Stația meteo: 8 pași (cu imagini)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Modificat ultima dată: 2024-01-30 11:45

Te-ai simțit vreodată inconfortabil în timpul discuțiilor mici? Ai nevoie de lucruri interesante despre care să vorbești (bine, laudă)? Ei bine, avem lucrul pentru tine! Acest tutorial vă va permite să vă construiți și să utilizați propria stație meteo. Acum puteți umple cu încredere orice liniște incomodă cu actualizări privind temperatura, presiunea, umiditatea, altitudinea și viteza vântului. Nu veți mai recurge niciodată la blândul „vremea a fost frumoasă” odată ce ați finalizat acest proiect îngrijit.

Stația noastră meteo este complet echipată într-o cutie rezistentă la apă, cu senzori diferiți care înregistrează diferite măsurători naturale și le salvează pe toate pe același card SD. Un Arduino Uno este folosit pentru a codifica cu ușurință stația meteo, astfel încât să poată funcționa de la distanță. În plus, orice număr de senzori pot fi adăugați sau integrați în sistem pentru a-i oferi o serie de funcționalități diferite. Am decis să folosim diferiți senzori de la Adafruit: am folosit un senzor de temperatură și umiditate DHT22, un senzor de presiune barometrică BMP280 și altitudine și un senzor de viteză a vântului anemometru. A trebuit să descărcăm mai multe biblioteci de coduri, în plus față de asocierea unor coduri diferite, pentru ca toți senzorii noștri să ruleze împreună și să înregistreze date pe cardul SD. Linkurile către biblioteci sunt comentate în codul nostru.

Pasul 1: Strângeți materiale

• Arduino Uno
• Protoboard
• Baterie de 9V
• Senzor de viteză a vântului anemometru Adafruit
• Carcasă impermeabilă
• Senzor de presiune și altitudine barometrică Adafruit BMP280
• Senzor de temperatură și umiditate Adafruit DHT22
• Adafruit a asamblat scutul de înregistrare a datelor
• Lipici fierbinte

Este important la acest pas să vă asigurați că Arduino funcționează și poate fi programat de pe computer. De asemenea, am ajuns să lipim toate componentele noastre pe un protoboard, dar poate fi folosită și o placă pentru conectarea senzorului la Arduino. Protoboardul nostru a făcut ca toate conexiunile noastre să fie permanente și a făcut mai ușoară adăpostirea componentelor, fără a vă face griji că le veți împiedica.

Pasul 2: Adăugați un Data Logger

Acest pas este ușor. Tot ce trebuie să faceți pentru a realiza acest pas este să fixați jurnalul de date la locul său. Se potrivește chiar deasupra Arduino Uno.

Obținerea înregistrării datelor în jurnalul de date necesită o anumită codificare. Loggerul înregistrează datele pe un card SD care se potrivește în ecran și poate fi îndepărtat și conectat la un computer. O caracteristică a codului care este utilă este utilizarea ștampilei de timp. Ceasul de timp înregistrează ziua, luna și anul în plus față de al doilea, minutul și ora (atâta timp cât este conectat la baterie). A trebuit să setăm acel timp în cod când am început, dar data logger păstrează timpul atâta timp cât bateria de pe placa sa este conectată. Aceasta înseamnă că nu se resetează ceasul!

Pasul 3: configurați senzorul de temperatură și umiditate

1. Conectați primul pin (roșu) de pe senzor la pinul de 5V de pe Arduino
2. Conectați al doilea pin (albastru) la un pin digital de pe Arduino (le punem pe ale noastre în pinul 6)
3. Conectați al patrulea pin (verde) la solul Arduino

Senzorul de la Adafruit pe care l-am folosit are nevoie doar de un pin digital pe Arduino pentru a colecta date. Acest senzor este un senzor de umiditate capacitiv. Ceea ce înseamnă acest lucru este că măsoară umiditatea relativă cu doi electrozi metalici separați de un material dielectric poros între ei. Pe măsură ce apa pătrunde în pori, capacitatea este modificată. Porțiunea de detectare a temperaturii a senzorului este un rezistor simplu: rezistența se schimbă pe măsură ce temperatura se schimbă (denumită termistor). Deși modificarea este neliniară, poate fi tradusă într-o citire a temperaturii înregistrată de ecranul nostru de înregistrare a datelor.

