Istasyon ng Panahon: 8 Hakbang (may Mga Larawan)

2024 May -akda: John Day | [email protected]. Huling binago: 2024-01-30 13:14

Nakarating na ba na hindi komportable sa panahon ng maliit na usapan? Kailangan mo ng mga cool na bagay upang pag-usapan (okay, magyabang) tungkol sa? Sa gayon mayroon kaming bagay para sa iyo! Papayagan ka ng tutorial na ito na bumuo at magamit ang iyong sariling istasyon ng panahon. Ngayon ay maaari mo nang tiwalaang punan ang anumang mahirap na katahimikan sa mga pag-update sa temperatura, presyon, kahalumigmigan, altitude at bilis ng hangin. Hindi ka na muling gagamit ng mura, "naging maganda ang panahon" kapag nakumpleto mo ang maayos na proyekto na ito.

Ang aming istasyon ng panahon ay kumpleto sa kagamitan sa isang kahon na lumalaban sa tubig na may iba't ibang mga sensor na nagtatala ng iba't ibang mga likas na sukat at nai-save silang lahat sa parehong SD card. Ginagamit ang isang Arduino Uno upang madaling ma-code ang istasyon ng panahon upang maaari itong gumana nang malayuan. Bilang karagdagan, ang anumang bilang ng mga sensor ay maaaring idagdag o isama sa system upang bigyan ito ng isang iba't ibang mga pagpapaandar. Nagpasya kaming gumamit ng iba't ibang mga sensor mula sa Adafruit: gumamit kami ng sensor ng Temperatura at Humidity ng DHT22, isang sensor ng presyon ng barometric at altitude ng BMP280, at isang sensor ng bilis ng hangin ng anemometer. Kailangan naming mag-download ng maraming mga library ng code bilang karagdagan sa pagdugtong ng ilang iba't ibang mga code upang makuha ang lahat ng aming mga sensor na tumakbo nang sama-sama at mag-log ng data sa SD card. Ang mga link sa mga aklatan ay nagkomento sa aming code.

Hakbang 1: Ipunin ang Mga Materyales

• Arduino Uno
• Protoboard
• 9V Baterya
• Adafruit Anemometer Wind Speed Sensor
• Waterproof na Pabahay
• Adafruit BMP280 Barometric Pressure at Altitude Sensor
• Adafruit DHT22 Temperature at Humidity Sensor
• Adafruit Assembled Data Logging Shield
• Mainit na Pandikit

Mahalaga sa hakbang na ito na siguraduhin lamang na ang iyong Arduino ay gumagana at maaaring mai-program mula sa iyong computer. Natapos din namin ang lahat ng aming mga bahagi sa isang protoboard, ngunit maaari ding magamit ang isang breadboard upang ikonekta ang sensor sa Arduino. Ginawa ng aming protoboard ang lahat ng aming mga koneksyon na permanente at pinadali nitong mailagay ang mga sangkap nang hindi nag-aalala tungkol sa pag-jost sa kanila nang wala sa lugar.

Hakbang 2: Magdagdag ng isang Data Logger

Ang hakbang na ito ay madaling peasy. Ang kailangan mo lang gawin upang magawa ang hakbang na ito ay i-snap ang data logger sa lugar. Tama ang sukat sa tuktok ng Arduino Uno.

Ang pagkuha ng data logger upang talagang mag-log data ay nangangailangan ng ilang coding. Itinatala ng logger ang data sa isang SD card na umaangkop sa kalasag at maaaring alisin at isaksak sa isang computer. Ang isang tampok ng code na kapaki-pakinabang ay ang paggamit ng time stamp. Itinatala ng orasan ng oras ang araw, buwan at taon bilang karagdagan sa pangalawa, minuto at oras (basta naka-link ito sa baterya). Kailangan naming itakda ang oras na iyon sa code nang magsimula kami, ngunit pinapanatili ng data logger ang oras hangga't nakakonekta ang baterya sa board nito. Nangangahulugan ito na walang pag-reset ng orasan!

