Нодемку дээрх зэгс унтраалга, танхимын эффект мэдрэгч болон зарим хаягдлыг ашиглан өөрийн анемометрийг хэрхэн бүтээх вэ. - 1 -р хэсэг - Тоног төхөөрөмж: 8 алхам (зурагтай)

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

Танилцуулга

Би Arduino болон үйлдвэрлэгчийн соёлыг судалж эхэлснээс хойш лонхны таг, PVC ширхэг, ундааны лааз гэх мэт хог хаягдал, хог хаягдлыг ашиглан ашигтай төхөөрөмж бүтээх дуртай байсан. материал. Энд ашигласан материалын нэлээд хэсэг нь зарим тоног төхөөрөмжийн хаягдлыг авч дахин боловсруулдаг

Би өөрөө цаг уурын станцын төслийг эхлүүлэхдээ салхины эрч хүч, чиглэлийг хэмжих нь тийм ч хялбар, хямд биш гэдгийг ойлгосон. Хэдэн сарын дараа би ихэвчлэн дахин боловсруулсан материал, аль ч электрон дэлгүүрт байдаг маш хямд электрон эд ангиудыг ашигладаг энэхүү төслийг танилцуулж байна.

Энэ бичлэг 2 хэсэгтэй.

1 -р хэсэг - Анемометр ба салхины сэнсний чиглэлийг тодорхойлох төхөөрөмж.

2 -р хэсэг - Esp8266 Nodemcu -д зориулсан Arduino IDE -ийг ашиглан зураг зурах ба ThingSpeak руу дамжуулах.

Эцсийн шийдлийг мэдэхийн тулд видеог үзнэ үү.

Hall Effect Sensor болон Reed Switch ашиглан анемометрийг хэрхэн яаж хийх вэ

Төслийн тодорхойлолт

Анемометр нь салхины хурд, түүний чиглэлийг хэмжих чадвартай төхөөрөмж юм. Hall Effect мэдрэгчийг ашигласнаар бид аяга тодорхой хугацаанд хэдэн удаа эргэдэгийг тоолох боломжтой болно. Салхины эрч хүч нь тэнхлэгийн эргэлтийн хурдтай пропорциональ байна. Физикийн зарим энгийн тэгшитгэлийн тусламжтайгаар тухайн үед салхины шугаман хурдыг тодорхойлж болно. Бид бүгдийг 2 -р хэсэгт тайлбарлах болно.

Салхины чиглэлийг бид неодим соронз, зэгс унтраалгатай салхины шилээр хэмжих болно. Салхины зүг чиглэсэн сэнсний цэгүүд ба түүнд бэхлэгдсэн соронз нь зэгс унтраалгуудыг холбож, цахилгаан гүйдэл нь холболтоор дамжих боломжийг олгодог. Эерэг гүйдэлтэй хэлхээ нь луужин шиг салхины чиглэлийг заана.

Бид 16 чиглэлийг дууриах 8 хэлхээтэй: 1 унтраалга идэвхжсэн үед 4 кардинал ба 4 барьцааны цэг (N, NE, E, SE, S, SW, W, NW), 2 унтраалга нэгэн зэрэг идэвхжсэн үед бид 8 дэд барьцаа хөрөнгөтэй болно. оноо (NNE, ENE, ESE, SSE, SSW, WSW, WNW, NNW).

Салхины хурд, чиглэлийг nodemcu дахь ноорогоор тооцоолж тодорхойлно. Гэхдээ үүнийг 2 -р хэсэгт тайлбарлах болно. Одоо тоног төхөөрөмжийн угсралт руу явцгаая.

Анхааруулга: Энэхүү анемометрийг мэргэжлийн зорилгоор ашиглах ёсгүй. Энэ нь зөвхөн эрдэм шинжилгээний болон гэрийн хэрэглээнд зориулагдсан болно.

Жич: Англи хэл бол миний төрөлх хэл биш. Хэрэв та төслийг ойлгоход тань саад болж буй дүрмийн алдааг олж мэдвэл тэдгээрийг засахын тулд надад мэдэгдээрэй. Маш их баярлалаа.

