Arduino Weathercloud цаг уурын станц: 16 алхам (зурагтай)

2024 Зохиолч: John Day | [email protected]. Хамгийн сүүлд өөрчлөгдсөн: 2024-01-30 11:03

Би интернетэд холбогдсон цаг агаарын станц хийсэн. Энэ нь температур, чийгшил, даралт, хур тунадас, салхины хурд, хэт ягаан туяаны индексийг хэмждэг бөгөөд цаг уурын хэд хэдэн чухал утгыг тооцдог. Дараа нь энэ өгөгдлийг сайхан график, UX -тэй weathercloud.net руу илгээдэг. Мөн цаг агаарын вэбкамертай. Энэ нь надад 140 еврогийн үнэтэй байсан. Би энэ станцыг сургуулийнхаа төсөл болгон хийсэн. Станцыг Словакийн Братислава хотод байдаг миний сургуульд суурилуулсан. Энд одоогийн өгөгдөл байна.

Фото зураг: Mimo magazín. Зөвшөөрөлтэйгээр ашигласан.

Жич: Би энэ төсөл дээр хоёр жил гаруй ажиллаж байна. Энэхүү зааварчилгаа нь миний нэг жилийн өмнө хэвлүүлсэн зааварчилгааны нэг хэсэг юм. Түүнчлэн, хэн ч хэзээ ч нэг настай сурган хүмүүжүүлэгчдийг хардаггүй

2018.12.14 -ийг ШИНЭЧЛЭХ: Сайн байна уу! Би станцдаа аннометр (салхины хэмжигч) нэмсэн. Шинэ текст, зураг байгаа тул үүнийг заавал үзээрэй

Алхам 1: Weathercloud

Юуны өмнө Weatherclud гэж юу вэ? Weathercloud бол дэлхийн өнцөг булан бүрээс цаг тухайд нь мэдээлдэг цаг уурын станцуудын том сүлжээ юм. Энэ нь үнэ төлбөргүй бөгөөд түүнтэй холбогдсон 10 000 гаруй цаг агаарын станц байдаг. Нэгдүгээрт, би өөрийн HTML вэбсайттай байсан бөгөөд бүх өгөгдлийг илгээсэн боловч өөрийн вэбсайт, график гаргах нь хэцүү бөгөөд бүх өгөгдлийг сайхан график, тогтвортой сервертэй том үүл платформ руу илгээх нь илүү хялбар байдаг. Би weathercloud руу өгөгдөл хэрхэн илгээхийг хайж олсон бөгөөд GET -ийн энгийн дуудлагаар үүнийг амархан хийж болохыг олж мэдсэн. Weathercloud -ийн цорын ганц асуудал бол үнэгүй данстай бол өгөгдлийг зөвхөн арван минут тутамд илгээх боломжийг олгодог боловч ихэнх тохиолдолд энэ нь асуудал биш юм. Үүнийг ажиллуулахын тулд та Weathercloud данс үүсгэх шаардлагатай болно. Дараа нь та тэдний вэбсайт дээр станцын профайл үүсгэх шаардлагатай болно. Та Weathercloud дээр цаг уурын станцынхаа профайлыг үүсгэх үед танд Weathercloud ID болон Weathercloud -ийн түлхүүрийг өгнө. Эдгээрийг хадгалаарай, учир нь Arduino -д өгөгдөл хаашаа илгээхээ мэдэх шаардлагатай болно.

Алхам 2: эд ангиудын жагсаалт

Google хуудас BOM

Тооцоолсон үнэ: 140 €/150 $

Алхам 3: Багаж хэрэгсэл

Эдгээр хэрэгслүүд ашигтай байж болно:

утас хуулагч

батерейны өрөм

гагнуурын төмөр

бахө

халив

цавуу буу

мултиметр

харсан

модны өрөмдлөг

файл

Алхам 4: DS18B20 нарны цацрагийн бамбай

Нарны цацрагийн бамбай нь цаг уурын станцуудад нарны шууд цацрагийг хаах, хэмжсэн температурын алдааг багасгахад ашигладаг маш түгээмэл зүйл юм. Энэ нь мөн температур мэдрэгчийн эзэмшигчийн үүргийг гүйцэтгэдэг. Цацрагийн бамбай нь маш ашигтай боловч ихэвчлэн гангаар хийгдсэн бөгөөд үнэтэй байдаг тул би өөрөө бамбай хийхээр шийдсэн. Би ийм цацрагийн бамбай хэрхэн хийхийг харуулсан зааварчилгаа хийсэн. Энд зааварчилгаа байна.

