Stație meteo asistată prin satelit: 5 pași

2024 Autor: John Day | [email protected]. Modificat ultima dată: 2024-01-30 11:41

Acest proiect este destinat persoanelor care doresc să colecteze propriile date despre vreme. Poate măsura viteza și direcția vântului, temperatura și umiditatea aerului. De asemenea, este capabil să asculte sateliți meteo care orbitează Pământul o dată la 100 de minute. Voi folosi acest proiect mai târziu pentru a-mi crea propriile prognoze meteo folosind AI instruit pe aceste imagini.

Provizii:

Materiale

• Profil U din aluminiu de 15 mm și 12 mm, lungime de 1 metru
• placaj
• Tuburi din aluminiu diametru 10mm, 4,5m
• 8 suporturi pentru tuburi din alamă
• 8 piulițe și șuruburi M2
• Grinzi de lemn de 2x4,5 cm, lungime de 1,2m
• 2 piulițe și șuruburi M8
• 3m 50ohm coaxial
• Cutie electrica de 12x12 cm
• căldura se micșorează
• lipit
• trepied cu orificiu pentru a se potrivi șurubului M8
• niște Legos
• 2 recipiente din plastic
• lipici fierbinte

Electronică

• Raspberry Pi 3 sau 4
• Alimentare Raspberry Pi
• cablu Ethernet
• cablu prelungitor USB (cel puțin 40 cm lungime)
• sursa de alimentare cu raspberry pi
• Arduino Nano
• Senzor DHT11
• comutator stuf
• Rotativ
• buzzer
• Nooelec NESDR mini

Instrumente

• burghiu
• ferăstrău de masă
• ciocan de lipit
• mai usoara
• set de șurubelnițe
• pistol de lipit fierbinte

Pasul 1: Construirea antenei

Crucea

Faceți 2 bucăți de lemn lungi de 54,2cm. Faceți o gaură în mijloc pentru un șurub M8 și montați cele două piese într-o cruce. Apoi, faceți 4 bucăți de 4cm lungime și ați văzut un capăt la un unghi de 45 de grade. Trageți acestea deasupra capetelor crucii. Acest lucru va face capetele să se îmbine între ele. În centrul fiecărui capăt, găuriți o gaură suficient de mare pentru cablul dvs. coaxial. Acum marcați un unghi de 30 din verticală. Pe acest unghi montați 2 suporturi pentru tuburi aprox. 1,5 cm de centru. Dacă doriți, puteți face găuri în cruce pentru a o face mai ușoară.

Dipoli de aluminiu

Tăiați 8 tuburi de aluminiu de 50 cm. 2 tuburi formează 1 dipol.

Tăierea coaxialului

Tăiați două bucăți de 36cm de coaxial. Tăiați încă 2 bucăți de data aceasta având 72cm lungime. Tăiați încă o bucată de 60 cm, aceasta va fi linia principală către receptor.

Montați cablurile coaxiale cu aceeași lungime opuse una față de cealaltă. Laturile cu 36 cm coaxiale sunt dipoli 1 și 2, laturile cu dipoli de 72 cm 3 și 4.

Îndepărtați capetele coaxiale pentru lipire. Receptorul SDR vine cu propria antenă și coaxial, tăiați firul de la conector. Mai târziu, am lipit acest lucru către coaxialul nostru principal din propria antenă.

Cablare

La capetele crucii, conectați miezul coaxialului la partea superioară a dipolului, ecranarea merge la partea inferioară. În centru, lipiți împreună ecranarea dipolilor 1 și 2. Faceți același lucru pentru 3 și 4. Acum lipiți nucleele din dipolele 1 și 3 împreună, la fel pentru 2 și 4. Acum rămâneți doar 2 fire.

Lipiți miezurile de la dipolul 1 și 3 la ecranarea liniei receptorului. Miezuri de lipit de la dipolii 2 și 4 la miezul liniei receptorului.

Montarea Crucii

Așezați cele 2 profile U din aluminiu unul în celălalt. La un capăt puneți șurubul în centrul crucii deasupra. Faceți 2 găuri prin profiluri și șurub pentru a se potrivi șuruburilor M2. Faceți același lucru cu celălalt șurub M8 de pe cealaltă parte a profilurilor. Așezați antena în trepied.