Hakbang 3: I-set up ang Sensor ng Temperatura at Humidity

1. Ikonekta ang unang pin (pula) sa sensor sa 5V pin sa Arduino
2. Ikonekta ang pangalawang pin (asul) sa isang digital na pin sa Arduino (inilalagay namin ang aming sa pin 6)
3. Wire ang ika-apat na pin (berde) sa lupa ng Arduino

Ang sensor mula sa Adafruit na ginamit namin ay nangangailangan lamang ng isang digital pin sa Arduino upang mangolekta ng data. Ang sensor na ito ay isang capacitive sensor ng kahalumigmigan. Ang ibig sabihin nito ay sinusukat nito ang kamag-anak na kahalumigmigan na may dalawang metal electrode na pinaghiwalay ng isang porous dielectric na materyal sa pagitan nila. Habang pumapasok ang tubig sa mga pores, binago ang capacitance. Ang bahagi ng sensing ng temperatura ng sensor ay isang simpleng risistor: nagbabago ang resistensya habang nagbabago ang temperatura (tinawag na thermistor). Bagaman ang pagbabago ay hindi linear, maaari itong isalin sa isang pagbabasa ng temperatura na naitala ng aming data logger Shield.

Hakbang 4: I-set up ang Pressure at Altitude Sensor

1. Ang Vin pin (pula) ay nakakakonekta sa 5V pin sa Arduino
2. Ang pangalawang pin ay hindi konektado sa anumang bagay
3. Ang pin ng GND (itim) ay konektado sa lupa sa Arduino
4. Ang pin ng SCK (dilaw) ay tumatakbo sa pin ng SCL sa Arduino
5. Ang ikalimang pin ay hindi konektado
6. Ang pin ng SDI (asul) ay konektado sa SDA pin ng Arduino
7. Ang ikapitong pin ay hindi konektado at hindi nakalarawan sa diagram

Kinokontrol ng Vin pin ang boltahe sa sensor mismo at dinadala ito mula sa 5V input hanggang 3V. Ang SCK pin, o ang SPI Clock Pin, ay isang input pin sa sensor. Ang pin ng SDI ay ang serial data sa pin at nagdadala ng impormasyon mula sa Arduino patungo sa sensor. Sa diagram ng pag-set up ng Arduino at breadboard, ang sensor ng presyon at altitude na nakalarawan ay hindi eksaktong modelo na ginamit namin. Mayroong isang mas kaunting pin, gayunpaman, ang paraan na ito ay naka-wire ay ang eksaktong kapareho ng paraan ng aktwal na sensor na naka-wire. Ang paraan ng pagkonekta ng mga pin ay sumasalamin sa mga pin sa sensor, at dapat magbigay ng isang sapat na modelo para sa pag-set up ng sensor.

Hakbang 5: I-set up ang Anemometer

1. Ang pulang linya ng kuryente mula sa anemometer ay kailangang maiugnay sa Vin pin sa Arduino
2. Ang linya ng itim na lupa ay dapat na konektado sa lupa sa Arduino
3. Ang asul na kawad (sa aming circuit) ay konektado sa A2 pin

Ang isang mahalagang bagay na dapat isaalang-alang ay ang anemometer na nangangailangan ng 7-24V ng lakas upang tumakbo. Ang pin na 5V sa Arduino ay hindi lamang ito puputol. Kaya, ang isang 9V na baterya ay dapat na naka-plug sa Arduino. Direktang kumokonekta ito sa Vin pin at pinapayagan ang anemometer na gumuhit mula sa isang mas malaking mapagkukunan ng kuryente. Sinusukat ng anemometer ang bilis ng hangin sa pamamagitan ng paglikha ng isang kasalukuyang kuryente. Ang mas mabilis na pag-ikot nito, mas maraming enerhiya, at sa gayon ay mas maraming kasalukuyang, ang mga mapagkukunan ng anemometer. Nagawang isalin ng Arduino ang signal ng elektrisidad na natatanggap nito sa isang bilis ng hangin. Ginagawa rin ng programang na-code namin ang kinakailangang conversion upang makuha ang bilis ng hangin sa milya bawat oras.