Би мөн ижил процессыг харуулсан видеог олсон тул та үүнийг ашиглаж болно:

Алхам 5: Терминал хайрцаг

Терминал хайрцаг нь станцын төв юм. Үндсэн 14 цөмт кабель нь үүнийг серверийн хайрцагт холбодог. DS18B20 кабель нь үүнд ордог. Хэт ягаан туяаны хайрцгийн кабель нь үүнд ордог. Мөн чийгшил, даралт мэдрэгчийг байрлуулдаг. Терминал хайрцгийг сонгохдоо 10x5x5см (4 "x2" x2 ") хэмжээтэй IP65 хуванцар холболтын хайрцгийг ашиглаж болно.

Алхам 6: Хэт ягаан туяаны мэдрэгчийн хайрцаг

Хэт ягаан туяаны мэдрэгч хайрцаг нь UVM-30A хэт ягаан туяаны мэдрэгчийг байрлуулдаг бөгөөд энэ нь гол терминалын хайрцаг ба бороо, салхины хэмжигч хоёрын хоорондох дунд цэг юм. Хэт ягаан туяаны мэдрэгч хайрцаг нь бүрэн ил тод бүрхүүлтэй ямар ч хуванцар IP65 хайрцаг байж болно.

Алхам 7: Цаг агаарын камер

Цаг агаарын вэбкамер (эсвэл цаг агаарын камерыг миний нэрлэдгээр нэрлэдэг) нь цаг агаарын бодит нөхцөл байдлын дүрсийг бичих, дамжуулахад ашиглагддаг. Зурган дээрээс та гэрлийн эрч хүч, үүлэрхэг байдлыг тодорхойлж болно. Би хамгийн хямд wifi камер авахаар явлаа, гэхдээ та хүссэн Wi -Fi камераа ашиглаж болно. Энэхүү хямдхан камер сайн ажилладаг боловч нэг асуудал гардаг. Та урсгал програм хангамжийг байнга ажиллуулдаг компьютертай байх ёстой. Энэ нь миний хувьд асуудал биш байсан, учир нь сүлжээнд вэбсайт ажиллуулж байгаа сервер байгаа тул дамжуулалтыг зохицуулж чадна. Гэхдээ хэрэв танд гэрийн сүлжээнд ийм компьютер байхгүй бол би Raspberry pi болон Raspberry pi камер худалдаж авахыг зөвлөж байна. Энэ нь илүү үнэтэй (25 $ vs 70 $) боловч хэрэв танд вэбкамер хэрэгтэй бол танд өөр сонголт байхгүй. Аль ч тохиолдолд та камерыг цаг агаарын хамгаалалттай хайрцагт хийх хэрэгтэй. Та хэт ягаан туяаны мэдрэгчтэй ижил хайрцгийг ашиглаж болно. Би ердийн хуванцар хайрцаг, plexiglass -аас өөрийн хайрцгийг хийсэн боловч энэ нь шаардлагагүй юм. Камерын батерейг байнга цэнэглэх шаардлагатай болно. Та USB кабелийг буулгаж, + ба - утсыг мэдрэгчийн 5V тэжээлийн гаралт руу холбосноор үүнийг хийж чадна. Хэрэв та камераа цаг агаараас хамгаалсан бол зүгээр л үзэмж сайтай хаана ч хамаагүй суулгаж болно.