Алхам 1: Билл материал

Салхины сэнс

8 x Reed унтраалга

8 x 10 к ом эсэргүүцэл

10 см хэмжээтэй PVC хоолой

5 см диаметртэй 2 ширхэг PVC таг

2.5 см диаметртэй 1 PVC таг

1 CD4051 аналог мультиплексор

1 хуванцар диск

20х20 хэмжээтэй хүчтэй хуванцар хэсэг

1 Неодиум соронз

10 өөр өнгийн утас

1 Ерөнхий ПХБ

Хөнгөн цагаан хоолойн диаметртэй 1 бөмбөг холхивч

1 хөнгөн цагаан хоолой ойролцоогоор 20 см

Ойролцоогоор 10 см хэмжээтэй 1 хөнгөн цагаан хоолой

1 хоолой хавчаар

Эпокси масс

Шуурхай цавуу - цианоакрилат ба натрийн бикарбонат

Анемометр

Ширээний теннисний 2 бөмбөг

Ойролцоогоор 12 см хэмжээтэй 4 модон эсвэл хөнгөн цагаан саваа

1 бөмбөг холхивч

1 хөнгөн цагаан хоолой ойролцоогоор 5 см

Янз бүрийн өнгөтэй 3 ширхэг утас

1 танхимын мэдрэгч SS49E

1 неодими соронз

Эпокси масс ба түргэн цавуу - цианоакрилат ба натрийн бикарбонат

Ойролцоогоор 3-5 см диаметртэй 2 хуванцар цорго

1 PVC таг, 5 см хэмжээтэй PVC хоолой

2.5 см диаметртэй 1 PVC таг

• Нодемку
• Цахим төслийн хуванцар хайрцаг
• Гагнуурын төмөр
• Ойролцоогоор 2 метр хэмжээтэй 1 PVC хоолой ба "T" PVC холбогч
• 1 PVC 90 градусын холболт
• 5V цахилгаан хангамж (би нарны хавтан ашиглаж байна)

Алхам 2: Салхин сэнсний Росетта угсрах

Рид унтраалга ба резисторыг ПХБ дээр суурилуулсан

Ерөнхий ПХБ -ийг PVC CAP -ээс арай бага диаметртэй тойрог хэлбэрээр хайчилж ав, учир нь бэлэн болмогц энэ нь түүнд багтах болно.

Хамгаалалтын шилийг хагалахгүйн тулд зэгс шилжүүлэгчийн хөлийг ПХБ -т болгоомжтой оруулахын тулд 90 градусаар нугална. Хамгийн тохиромжтой нь шилнээс 3 мм зайд байрладаг. Зэгсний унтраалга бүрийг схемийн дагуу байрлуулна. Диаграммын дагуу тус бүрийг 0 -ээс 7 хүртэл дугаарлана. Терминалуудыг мультиплексортой холбохдоо зөв таних нь чухал байх болно. Гагнуурын төмрийг ашиглан хавтан дээр гагнана.

Резистор бүрийг терминалуудын нэгийг зэгс шилжүүлэгчийн аль нэг терминал дээр гагнаж байгаа диаграм болгон байрлуул, нөгөө нь ПХБ -ийн төв хэсэгт байрлуулсан бүх резисторуудад нийтлэг байх болно.

Зэгсэн унтраалгын бүх гадаад терминалуудыг холбосон зэс кабелийг гагнах ба сүүлийн хоёрыг холболтгүй үлдээнэ. Бөгж шиг. Гагнуурын захиалга нь хамаагүй.

Өнгө бүрийн эсэргүүцэл ба зэгс солих гагнуурын утас бүрийн уулзвар дээр. Тэд 8 өөр. Зэгсний зэс цагираг руу улаан утсыг гагнах нь эерэг, хар утсыг "розетта" -гийн төвд байгаа бүх резисторуудын уулзвар руу сөрөг гэж оруулдаг.

Диаграмыг үзээд мультиплексортой холбох кабелийн дугаарыг хадгалахдаа болгоомжтой байгаарай.