Hakbang 6: Suriin ang Circuit at Patakbuhin ang Ilang Pagsubok

Ang larawan sa itaas ay ang aming nakumpleto na diagram ng circuit. Ang sensor ng temperatura ay ang puti, apat na naka-pin na sensor sa gitna ng pisara. Ang sensor ng presyon ay kinakatawan ng pulang sensor sa kanan. Bagaman hindi ito tumutugma sa sensor na ginamit namin nang eksakto, ang mga pin / koneksyon ay tutugma kung ihanay mo ang mga ito kaliwa hanggang kanan (may isa pang pin sa sensor na ginamit namin kaysa sa diagram). Ang mga wires ng anemometer ay tumugma sa mga kulay na itinalaga namin sa kanila sa diagram. Bilang karagdagan, idinagdag namin ang baterya ng 9V sa itim na port ng baterya sa ibabang kaliwang sulok ng diagram sa Arduino.

Upang subukan ang istasyon ng panahon, subukang huminga sa temperatura at sensor ng kahalumigmigan, paikutin ang anemometer, at kumuha ng data sa tuktok at ibaba ng isang matangkad na gusali / burol upang makita kung ang sensor ng temperatura, anemometer, at sensor ng presyon / altitude ay nakakolekta ng data. Subukang ilabas ang SD card at isaksak sa isang aparato upang matiyak na ang mga sukat ay naitala nang maayos. Sana maayos ang lahat. Kung hindi, i-double check ang lahat ng iyong mga koneksyon. Bilang isang back-up na plano, subukang suriin ang code at tingnan kung may nagawang mga pagkakamali.

Hakbang 7: Bahay Lahat ng Mga Bahagi

Ngayon na ang oras upang gawin itong hitsura ng isang tunay na istasyon ng panahon. Gumamit kami ng isang kahon ng hindi tinatagusan ng tubig ng Mga Produkto upang maipasok ang aming circuit at ang karamihan sa mga bahagi. Ang aming kahon ay mayroon nang butas sa gilid na may isang penetrator at isang rubber gasket. Pinapayagan kaming patakbuhin ang sensor ng temperatura at mga wire ng anemometer sa labas ng kahon sa pamamagitan ng isang butas na drill sa penetrator at tinatakan ng epoxy. Upang malutas ang isyu ng pabahay ng pressure sensor sa loob ng kahon, nag-drill kami ng maliliit na butas sa ilalim ng kahon at naglagay ng isang riser sa bawat sulok ng ilalim upang mapanatili itong nakaupo sa itaas ng antas ng lupa.

Upang hindi tinatagusan ng tubig ang mga wire na kumukonekta sa anemometer at sensor ng temperatura sa pangunahing circuit board, ginamit namin ang heat shrink tape upang mai-seal ang anumang mga koneksyon. Pinatakbo namin ang sensor ng temperatura sa ilalim ng kahon at ikinabit ito (hindi lamang namin ginusto na makatiklop ng init ang tint na plastik at bigyan kami ng maling pagbabasa ng temperatura).

Hindi lamang ito ang pagpipilian sa pabahay, ngunit tiyak na isa na makakapagtapos ng trabaho para sa isang masayang proyekto.

Hakbang 8: Masiyahan sa Iyong Personal na Little Weather Station

Ngayon ang nakakatuwang bahagi! Dalhin ang iyong istasyon ng panahon sa paligid mo, i-set up ito sa labas ng iyong bintana, o gawin ang anumang nais mo. Nais mo bang ipadala ito sa isang lobo ng panahon? Suriin ang aming susunod na Makatuturo!