Одоо програм хангамжийг авч үзье. Энэ хэсэг нь дэвшилтэт код бичих ур чадвар шаарддаг. Энэ бүхнийг хийхийн тулд та гэрийн сүлжээндээ 24/7 ажилладаг компьютертэй байх ёстой (Raspberry pi байж болно). Тиймээс таны хийх ёстой хамгийн эхний зүйл бол IP камераа гэрийнхээ Wi-Fi сүлжээнд холбох явдал юм. Та камерын интерфэйс дээрх хэрэглэгчийн нэр, нууц үгийн дагуу хэрэглэгчийн нэр, нууц үгээ скриптээр өөрчлөх хэрэгтэй. Та мөн скрипт дэх камерын IP хаягийг өөрчлөх хэрэгтэй. Дараа нь та оруулсан скриптийг 5 минут тутамд сервер/компьютер дээрээ ажиллуулахын тулд ажлын хуваарьлагчийг тохируулах хэрэгтэй. Скрипт одоо 5 минут тутамд камерын дүрсийг дэлгэцийн агшинд авч, урьдчилан тохируулсан хавтсанд хадгалах ёстой. Фолдер нь нийтэд нээлттэй байх ёстой бөгөөд ингэснээр та үүнийг хайлтын системээс хайж болно: example.com/username/webcam.jpg. Weathercloud дараа нь энэ зургийг нийтийн фолдероос аваад вэб хуудсандаа байрлуулж болно. Та "шууд" (5 минут тутамд шинэчлэгддэг) тэжээлийг эндээс үзэх боломжтой.

Алхам 8: Шилдэг мэдрэгч эзэмшигч

Шилдэг мэдрэгч эзэмшигч нь дээвэр дээрх дээд мэдрэгчийг (хэт ягаан туяа, хур тунадас, салхины хурд) агуулсан ган бүрээс юм. Эдгээр зургуудаас харж буй хэсэг нь зөвхөн манай барилгад тохирсон болно. Та эдгээр мэдрэгчийг хүссэнээрээ холбож болно. Энэ бол зүгээр л жишээ. Бид аль хэдийн дээвэр дээр ган хоолой суурилуулсан байсан тул эзэмшигчийг холбоход хялбар болсон.

Алхам 9: Бамбай нийцтэй байдлын асуудал

Ethernet бамбай ба хамгаалалтын хамгаалалтын хооронд энгийн нийцтэй байдлын асуудал байдаг. Ethernet холбогч танд зөвшөөрөхгүй тул та protoshield -ийг ethernet бамбай дээр тавьж болохгүй. Ethernet бамбайг ICSP холбогчоор дамжуулан arduino -той шууд холбох шаардлагатай байдаг, гэхдээ хамгаалалтын бүрхүүл байхгүй тул та протезийн хамгаалалтын дээд хэсэгт байрлуулж болохгүй. За, энгийн асуудал, энгийн шийдэл. Би зүгээр л protoshield -ийн тэгш өнцөгт нүхийг хайчилж авснаар ethernet холбогч нь багтах болно.

Алхам 10: Хур тунадасны хэмжилт

Миний захиалсан борооны хэмжүүр сайн ажилладаг, гэхдээ нэг том асуудал байдаг. Энэ нь I2C эсвэл RX/TX гэх мэт харилцааны интерфейсгүй. 0.28 мм/м2 -аас дээш бороо орох бүрт 60 микросекунд асдаг энгийн унтраалга байдаг. Хур тунадасыг хэмжихээс өөр юу ч хийхгүй байхад arduino үүнийг амархан барьж чадна. Гэхдээ өөр ажил хийх шаардлагатай бол (температурыг хэмжих, үүл рүү илгээх гэх мэт) борооны тоолуурыг асаах үед arduino процессор завгүй байх магадлал өндөр байдаг. Энэ нь хур тунадасны буруу уншилт үүсгэх болно. Тиймээс би хоёр дахь ардуино - arduino nano -ийг нэмсэн. Наногийн цорын ганц ажил бол хур тунадасыг хэмжиж, I2C -ээр дамжуулан мастер arduino руу илгээх явдал юм. Ингэснээр хур тунадасны уншилт үргэлж үнэн зөв байх болно. Би arduino нано болон RTC модулийг хоёуланг нь агуулсан ПХБ хийсэн боловч та үүнийг протошайд гагнах боломжтой. Энэ бол хамгийн энгийн бөгөөд хямд шийдэл биш гэдгийг би мэднэ, гэхдээ надад таалагдаж байгаа бөгөөд энэ нь маш цэвэрхэн, зохион байгуулалттай юм.