Суулгахаасаа өмнө холболтыг туршиж үзээрэй

Угсралтын ажлыг үргэлжлүүлэхийн өмнө холболтыг туршиж үзэхийг санал болгож байна. Хар тугалга бүхий 18650 батерей 3.7 В, неодим соронз, матрын хумстай кабель ашиглана уу. Батерейг VCC ба GND терминалуудад холбож, GND дахь матрын кабелийг нөгөө үзүүрээр нь сөрөг утгаар холбоно уу (эсэргүүцэл шаардлагагүй цэнхэр өнгийн кабель ашиглана уу). Нөгөө кабелийг залгуурын эерэг тал руу, нөгөө нь унтраалгатай холбогдсон кабель бүрт холбоно уу. Одоо соронзыг холбогдсон шилжүүлэгчийн гадна ирмэгээр дамжуулна. Хэрэв LED асдаг бол энэ нь зүгээр юм. Хэрэв асахгүй бол гагнуурыг шалгана уу. Хоёр холболтыг нэгэн зэрэг туршихын тулд өөр кабель, өөр залгуурыг нэгэн зэрэг ашиглана уу. Соронзыг хоёр унтраалгын хооронд дамжуулах үед хоёр LED асах ёстой. Цахилгаан дохио нь ENE, ESE, SSW, NNW гэх мэт луужингийн барьцааны цэгүүдийг илэрхийлэхийн тулд хоёр LED гэрэл нэгэн зэрэг асах нь чухал юм.

Алхам 3: CD4051 Multiplexer -тэй холболт

CD4051 аналог мультиплексор

Мультиплексор бол хэд хэдэн оролт, нэг өгөгдөл бүхий хосолсон хэлхээ юм. Тэдгээр нь сонгосон оролтоос өгөгдсөн гаралт руу дамжуулахын тулд өгөгдлийн орцоос зөвхөн нэгийг нь сонгох чадвартай хяналтын оролтоор тоноглогдсон байдаг.

Хэрэв та CD4051 -ийн ажиллагааг мэдэхгүй бол вэб дээрээс олж болох мэдээллийн хүснэгтийг уншихыг зөвлөж байна. Дүгнэж хэлэхэд, 4051 нь 0 -ээс 7, 3 хүртэлх дугаартай 8 аналог оролттой бөгөөд A, B, C тээглүүрүүд нь оролтыг уншиж, аль аналог гаралтыг холбож байгааг тодорхойлох боломжийг олгодог. Унших бүрт програм хангамж нь ямар холболт эерэг гүйдэлтэй болохыг шинжлэх бөгөөд салхины чиглэлийг зааж өгөх болно. Үүнийг нийтлэлийн 2 -р хэсэгт дэлгэрэнгүй тайлбарлах болно. Розетта мультиплексортой хэрхэн холбогдсоныг диаграмаас харна уу.

Нодемку руу холбогдох холболтууд

Nodemcu -ийг холбохын тулд бидэнд 8 кабель хэрэгтэй болно. Диаграмыг үзнэ үү.

1 хос эерэг (улаан) ба газардуулга (хар) утаснууд нь розетта руу гүйдэл өгдөг

CD4051 -д гүйдэл өгдөг 1 хос эерэг (улаан) ба газардуулга (хар) кабель

A0 аналог гаралтын 1 кабель (саарал)

A = D5 зүү (цэнхэр) дижитал оролтонд зориулсан 1 кабель

B = D4 зүү дижитал оролтын 1 кабель (ногоон)

C = D3 зүү дижитал оролтын 1 кабель (шар)

Эцсийн угсралтыг хөнгөвчлөхийн тулд би янз бүрийн өнгөтэй 10 утастай утасны кабель ашигласан.

Эцсийн угсралтыг хөнгөвчлөхийн тулд кабель бүрийг харгалзах хаягаар нь тодорхойл.

Алхам 4: Бүгдийг PVC тавиур дээр суурилуулах

Дэмжлэгийг суурилуулах

PVC -ийн 5 см диаметртэй CAP, PVC хоолойн хэсэг, 2.5 см -ийн диаметр бүхий CAP -ийг аваад зургийн дагуу бүгдийг нь түргэн цавуугаар наа. Мөн та хэсгүүдийн хоорондын холбоог сайжруулахын тулд хоолойны диаметртэй нүх гаргаж болно. Бүх хэсгүүдийг наасны дараа хэсэг бүрийн наасан ирмэг дээр илүү их цавуу түрхээд, жигд натриар хучна. Цавууг хатаахад маш сайн хатуулагтай болно.

Та мөн CAP -ийн ирмэг дээр силикон наасан байх ёстой бөгөөд энэ нь 2 CAP -ийн хоорондох холбоосыг битүүмжлэх бөгөөд розетта бэхлэх ажлыг хөнгөвчлөх болно. Үргэлжлүүлэхийн өмнө тэдгээрийг хуурай байлгаарай.

