Istasyon ng Panahon Sa Pag-log ng Data: 7 Mga Hakbang (na may Mga Larawan)

2024 May -akda: John Day | [email protected]. Huling binago: 2024-01-30 13:13

Sa itinuturo na ito ay ipapakita ko sa iyo kung paano gumawa ng system ng istasyon ng panahon sa pamamagitan ng iyong sarili. Ang kailangan mo lang ay pangunahing kaalaman sa electronics, programa at kaunting oras.

Ang proyektong ito ay nasa paggawa pa rin. Ito ay unang bahagi lamang. Maa-upload ang mga pag-upgrade sa susunod na isa o dalawang buwan.

Kung mayroon kang anumang mga katanungan o problema maaari kang makipag-ugnay sa akin sa aking mail: [email protected]. Ang mga kumpanyang ibinigay ng DFRobot

Kaya't magsimula tayo

Hakbang 1: Mga Kagamitan

Halos lahat ng kinakailangang materyales para sa proyektong ito ay maaaring mabili sa online store: DFRobot

Para sa proyektong ito kakailanganin namin:

-Mga kit ng istasyon ng ubas

-Arduino SD card modul

-SD card

-Solar power manager

-5V 1A Solar panel

-Ang ilang mga kurbatang nylon cable

-Mounting kit

-LCD display

-Breadboard

-Li- ion na baterya (Gumamit ako ng mga baterya ng Sanyo 3.7V 2250mAh)

-Waterproof na plastic junction box

-May ilang mga wire

-Resistors (2x 10kOhm)

Hakbang 2: Mga Modyul

Para sa proyektong ito Gumamit ako ng dalawang magkakaibang mga module.

Solar power manager

Ang module na ito ay maaaring pinalakas ng dalawang magkakaibang mga supply, 3.7V baterya, 4.5V - 6V solar panel o USB cable.

Mayroon itong dalawang magkakaibang output. 5V USB output na maaaring magamit para sa pagbibigay ng Arduino o ilang iba pang controller at 5V pin para sa pag-power ng iba't ibang mga module at sensor.

Mga pagtutukoy:

• Boltahe ng Input ng Solar (SOLAR IN): 4.5V ~ 6V
• Input ng Baterya (BAT IN): 3.7V Single cell Li-polymer / Li-ion
• BatteryCharge Kasalukuyang (USB / SOLAR IN): 900mA Max patak na singilin, palaging kasalukuyang, pare-pareho ang boltahe ng tatlong mga phase na pagsingil
• Pagsingil ng Cutoff Boltahe (USB / SOLAR IN): 4.2V ± 1%
• Naayos ang Power Supply: 5V 1A
• Kinokontrol na Kahusayan sa Pag-supply ng Kuryente (3.7V BAT IN): 86% @ 50% Load
• Kahusayan sa USB / Solar Charge: 73%@3.7V 900mA BAT IN

Module ng SD

Ang module na ito ay ganap na katugma sa Arduino. Pinapayagan kang magdagdag ng mass storage at pag-log ng data sa iyong proyekto.

Ginamit ko ito para sa pagkolekta ng data mula sa istasyon ng panahon na may 16GB SD card.

Mga pagtutukoy:

• Break out board para sa karaniwang SD card at Micro SD (TF) card
• Naglalaman ng isang switch upang piliin ang puwang ng flash card
• Diretsong umupo sa isang Arduino
• Magamit din sa iba pang mga microcontroller

Hakbang 3: Weather Station Kit

Ang pangunahing sangkap para sa proyektong ito ay ang kit ng istasyon ng panahon. Ito ay pinalakas ng 5V mula sa Arduino o maaari mo ring gamitin ang panlabas na 5V supply.

Mayroon itong 4 na mga pin (5V, GND, TX, RX). Gumagamit ang port ng data ng TXD ng 9600bps.

Ang kit ng istasyon ng panahon ay binubuo ng:

• Anemometer
• Wind vane
• Ulan balde
• Board ng Sensor
• Hindi kinakalawang na asero studdle (30CM) (11.81 ")
• Component na pakete

Maaari itong magamit upang sukatin:

• Bilis ng hangin
• Direksyon ng hangin
• Halaga ng ulan

Bumuo ito ng kahalumigmigan at temperatura sensor na maaari ring sukatin ang presyon ng barometric.

Maaaring sukatin ng anemometer ang bilis ng hangin hanggang sa 25 m / s. Ang direksyon ng hangin ay ipinapakita sa degree.

Ang karagdagang impormasyon tungkol sa kit na ito at ang sample code ay matatagpuan sa: DFRobot wiki

Hakbang 4: Paano Magtipon ng Weather Station Kit

Ang pagpupulong ng kit na ito ay medyo madali ngunit para sa karagdagang impormasyon tungkol sa pagpupulong panoorin ang isang tutorial sa kung paano tipunin ang kit na ito.

Tutorial: Paano mag-ipon ng kit ng istasyon ng panahon

Hakbang 5: Supply at Pabahay

Baterya:

Para sa proyektong ito gumamit ako ng 3.7V na mga baterya ng li-ion. Gumawa ako ng pack ng baterya mula sa 5x ng mga baterya na ito. Ang bawat baterya ay may tungkol sa 2250 mah, kaya ang isang pakete ng 5x ay nagbibigay ng tungkol sa 11250 mAh kapag nakakonekta sa parallel.

Koneksyon: Tulad ng nabanggit ko na konektado ko ang mga baterya nang kahanay, dahil sa kahanay pinapanatili mo ang orihinal na boltahe ngunit nakakakuha ng mas malaking kapasidad ng baterya. Halimbawa: Kung mayroon kang dalawang 3.7V 2000 mAh na baterya at ikinonekta mo ito nang kahanay makakakuha ka ng 3.7V at 4000 mah.

