Meteorološka stanica: 8 koraka (sa slikama)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja promjena: 2024-01-30 09:37

Jeste li se ikad osjećali neugodno tijekom razgovora? Trebate cool stvari za razgovor (u redu, pohvalite se)? Pa imamo stvar za vas! Ovaj vodič će vam omogućiti da izgradite i koristite vlastitu meteorološku stanicu. Sada možete s pouzdanjem ispuniti svaku neugodnu tišinu ažuriranjima o temperaturi, tlaku, vlažnosti, nadmorskoj visini i brzini vjetra. Nikada više nećete pribjeći blagom, "vremenu je bilo lijepo" kada završite ovaj uredni projekt.

Naša meteorološka stanica potpuno je opremljena vodootpornom kutijom s različitim senzorima koji bilježe različita prirodna mjerenja i spremaju ih sve na istu SD karticu. Arduino Uno koristi se za jednostavno kodiranje meteorološke postaje tako da može raditi na daljinu. Osim toga, bilo koji broj senzora može se dodati ili integrirati u sustav kako bi se dobio niz različitih funkcija. Odlučili smo se za različite senzore tvrtke Adafruit: koristili smo DHT22 osjetnik temperature i vlažnosti, senzor barometarskog tlaka i nadmorske visine BMP280 te osjetnik brzine vjetra anemometra. Morali smo preuzeti nekoliko knjižnica kodova pored sastavljanja različitih kodova kako bi svi naši senzori radili zajedno i bilježili podatke na SD kartici. Veze na knjižnice komentirane su u našem kodu.

Korak 1: Prikupite materijale

• Arduino Uno
• Protoboard
• 9V baterija
• Senzor brzine vjetra Adafruit Anemometer
• Vodootporno kućište
• Senzor barometarskog tlaka i visine Adafruit BMP280
• Senzor temperature i vlage Adafruit DHT22
• Adafruit sklop zapisivanja podataka
• Vruće ljepilo

U ovom koraku važno je samo provjeriti radi li vaš Arduino i može li se programirati s vašeg računala. Završili smo i lemljenje svih naših komponenti na protoboard, ali se i matična ploča može koristiti za povezivanje senzora s Arduinom. Naša protoboard ploča učinila je sve naše veze trajnim i olakšala smještanje komponenti bez brige da li će ih gurnuti s mjesta.

Korak 2: Dodajte zapisnik podataka

Ovaj korak je lak. Sve što trebate učiniti da biste dovršili ovaj korak je da postavite zapisnik na mjesto. Odgovara na vrhu Arduino Uno.

Da bi zapisničar zapisivao podatke, potrebno je neko kodiranje. Zapisnik bilježi podatke na SD karticu koja stane u štit i može se ukloniti i priključiti na računalo. Jedna značajka koda koja je korisna je korištenje vremenske oznake. Vremenski sat bilježi dan, mjesec i godinu pored sekunde, minute i sata (sve dok je priključen na bateriju). To smo vrijeme morali postaviti u kodu kada smo započeli, ali zapisivač podataka zadržava vrijeme sve dok je baterija na ploči spojena. To znači da nema poništavanja sata!

Korak 3: Postavite osjetnik temperature i vlažnosti

1. Spojite prvi pin (crveni) na senzoru na 5V pin na Arduinu
2. Spojite drugi pin (plavi) na digitalni pin na Arduinu (naš smo stavili u pin 6)
3. Povežite četvrti pin (zeleni) s masom Arduina

Senzor tvrtke Adafruit koji smo koristili treba samo jedan digitalni pin na Arduinu za prikupljanje podataka. Ovaj senzor je kapacitivni senzor vlažnosti. To znači da mjeri relativnu vlažnost zraka s dvije metalne elektrode odvojene poroznim dielektričnim materijalom između njih. Kako voda ulazi u pore, kapacitet se mijenja. Dio senzora za osjetljivost temperature je jednostavan otpornik: otpor se mijenja kako se temperatura mijenja (naziva se termistor). Iako je promjena nelinearna, može se prevesti u očitanje temperature koje bilježi naš štitnik zapisivača podataka.