Дэмжих хэсэг дээр аль хэдийн суулгасан сарнай цэцгийг болгоомжтой оруулаарай. Үүний дээр бид хоёр дахь CAP суурилуулах болно гэдгийг санаарай. Эцсийн шийдэл бүхий зургийг үзээрэй. Nodemcu -тай холболтыг хөнгөвчлөхийн тулд кабель тус бүрийг тодорхойлно уу.

Алхам 5: Савыг суурилуулах

Сэнсний бүтцийг суурилуулах

Зураг дээр үзүүлсэн хэлбэртэй эпокси масстай заагчийг хий. Зохих ёсоор хатсаны дараа хэсгийг жинлэн авч, үнэ цэнээ хэмнээрэй.

Хуванцар хэсгийг аваад салхинд чиглүүлж буй сэнсний арын хэсгийг тэгш хэмтэйгээр хайчилж ав. Мөн жинлээд, үнэ цэнээ хэмнээрэй.

Хөнгөн цагаан хоолойноос нэгийг аваад заагч болон цаг уурын сэнсийг бүхэлд нь дундуур нь эгнээнд нь түргэн цавуугаар наа. Наалдсан хэсэг бүрийн хатуулгийг нэмэгдүүлэхийн тулд жигд натри хийж байсантай адил зүйлийг хий.

Хоёр дахь хөнгөн цагаан хоолойг аваад нөгөө хоолойд хаана гацахаа тодорхойлъё. Хэсгийн тэнцвэрийг хадгалахын тулд нурууны жингийн зай нь заагчийн жингийн зайтай тэнцүү байх ёстой. (Диаграммд үзүүлсэн тооцооллыг үзнэ үү.) Зайны хэмжилтийг хэсэг бүрийн массын төв хүртэл их бага хэмжээгээр хийх ёстой. Шуурхай цавуу, жигд натри ашиглана уу.

CAP -ийн төв хэсэгт бөмбөг холхивчийн диаметртэй нүх гарга. Шуурхай цавуу ашиглан таган дээр наа. Сэнсний босоо хөнгөн цагаан хоолойн дотоод диаметртэй ижил бөмбөг агуулсан холхивчийг сонгох нь чухал юм.

Төгсгөлд нь ойролцоогоор 4.5 см диаметртэй хуванцар дискийг авч ирмэг дээр нь жижигхэн төмөр зүү. Зургийг үзнэ үү Ингэснээр та багажийг шалгалт тохируулга хийхдээ неодимын соронзыг "наалдуулж" тохируулах боломжтой болно. Хэмжилтийн уншилтыг таахын тулд үүнийг хэд хэдэн чиглэлд хөдөлгөж болно.

Хуванцар дискийг металл хэсэг нь хэвтээ хөнгөн цагаан хоолойн заагчтай ижил чиглэлд байрлуулна. Энэ нь соронзон сэнстэй ижил чиглэлийг зааж өгөхөд чухал ач холбогдолтой юм.

Анемометрийн эцсийн угсралтыг хөнгөвчлөх, сэнсний хойд хэсгийг хойд газарзүйн байрлалтай уялдуулахын тулд салхины сарнай, тагны дээд таг дээр буулгана. Диск нь хөнгөн цагаан хоолойд гацах болно, гэхдээ эхлээд хөнгөн цагаан хоолойг бөмбөг холхивч руу оруулж, хөнгөн цагаан хоолойг диск рүү оруулна. Соронзон ба CAP ирмэгийн хоорондох зай 1-1.5 см -ийн хооронд байхаар өндрийг тохируулна. Энэ нь соронз зэгс шилжүүлэгчийг зөв холбоход хангалттай байх ёстой. Дискийг түргэн цавуу, кальцийн бикарбонатаар аль болох хэвтээ байрлуулна.

Салхины хойд хэсгийг 0 -р унтраалгатай уялдуулан хоёр хэсгийг холбож (хойд хэсгийг төлөөлж) хавчаараар холбоно. Цавуу бүү ашиглаарай, учир нь та бүрэн бэлэн болохоосоо өмнө олон удаа тааруулж тохируулах хэрэгтэй болно.

Эцсийн шийдлийг харахын тулд гэрэл зургуудыг үзээрэй.

