогдук пинге туташтым.

Күн панели бул модулга (күндүн кириши) түз туташкан. Күн панели чыңалуу бөлүштүргүчкө да туташкан. Чыңалуу бөлүүчү чыгаруу Arduinoдогу аналогдук A1 пинге туташкан.

Мен чыңалууну текшерүү үчүн LCD дисплейди туташтыра алгыдай кылып туташтырдым. Ошентип, LCD 5V менен туташкан, LCDден GND жана SDA Arduinoдогу SDAга барат жана SCK пини менен бирдей.

Arduino USB кабели менен электр менеджери модулуна туташкан.

КОД:

Бул аба ырайынын станциясынын кодун DFRobot вики -ден тапса болот. Мен дагы кодумду бардык жаңыртуулар менен тиркеп койдум.

-Эгер сиз позицияңызга ылайыктуу шамалдын багытын алууну кааласаңыз, анда программада дегресстин маанилерин кол менен өзгөртүү керек.

Ошентип, бардык маалыматтар тест деп аталган txt файлына сакталат. Кааласаңыз, бул файлдын атын өзгөртө аласыз. Мен мүмкүн болгон бардык маанилерди метеостанциядан жазам, ошондой эле батареянын чыңалуусу менен күндүн чыңалуусун жазат. Батареяны керектөө кандай экенин көрө аласыз.

7 -кадам: Чыңалууну өлчөө жана тестирлөө

Мен долбоорум үчүн батарейкада жана күн панелинде чыңалуу мониторингин жүргүзүшүм керек болчу.

Батареядагы чыңалууну көзөмөлдөө үчүн мен аналог пинди колдондум. Мен + батареядан A0 аналогдук пинге жана - Arduinoдогу батареядан GNDге туташтырдым. Программада мен "analogRead" функциясын жана "lcd.print ()" ЖКда чыңалуу маанисин көрсөтүү үчүн колдондум. Үчүнчү сүрөттө батареядагы чыңалуу көрсөтүлгөн. Мен муну Arduino менен, ошондой эле мультиметр менен өлчөдүм, андыктан маанини салыштыра алам. Бул эки баалуулуктун ортосундагы айырмачылык болжол менен 0.04В болгон.

Күн панелинен чыккан чыңалуу 5Вдан жогору болгондуктан, чыңалуу бөлүштүргүчкө муктажмын. Аналогдук кирүү максималдуу 5V кирүү чыңалуусун алышы мүмкүн. Мен аны эки 10kOhm резистору менен жасадым. Бирдей мааниге ээ болгон эки резистордун колдонулушу чыңалууну так жарымына бөлөт. Ошентип, эгер сиз 5В туташтырсаңыз, чыгыш чыңалуусу болжол менен 2,5В болот. Бул чыңалуу бөлүштүргүч биринчи сүрөттө. ЖКдагы жана мультиметрдеги чыңалуу маанисинин ортосундагы айырма 0,1-0,2В жөнүндө болгон

Чыңалуу бөлүштүргүчтүн чыгышы үчүн эквивалент: Vout = (Vcc*R2)/R1+R2

Тестирлөө

Мен бардыгын бириктирип, бардык компоненттерди корпуска салып койгондо, сырттан тест тапшырышым керек болчу. Ошентип, мен чыныгы аба шартында кандай иштээрин билүү үчүн сыртка метеостанцияны алып чыктым. Бул сыноонун негизги максаты - бул сыноо учурунда батарейкалардын кантип иштээрин же канчалык заряддаларын көрүү болчу. Сыноо учурунда сырткы температура болжол менен 1 ° C жана корпустун ичинде болжол менен 4 ° C болгон.

Батареянын чыңалуусу беш саатта 3,58ден 3,47ге түштү.