Алхам 11: Салхины хурдны хэмжилт

Энэ алхам нь өмнөх алхамтай маш төстэй юм. Би салхины хурдыг хэмждэг самбар хийж, дараа нь I2C дамжуулдаг. ЗТХ -гүйгээр өмнөх алхамыг давтана уу. Би хоёуланг нь хоёуланг нь нэг хавтан болгох гэж оролдсон боловч энэ нь болсонгүй.

Алхам 12: Серверийн хайрцаг

Бүх электрон хэрэгслийг жижиг, зохион байгуулалттай хайрцагт нуух нь үргэлж сайн санаа юм. Энэ бол миний серверийн хайрцагтай хийсэн зүйл юм. Серверийн хайрцагт Arduino UNO, ethernet shield, protoshield, 5V зохицуулагч, өгөгдлийн кабелийн үндсэн терминал, хур тунадасны хэмжих самбар байрладаг. Arduino -ийн тухай нэг тэмдэглэл: станцын код нь Arduino UNO санах ойн 90% -ийг ашигладаг бөгөөд энэ нь зарим асуудал үүсгэж болзошгүй юм. Та Arduino Mega -ийг ашиглах эсвэл ашиглах шаардлагагүй байж магадгүй юм.

Алхам 13: Холболтууд

Зүгээр л оруулсан схемийн дагуу бүх зүйлийг холбоно уу.

Алхам 14: КОД

Энэ бол бидний хүлээж байсан хэсэг болох эцсийн хэсэг юм. Та IP хаяг, Weathercloud ID болон Weathercloud KEY -ийг гэрийн сүлжээ болон Weathercloud дансныхаа дагуу өөрчлөх хэрэгтэй. Дараа нь та үүнийг arduino дээрээ байршуулахад бэлэн боллоо. I2C бороо илгээгчийн кодыг борооны самбар дээрх Arduino нано дээр, I2C салхины дамжуулагчийг салхины хурдны самбар дээрх Arduino нано дээр байршуулах шаардлагатай бөгөөд index.php скрипт байдаг бөгөөд энэ тухай дэлгэрэнгүй мэдээллийг 7 -р алхамд оруулсан болно..

Алхам 15: Суулгах

Цаг уурын станцаа семинар дээрээ ажиллуулах нь өөр хэрэг боловч бодит амьдрал дээр хүнд нөхцөлд ажиллах нь өөр хэрэг юм. Суурилуулах журам нь станцыг суурилуулж буй барилгаас ихээхэн хамаарна. Гэхдээ хэрэв танд нарны цацрагийн хамгаалалт, дээд мэдрэгч эзэмшигч байгаа бол энэ нь тийм ч хэцүү биш байх болно. Температур, чийгшлийн мэдрэгчийг барилгын аль ч хэсэгт байрлуулж болох боловч хэт ягаан туяаны мэдрэгч ба борооны хэмжигч нь барилгын дээд талд байх ёстой. Хэт ягаан туяаны мэдрэгч нь сүүдэрт байж чадахгүй, борооны хэмжигч хананы дэргэд байж чадахгүй, эс тэгвээс хүчтэй салхитай үед борооны дуслууд хэмжигч рүү унахгүй бөгөөд уншилт нь буруу болно. Станцыг ердийн байшинд хэрхэн яаж байрлуулж болохыг харуулсан зураг энд байна. Дээвэр дээр станц суурилуулахдаа маш болгоомжтой байх хэрэгтэй бөгөөд бетон өрөмдөх хүчирхэг өрөмтэй байх ёстой.

Алхам 16: Дууссан

Баяр хүргэе. Хэрэв та бүх алхамыг зөв хийсэн бол танд бүрэн ажиллагаатай үүл цаг уурын станц байна. Та миний станцын өгөгдлийг эндээс харах боломжтой. Хэрэв танд ямар нэгэн асуулт, санал байвал доорх тайлбар хэсэгт тэднийг сонсоход таатай байх болно.

Би ESP32 Wi-Fi самбар болон зарим нэмэлт мэдрэгч (салхины хурд/чиглэл, нарны цацраг, хөрсний чийгшил) ашиглан үүнтэй төстэй станц барихаар төлөвлөж байна. Зугаацаарай!