Kung nais mong makamit ang mas mataas na boltahe pagkatapos ay kailangan mong ikonekta ang mga ito sa serye. Halimbawa: Kung ikinonekta mo ang dalawang 3.7V 2000 mAh na baterya sa serye makakakuha ka ng 7, 4V at 2000 mah.

Solar panel:

Gumamit ako ng 5V 1A solar panel. Ang panel na ito ay may tungkol sa max 5W ng output power. Ang boltahe ng output ay pupunta sa 6V. Kapag sinubukan ko ang panel sa maulap na panahon ang output boltahe ay tungkol sa 5.8-5.9V.

Ngunit kung nais mong buong ibigay ang istasyong ito ng panahon na may solar energy kailangan mong magdagdag ng 1 o 2 solar panel at lead-acid na baterya o iba pa upang mag-imbak ng enerhiya at upang mag-supply ng istasyon kapag walang araw.

BAHAY:

Tila hindi ngunit ang pabahay ay isa sa pinakamahalagang bahagi ng sistemang ito, sapagkat pinoprotektahan nito ang mahahalagang bahagi mula sa labas ng mga elemento.

Kaya pipili ako ng hindi tinatagusan ng tubig na kahon ng plastik na kantong. Mayroon lamang itong sapat na malaki upang magkasya ang lahat ng mga sangkap sa loob. Ito ay tungkol sa 19x15 cm.

Hakbang 6: Mga Kable at Code

Arduino:

Ang lahat ng mga bahagi ay konektado sa Arduino.

-SD module:

• 5V -> 5V
• GND -> GND
• MOSI -> digital pin 9
• MISO -> digital pin 11
• SCK -> digital pin 12
• SS -> digital pin 10

Lupon ng istasyon ng panahon:

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

Ang baterya pack ay konektado direkta sa power manager (3.7V baterya input). Gumawa rin ako ng koneksyon mula sa baterya hanggang sa analog pin A0 sa Arduino para sa pagsubaybay ng boltahe.

Ang solar panel ay konektado direkta sa modyul na ito (solar input). Ang solar panel ay konektado din sa divider ng boltahe. Ang output ng boltahe na divider ay konektado sa analog pin A1 sa Arduino.

Gumawa rin ako ng koneksyon upang maikonekta mo ang LCD display dito upang suriin ang boltahe. Kaya ang LCD ay konektado sa 5V, GND at SDA mula sa LCD ay papunta sa SDA sa Arduino at pareho sa SCK pin.

Ang Arduino ay konektado sa module ng power manager na may USB cable.

CODE:

Ang code para sa istasyon ng panahon na ito ay matatagpuan sa DFRobot wiki. Inilakip ko rin ang aking code sa lahat ng mga pag-upgrade.

-Kung nais mong makuha ang tamang direksyon ng hangin para sa iyong posisyon, kailangan mong manu-manong baguhin ang mga halaga ng pagkakasala sa programa.

Kaya't ang lahat ng data ay nakaimbak sa txt file na pinangalanang pagsubok. Maaari mong palitan ang pangalan ng file na ito kung nais mo. Isusulat ko ang lahat ng mga posibleng halaga mula sa istasyon ng panahon at nagsusulat din ito sa boltahe ng baterya at boltahe ng araw. Upang makita mo kung kumusta ang pagkonsumo ng baterya.

Hakbang 7: Pagsukat ng Boltahe at Pagsubok

Kailangan kong gumawa ng pagsubaybay sa boltahe sa baterya at solar panel para sa aking proyekto.

Para sa pagsubaybay sa boltahe sa baterya gumamit ako ng analog pin. Nakakonekta ako + mula sa baterya patungo sa analog pin A0 at - mula sa baterya patungong GND sa Arduino. Sa programm ginamit ko ang function na "analogRead" at "lcd.print ()" para sa pagpapakita ng halaga ng boltahe sa LCD. Ang pangatlong larawan ay nagpapakita ng boltahe sa baterya. Sinukat ko ito sa Arduino at din sa multimeter upang maihambing ko ang halaga. Ang pagkakaiba sa pagitan ng dalawang halagang ito ay tungkol sa 0.04V.

Dahil ang boltahe ng output mula sa solar panel ay mas malaki sa 5V na kailangan ko upang makagawa ng boltahe na divider. Ang analog input ay maaaring tumagal ng maximum ng 5V input boltahe. Ginawa ko ito gamit ang dalawang 10kOhm risistor. Paggamit ng dalawang risistor na may pantay na halaga, hatiin ang boltahe nang eksakto sa kalahati. Kaya kung ikinonekta mo ang 5V, ang output boltahe ay magiging tungkol sa 2.5V. Ang voltage divider na ito ay nasa unang larawan. Ang pagkakaiba sa pagitan ng halaga ng boltahe sa LCD at sa multimeter ay tungkol sa 0.1-0.2V

Ang equasion para sa output ng voltage divider ay: Vout = (Vcc * R2) / R1 + R2

Pagsubok

Kapag ikinonekta ko ang lahat nang magkasama at naka-pack ang lahat ng mga sangkap sa pabahay na kailangan ko upang makagawa sa labas ng pagsubok. Kaya't inilabas ko ang istasyon ng panahon sa labas upang makita kung paano ito gagana sa tunay na mga kondisyon sa labas. Ang pangunahing layunin ng pagsubok na ito ay upang makita kung paano gagana ang mga baterya o kung gaano ito lalabas sa pagsubok na ito. Habang ang pagsubok sa labas ng temperatura ay tungkol sa 1 ° C sa labas at tungkol sa 4 ° C sa loob ng pabahay.

Ang boltahe ng baterya ay bumaba mula 3.58 hanggang sa 3.47 sa limang oras.