Meteorološka stanica s bežičnim prijenosom podataka: 8 koraka

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja promjena: 2024-01-30 09:35

Ovo uputstvo je nadogradnja mog prethodnog projekta - meteorološke postaje s bilježenjem podataka.

Prethodni projekt možete vidjeti ovdje - Meteorološka stanica s bilježenjem podataka

Ako imate bilo kakvih pitanja ili problema, možete me kontaktirati na moj mail: [email protected].

Komponente pruža DFRobot

Pa počnimo

Korak 1: Što je novo?

Napravio sam neke nadogradnje i poboljšanja u svom prethodnom projektu - meteorološkoj stanici s bilježenjem podataka.

Dodao sam bežični prijenos podataka s meteorološke postaje u prijemnik koji se nalazi u zatvorenom prostoru.

Također je uklonjen modul SD kartice i zamijenjen štitnikom sučelja Arduino Uno. Glavni razlog za tu zamjenu bila je upotreba prostora, štitnik sučelja potpuno je kompatibilan s Arduino Uno pa ne morate koristiti žice za povezivanje.

Redizajnirano je postolje meteorološke postaje. Prethodno postolje meteorološke postaje bilo je prenisko i vrlo nestabilno pa sam napravio novi viši i stabilniji stalak za meteorološke stanice.

Dodao sam i novi držač za kućište koje se montira izravno na stalak meteorološke postaje.

Za opskrbu je dodana dodatna solarna ploča.

Korak 2: Materijali

Gotovo svi potrebni materijali za ovaj projekt mogu se kupiti u internetskoj trgovini: DFRobot

Za ovaj projekt trebat će nam:

-Komplet za vremensku stanicu

-Arduino Uno

-Arduino Nano

-RF 433 MHz modul za Arduino (prijemnik i odašiljač)

-Protoboard

-SD kartica

-Upravljač solarnom energijom

-5V 1A Solarni panel 2x

-Štit sučelja Arduino Uno

-Neke najlonske kabelske vezice

-Komplet za montažu

-LCD zaslon

-Daska

-Li-ionske baterije (koristio sam Sanyo 3,7V 2250mAh baterije)

-Vodootporna plastična razvodna kutija

-Neke žice

Za stajalište meteorološke stanice trebat će vam:

-oko 3,4 m dugačke čelične cijevi ili možete koristiti i čelični profil.

-žičano uže (oko 4 m)

-stega za žičano uže 8x

-Ograđivači od nehrđajućeg čelika 2x

-fi10 čelična šipka (oko 50 cm)

-Čelinska dizalica za podizanje oka 4x

Trebat će vam i neki alati:

-lemilica

-odvijači

-kliješta

-bušilica

-Stroj za zavarivanje

-ugaona brusilica

-žičana četka

Korak 3: Sažetak

Kao što sam rekao, ovaj Instructable je nadogradnja mog prethodnog Instructable -a o vremenskoj postaji.

Dakle, ako želite znati sastaviti komplet meteoroloških stanica koji je potreban za ovaj projekt, možete pogledati ovdje:

Kako sastaviti komplet meteoroloških stanica

Pogledajte i moje prethodne upute o ovoj meteorološkoj postaji.

Meteorološka stanica s bilježenjem podataka

Korak 4: Rješenje za montažu meteorološke postaje

S vremenskom postajom dolazi i pitanje kako napraviti montažni stalak koji će izdržati vanjske elemente.

Morao sam malo rezervirati o vrstama i dizajnu stalka za meteorološke stanice. Nakon nekoliko rezervi, odlučio sam napraviti postolje sa 3 m dugom cijevi. Preporučuje se da se anemometar nalazi na najvišoj točki na oko 10 m (33 stope), ali budući da imam komplet meteorološke stanice koji je višenamjenski, biram preporučenu visinu-oko 3 metra (10 stopa).

Glavna stvar koju sam trebao uzeti u obzir je da ovo postolje mora biti modularno i jednostavno za sastavljanje i rastavljanje kako bi se moglo prenijeti na drugo mjesto.

Skupština:

1. Počeo sam s fi18 dugom čeličnom cijevi od 3,4 m (11,15 stopa). Prvo sam trebao ukloniti hrđu s cijevi pa sam je premazao kiselinom za uklanjanje hrđe.
2. Nakon 2 do 3 sata kad je kiselina odradila svoje, počeo sam sve zavarivati. Prvo sam zavario maticu za podizanje ušica na suprotnim stranama čelične cijevi. Postavio sam ga na visini 2m od tla, može se postaviti i više, ali ne niže jer tada gornji dio postaje nestabilan.
3. Tada sam trebao napraviti dva "sidra", po jedno za svaku stranu. Za to sam uzeo dvije čelične šipke fi12 50 cm (1,64 stopa). Na vrh svake šipke zavario sam jednu pričvrsnu maticu za podizanje i malu čeličnu ploču tako da možete stati na nju ili zabiti je u zemlju. Ovo se može vidjeti na slici (napiš na kiri sliki)
4. Morao sam spojiti "sidra" s ušicom za podizanje s obje strane postolja, za to sam koristio žičano uže. Prvo sam upotrijebio dva komada žičanog užeta dugačka oko 1,7 m (5,57 stopa), sa strane je izravno pričvršćena na podiznu maticu sa stezaljkom od žičanog užeta, a druga strana je pričvršćena na kopče od nehrđajućeg čelika. Kopče od nehrđajućeg čelika koriste se za zatezanje žičanog užeta.
5. Za ugradnju plastične razvodne kutije na postolje I rukohvat s 3D printom. Više o tome možete pogledati u koraku 5
6. Na kraju sam svaki čelični dio obojao primarnom bojom (dva sloja). Na ovu boju možete postaviti svaku boju koju želite.