Korak 4: Postavite senzor tlaka i nadmorske visine

1. Vin pin (crveni) spaja se na 5V pin na Arduinu
2. Drugi pin nije povezan ni s čim
3. GND pin (crni) spojen je na uzemljenje na Arduinu
4. SCK pin (žuti) ide do SCL pina na Arduinu
5. Peti pin nije spojen
6. SDI pin (plavi) spojen je na Arduino SDA pin
7. Sedmi pin nije povezan i nije prikazan na dijagramu

Vin pin regulira napon na samom senzoru i smanjuje ga s 5V ulaza na 3V. SCK pin ili SPI sat sata je ulazni pin senzora. SDI pin je serijski podatak u pinu i prenosi informacije od Arduina do senzora. Na dijagramu postavljanja Arduina i matične ploče, prikazani senzor tlaka i nadmorske visine nije bio točan model koji smo koristili. Postoji jedan pin manje, međutim, način na koji je ožičen potpuno je isti kao i način na koji je spojen stvarni senzor. Način povezivanja pinova odražava pinove na senzoru i trebao bi pružiti odgovarajući model za postavljanje senzora.

Korak 5: Postavite anemometar

1. Crveni dalekovod s anemometra mora biti spojen na Vin pin na Arduinu
2. Crni uzemljeni vod trebao bi biti spojen na tlo na Arduinu
3. Plava žica (u našem krugu) bila je spojena na A2 pin

Jedna važna stvar koju treba uzeti u obzir je da anemometru za rad treba 7-24V snage. Pin 5V na Arduinu jednostavno ga neće prerezati. Dakle, 9V baterija mora biti priključena na Arduino. To se izravno povezuje s Vin pin -om i omogućuje anemometru da crpi iz većeg izvora energije. Anemometar mjeri brzinu vjetra stvaranjem električne struje. Što se brže okreće, anemometar dobiva više energije, a time i struje. Arduino može prevesti električni signal koji prima u brzinu vjetra. Program koji smo kodirali također vrši neophodnu pretvorbu kako bi brzinu vjetra prenio u milje na sat.

Korak 6: Provjerite krug i pokrenite neke testove

Na gornjoj slici je naš dovršeni dijagram kola. Senzor temperature je bijeli, četverostruki senzor na sredini ploče. Senzor tlaka predstavljen je crvenim senzorom s desne strane. Iako se ne podudara s senzorom koji smo točno koristili, pinovi/spojevi će se podudarati ako ih poravnate slijeva nadesno (na senzoru koji smo koristili postoji još jedan pin nego na dijagramu). Žice anemometra odgovarale su bojama koje smo im dodijelili na dijagramu. Osim toga, dodali smo 9V bateriju u crni priključak za bateriju u donjem lijevom kutu dijagrama na Arduinu.

Da biste testirali meteorološku stanicu, pokušajte disati na senzoru temperature i vlažnosti, okrenite anemometar i uzmite podatke na vrhu i dnu visoke zgrade/brda da vidite da li senzor temperature, anemometar i senzor tlaka/nadmorske visine prikupljaju podatke. Pokušajte izvaditi SD karticu i uključiti je u uređaj kako biste bili sigurni da su mjerenja pravilno snimljena. Nadam se da će sve teći glatko. Ako ne, dvaput provjerite sve svoje veze. Kao sigurnosni plan, pokušajte provjeriti kôd i vidjeti jesu li napravljene greške.

Korak 7: Smjestite sve komponente

Sada je vrijeme da izgleda kao prava meteorološka stanica. Koristili smo vodootpornu kutiju Outdoor Products za smještaj našeg kruga i većine komponenti. Naša kutija je već imala rupu sa strane s penetratorom i gumenom brtvom. To nam je omogućilo da osjetnik temperature i žice anemometra provedemo izvan kutije kroz rupu izbušenu u penetratoru i zapečaćenu epoksidom. Da bismo riješili problem smještanja senzora tlaka unutar kutije, izbušili smo male rupe na samom dnu kutije i stavili uspon na svaki kut dna kako bi sjedio iznad razine tla.

Za vodonepropusnost žica koje povezuju anemometar i osjetnik temperature s glavnom pločom, upotrijebili smo termoskupljajuću traku za brtvljenje svih spojeva. Provukli smo senzor temperature ispod kutije i pričvrstili ga (samo nismo htjeli da tonirana plastika hvata toplinu i daje nam lažna očitanja temperature).

Ovo nije jedina opcija stanovanja, ali definitivno će ona obaviti posao za zabavan projekt.

Korak 8: Uživajte u svojoj osobnoj maloj meteorološkoj stanici

Sada je zabavni dio! Ponesite sa sobom svoju meteorološku postaju, postavite je izvan prozora ili radite što god želite. Želite li ga poslati u vremenskom balonu? Pogledajte naš sljedeći Instructable!