Pasul 4: Configurați senzorul de presiune și altitudine

1. Pinul Vin (roșu) se conectează la pinul de 5V de pe Arduino
2. Al doilea pin nu este conectat la nimic
3. Pinul GND (negru) este conectat la sol pe Arduino
4. Pinul SCK (galben) rulează către pinul SCL de pe Arduino
5. Al cincilea pin nu este conectat
6. Pinul SDI (albastru) este conectat la pinul SDA al Arduino
7. Al șaptelea pin nu este conectat și nu este prezentat pe diagramă

Pinul Vin reglează tensiunea la senzorul în sine și o reduce de la intrarea de 5V la 3V. Pinul SCK sau PIN-ul de ceas SPI este un pin de intrare la senzor. Pinul SDI este datele seriale în pin și transportă informațiile de la Arduino la senzor. În diagrama configurării Arduino și a panoului de măsurare, senzorul de presiune și altitudine din imagine nu a fost modelul exact pe care l-am folosit. Există un pin mai puțin, totuși, modul în care este cablat este exact același cu modul în care a fost cablat senzorul real. Modul în care pinii sunt conectați reflectă pinii de pe senzor și ar trebui să ofere un model adecvat pentru configurarea senzorului.

Pasul 5: configurați anemometrul

1. Linia de alimentare roșie de la anemometru trebuie conectată la pinul Vin de pe Arduino
2. Linia de masă neagră ar trebui să fie conectată la sol de pe Arduino
3. Firul albastru (în circuitul nostru) a fost conectat la pinul A2

Un lucru important de luat în considerare este că anemometrul necesită o putere de 7-24V pentru a funcționa. Pinul de 5V de pe Arduino pur și simplu nu o va tăia. Deci, o baterie de 9V trebuie să fie conectată la Arduino. Aceasta se conectează direct la pinul Vin și permite anemometrului să extragă dintr-o sursă de energie mai mare. Anemometrul măsoară viteza vântului prin crearea unui curent electric. Cu cât se învârte mai repede, cu atât mai multă energie și, cu atât, cu atât mai mult curent, sursele anemometrului. Arduino este capabil să traducă semnalul electric pe care îl primește la viteza vântului. Programul pe care l-am codat face, de asemenea, conversia necesară pentru a obține viteza vântului în mile pe oră.

Pasul 6: Verificați circuitul și executați câteva teste

În imaginea de mai sus este schema noastră completă de circuite. Senzorul de temperatură este senzorul alb, cu patru pini, în mijlocul plăcii. Senzorul de presiune este reprezentat de senzorul roșu din dreapta. Deși nu se potrivește exact cu senzorul pe care l-am folosit exact, pinii / conexiunile se vor potrivi dacă îi aliniați de la stânga la dreapta (pe senzorul pe care l-am folosit mai există un pin decât în diagramă). Sârmele anemometrului s-au potrivit cu culorile pe care le-am atribuit în diagramă. În plus, am adăugat bateria de 9V la portul negru din colțul din stânga jos al diagramei de pe Arduino.

Pentru a testa stația meteo, încercați să respirați senzorul de temperatură și umiditate, rotiți anemometrul și luați date în partea de sus și de jos a unei clădiri / deal înalte pentru a vedea dacă senzorul de temperatură, anemometrul și senzorul de presiune / altitudine colectează date. Încercați să scoateți cardul SD și să conectați un dispozitiv pentru a vă asigura că măsurătorile au fost înregistrate corect. Sperăm că totul funcționează fără probleme. Dacă nu, verificați din nou toate conexiunile. Ca plan de rezervă, încercați să verificați codul și să vedeți dacă au fost comise erori.

Pasul 7: adăugați toate componentele

Este momentul să facem să pară o stație meteo reală. Am folosit o cutie impermeabilă pentru produse în aer liber pentru a adăposti circuitul nostru și majoritatea componentelor. Cutia noastră avea deja o gaură în lateral cu un penetrator și o garnitură de cauciuc. Acest lucru ne-a permis să rulăm senzorul de temperatură și firele anemometrului în afara cutiei printr-o gaură găurită în penetrator și sigilată cu epoxidic. Pentru a rezolva problema adăpostirii senzorului de presiune în interiorul cutiei, am făcut găuri mici chiar în partea inferioară a cutiei și am pus un colier în fiecare colț al fundului pentru a-l menține așezat deasupra nivelului solului.

Pentru a impermeabiliza firele care conectează anemometrul și senzorul de temperatură la placa principală, am folosit bandă termocontractabilă pentru a sigila orice conexiuni. Am trecut senzorul de temperatură sub cutie și l-am atașat (pur și simplu nu am vrut ca plasticul colorat să prindă căldura și să ne dea citiri false de temperatură).

Aceasta nu este singura opțiune de locuință, dar este cu siguranță una care va face treaba pentru un proiect distractiv.

Pasul 8: Bucurați-vă de mica stație meteo personală

Acum este partea distractivă! Luați stația meteo cu dvs., configurați-o în afara ferestrei sau faceți orice altceva doriți. Doriți să îl trimiteți într-un balon meteo? Consultați următorul nostru instructabil!