Алхам 6: Анемометрийг дуугаргах

Дэмжлэгийг суурилуулах

2 хуванцар тагийг аваад түргэн цавуугаар наа. Диаграммд үзүүлсэн шиг тагны 4 цооног өрөмдөнө. Нүх тус бүрт модон эсвэл хөнгөн цагаан саваа наа. Ширээний теннисний 2 бөмбөгийг дундуур нь хайчилж, тус бүрийг савааны үзүүрт наана. Ойролцоогоор хэмжилтийг диаграммд үзүүлэв.

CAP -ийн төв хэсэгт бөмбөг холхивчийн диаметртэй 2.5 см -ийн нүх гарга. Шуурхай цавуу ашиглан таган дээр наа. Хүнсний содыг маш болгоомжтой хэрэглээрэй.

Хөнгөн цагаан хоолойг бөмбөг холхивч руу тохирох өндөрт оруулна уу (зураг харна уу). Хэрэв зохих ёсоор тохируулаагүй бол цавууны дуслыг болгоомжтой хийнэ.

Танхимын модулийг суурилуулах

CAP -ийн ирмэг дээр танхимын мэдрэгчийн толгойг дамжуулахын тулд жижиг нүх гарга.

Зурган дээрх неодим соронзыг хуванцар тагны хажуу талд наа.

Мэдрэгчийн модулийг холбохын тулд 3 өөр өнгийн утсыг ашиглана уу.

Hall модулийг оруулаад соронз руу харсан мэдрэгчийг 2 -оос 4 мм -ийн зайд чиглүүлнэ. Босоо амны эргэлт нь мэдрэгчтэй соронзонд тусахгүй эсэхийг шалгаарай.

3.7 В батерей ашиглан модуль нь соронз ойртоход хариу өгөх эсэхийг шалгахын тулд утсыг контакт бүрт эргүүлнэ. Хэрэв гэрэл асах юм бол бүх зүйл хэвийн байна. Үгүй бол LED асах хүртэл мэдрэгчийг соронз руу ойртуулна уу.

Хэрэв бүх зүйл хэвийн байгаа бол цавуу дуслыг ашиглан модулийг тулгуур дээр нь засаарай.

Төгсгөлд нь савааны нөгөө үзүүрийг хуванцар таганд түргэн цавуу, жигд натригаар хийж, зөв өндрийг нь тохируулна.

Утасыг таних

Nodemcu -тай холболтыг хөнгөвчлөхийн тулд VCC, GND, Signal гэсэн бүх кабелийг тодорхойл.

Алхам 7: Бүгдийг нэгтгэх

Одоо та зураг дээр үзүүлсэн шиг "T" холболт болон PVC хоолойн хэсгийг ашиглан хоёр төхөөрөмжийг холбож болно. Цавуу бүү хэрэглэ, учир нь хэрэв ямар нэгэн тохируулга, засвар үйлчилгээ хийх шаардлагатай бол үүнийг хийх боломжгүй болно. Би жижиг нүх гаргаж, боолтыг чанга барихын тулд боолтыг ашигласан. 2 төхөөрөмжийн кабелийг хоолойгоор дамжуулж, анемометрийг байшингийн дээвэр дээр суурилуулах тул би дотор нь суурилуулах nodemcu -тэй холбохын тулд 3 метр кабель хийв.

Алхам 8: Nodemcu -г холбох ба суулгах

Диаграммууд нь кабель бүрийн зөв холболтыг харуулж байна. Үйл ажиллагааг шалгахын тулд би 0.96 инчийн OLED дэлгэц ашиглан хэмжилтийг уншиж, тэдгээрийн зөв эсэхийг шалгахын тулд OLED -ийг дараах байдлаар холбоно.

D1 - SCL

D2 - SDA

VCC ба GND

Таазан дээр суурилуулахын тулд цорын ганц анхаарал бол төхөөрөмжийг бүхэлд нь зөв түвшинд байлгах явдал юм. Үүний тулд хөөсний түвшин ба олон том эрэг ашиглана уу. Луужингийнхаа газарзүйн хойд хэсэгт байрлах анемометрийнхээ хойд хэсэгт хандахаа бүү мартаарай. Үгүй бол салхины чиглэл бодит байдалд нийцэхгүй болно.

Тэгээд л болоо. Дараагийн нийтлэлд би Arduino IDE ашиглан nodemcu -д ачаалах ноорогыг тайлбарлах болно.

Хэрэв та эргэлзэж байвал надтай холбоо бариарай.

Хүндэтгэсэн

IoT Challenge -ийн гол шагнал