Antena completată!

Dacă doriți, puteți testa antena urmând acest tutorial pe rtl-sdr.com.

Pasul 2: Realizarea senzorilor de vânt

Viteză

Puteți găsi părțile și instrucțiunile în ghidul de construcție pdf. Este realizat din cărămizi Lego simple și comune.

Odată ce ați terminat de construit structura Lego, lipiți două fire lungi de 110 cm pe pinii comutatorului de stuf. filetați unul dintre fire prin tubul de pe partea laterală a fasciculului. Apoi îndoiți picioarele metalice ale comutatorului de stuf în partea de sus, astfel încât să stea în siguranță deasupra tubului. Apoi lipiți magnetul pe fundul unuia dintre vasele, astfel încât să atingă abia comutatorul de stuf. Ori de câte ori magnetul se află deasupra comutatorului Reed, circuitul trebuie închis. Testați cu un multimetru și montați-l dacă este necesar. Atașați fasciculul Lego cu un șurub de lemn la antenă.

Direcţie

Senzorul de direcție constă dintr-un codificator rotativ cu o paletă de vânt imprimată 3D. Inventatorul și fișierul STL sunt incluse aici. Apăsați cu fermitate paleta pe axa codificatorului rotativ. Găuriți o gaură de 7 mm într-o cutie de plastic și montați codorul rotativ. Codificatorul vine cu o piuliță care se înșurubează deasupra cutiei de plastic. Folosiți două șuruburi de lemn pentru a monta cutia pe una dintre grinzile antenei.

Căldura se micșorează

Odată montat, folosiți căldură pentru a acoperi cu grijă firele. Lungimea trebuie să fie de 86 cm, iar lățimea de 2,5 cm.

Pasul 3: Realizarea carcasei pentru SDR

Pentru această carcasă simplă va trebui să văd aceste piese din placaj:

• două 9,5x1,6 cm
• două 9,5x4,2 cm
• una de 3x4,2 cm

Luați o bucată de 9,5x1,6 și găuriți o gaură de 8 mm pentru cablul receptorului. Această gaură ar trebui să fie la 1,8 cm sub partea superioară și la 0,5 cm de lateral (vezi imaginea). Mai întâi lipiți și cuieți pereții laterali (9,5x,16 cm) pe partea inferioară (una dintre piesele de 9,5x4,2 cm). Apoi introduceți SDR-ul și introduceți-l prin orificiul din peretele lateral. Închideți carcasa cu ultima parte de 9,5x4,2 cm, iar cel de 3x4,2 cm merge deasupra.

Pasul 4: Carcasă pentru Raspberry Pi

Alimentare electrică

Scoateți placa de alimentare din carcasă. Condensatorul prezentat în imagine este prea mare pentru a se potrivi în noua carcasă.

Desoldați-l și plasați extensii (sârmă, picioare vechi de rezistență,..). Lipiți capacul cu acele extensii și îndoiți-l astfel încât să se potrivească bine în carcasă. Lipiți firele de 5V și GND de la placa de alimentare la plăcile de pe PI (prezentate în imagini).

Cablurile de alimentare se potrivesc prin orificiul carcasei laterale.

LCD

Tăiați o gaură dreptunghiulară în capacul frontal. Lipiți lcd-ul la cald în interior, asigurându-vă că pinii de pe lcd sunt orientați în sus.

Lipiți cablurile femele la PCB negru și le conectați la Pi. Scoateți orificiul din partea stângă jos și lipiți ventilatorul Pi pentru a aspira aer din acea gaură.

DHT

Sârmă de sudură jumper de sex feminin la senzorul dht și conectați-le la Pi. Lipiți senzorul chiar sub portul Ethernet al Pi, astfel încât ventilatorul de lângă acesta să sufle aer proaspăt peste senzor.

Pasul 5: Software

Github

Tot software-ul este disponibil pe Git. Asigurați-vă că ați clonat-o în dosarul principal al Pi