Korak 5: 3D ispisani dijelovi

Budući da sam htio da montažni stalak bude jednostavan za sastavljanje i rastavljanje, morao sam izraditi neke 3D tiskane dijelove. Svaki dio je tiskan PLA plastikom i ja sam ga dizajnirao.

Sada moram vidjeti kako će ti dijelovi izdržati vanjske elemente (toplinu, hladnoću, kišu …). Ako želite STL datoteke ovih dijelova, možete mi pisati na moj mail: [email protected]

Držač za razvodnu kutiju od plastike

Ako pogledate moje prethodne upute, možete vidjeti da sam napravio rukohvat s čeličnom pločom koja nije bila baš praktična. Pa sam sada odlučio napraviti ga od 3D ispisanih dijelova. Sastoji se od pet 3D ispisanih dijelova koji omogućuju brzu zamjenu slomljenog dijela.

S ovim držačem, plastična razvodna kutija može se montirati izravno na čeličnu cijev. Visina moutinga može biti opcionalno.

Kućište osjetnika temperature i vlažnosti

Morao sam dizajnirati kućište za osjetnik temperature i vlage. Nakon malo rezerve na internetu došao sam do zaključka o konačnom obliku ovog kućišta. Dizajnirao sam Stevensonov zaslon s držačem tako da se sve može montirati na čeličnu cijev.

Sastoji se od 10 dijelova. Glavna baza s dva dijela i "čepom" koji ide na vrh tako da je sve zapečaćeno, tako da voda ne može ući.

Sve je tiskano PLA filamentom.

Korak 6: Unutarnji prijemnik podataka

Glavna nadogradnja ovog projekta je bežični prijenos podataka. Tako da sam za to također trebao napraviti unutarnji prijemnik podataka.

Za to sam koristio 430 MHz prijemnik za Arduino. Nadogradio sam ga antenom od 17 cm (6,7 inča). Nakon toga sam morao testirati raspon ovog modula. Prvi test je napravljen u zatvorenom prostoru tako da sam vidio kako zidovi utječu na raspon signala i kako to utječe na prekide signala. Drugi test napravljen je vani. Domet je bio veći od 10 m (33 stope) što je bilo više nego dovoljno za moj unutarnji prijemnik.

Dijelovi prijemnika:

• Arduino Nano
• Arduino prijemnički modul 430 MHz
• RTC modul
• LCD zaslon
• i neke konektore

Kao što se može vidjeti na slici, ovaj prijemnik može prikazati vanjsku temperaturu i vlažnost, datum i vrijeme u danu.

Korak 7: Testiranje

Prije nego što sam sve sastavio, morao sam napraviti neke testove.

U početku sam morao testirati odašiljački i prijemni modul za Arduino. Morao sam pronaći odgovarajući kôd, a zatim sam ga morao promijeniti tako da odgovara zahtjevima projekta. Prvo sam pokušao s jednostavnim primjerom, šaljem jednu riječ od odašiljača do prijemnika. Kad je to uspješno završeno, nastavio sam slati još podataka.

Zatim sam morao testirati raspon ova dva modula. Prvo sam pokušao bez antena, ali nije imao tako velik domet, oko 4 metra (13 stopa). Zatim su dodane antene. Nakon malo rezerve naišao sam na neke podatke pa sam odlučio da će duljina antene biti 17 cm (6,7 inča). Zatim sam napravio dva testa, jedan u zatvorenom prostoru i jedan vani, tako da sam vidio kako različita okolina utječe na signal.

Na zadnjem ispitnom odašiljaču bio je vanjski, a prijemnik unutarnji. Ovim sam testirao mogu li zaista napraviti unutarnji prijemnik. U početku je bilo nekih problema s prekidima u signalu, jer primljena vrijednost nije bila ista kao prenesena. To je riješeno novom antenom, na ebayu sam kupio "originalnu" antenu za modul od 433 Mhz.

Ovaj je modul dobar jer je vrlo jeftin i jednostavan za upotrebu, ali je koristan samo za male domete zbog prekida u signalu.

Više o testiranju možete pročitati u mojoj prethodnoj uputi - Vremenska postaja s evidentiranjem podataka

Korak 8: Zaključak

Izgradnja takvog projekta od ideje do konačnog proizvoda može biti jako zabavna, ali i izazovna. Morate odvojiti vrijeme i razmotriti mogućnosti numeriranja samo za ovaj projekt. Dakle, ako ovaj projekt uzmemo u cjelini, potrebno vam je puno vremena da zaista uspijete.

No, ovakvi projekti zaista su dobra prilika za nadogradnju znanja o projektiranju i elektronici.

Također uključuje i mnoga druga tehnička područja kao što su 3D modeliranje, 3D ispis, zavarivanje. Kako ne biste dobili samo pogled na jedno tehničko područje, već ste uvidjeli kako se tehničko područje isprepliće u takvim projektima.

Ovaj je projekt osmišljen na način da ga mogu izraditi svi koji imaju osnovne vještine u elektronici, zavarivanju, rešetkama i dizajnu. No, glavni sastojak ovakvog projekta je vrijeme.