Мэдээлэл бүртгэдэг цаг уурын станц: 7 алхам (зурагтай)

2024 Зохиолч: John Day | [email protected]. Хамгийн сүүлд өөрчлөгдсөн: 2024-01-30 11:04

Энэхүү зааварчилгаанд би цаг уурын станцын системийг хэрхэн бие даан хийхийг танд үзүүлэх болно. Танд хэрэгтэй зүйл бол электроникийн анхан шатны мэдлэг, програмчлал, бага зэрэг цаг хугацаа юм.

Энэ төсөл одоо хүртэл хийгдэж байна. Энэ бол зөвхөн эхний хэсэг юм. Сайжруулалтыг ойрын нэг эсвэл хоёр сарын дотор байршуулах болно.

Хэрэв танд ямар нэгэн асуулт, асуудал байвал надтай имэйлээр холбоо барьж болно: [email protected]. DFRobot -ийн өгсөн бүрэлдэхүүн хэсгүүд.

Тиймээс эхэлцгээе

Алхам 1: Материал

Энэхүү төсөлд шаардлагатай бараг бүх материалыг DFRobot онлайн дэлгүүрээс худалдаж авч болно

Энэ төслийн хувьд бидэнд хэрэгтэй болно:

-Цаг уурын станцын иж бүрдэл

-Arduino SD картны модуль

-SD карт

-Нарны эрчим хүчний менежер

-5V 1А нарны хавтан

-Зарим нейлон кабель зангиа

-Уг холбох хэрэгсэл

-LCD дэлгэц

-Талхны самбар

- Ли-ион батерей (би Sanyo 3.7V 2250mAh батерей ашигласан)

-Усны хамгаалалттай хуванцар уулзвар хайрцаг

-Зарим утаснууд

-Эсэргүүцэл (2x 10kOhm)

Алхам 2: Модулиуд

Энэ төслийн хувьд би хоёр өөр модулийг ашигласан.

Нарны эрчим хүчний менежер

Энэхүү модулийг 3.7V зай, 4.5V - 6V нарны хавтан эсвэл USB кабель гэсэн хоёр өөр тэжээлээр тэжээх боломжтой.

Энэ нь хоёр өөр гаралттай. 5V USB гаралт нь Arduino эсвэл бусад хянагч, 5V зүү нийлүүлэхэд ашиглагддаг бөгөөд өөр өөр модуль, мэдрэгчийг тэжээдэг.

Үзүүлэлтүүд:

• Нарны оролтын хүчдэл (SOLAR IN): 4.5V ~ 6V
• Зайны оролт (BAT IN): 3.7V Нэг эсийн ли-полимер/ли-ион
• Батерей Цэнэглэх гүйдэл (USB/SOLAR IN): 900mA Max гүйдэл цэнэглэх, тогтмол гүйдэл, гурван фазын тогтмол хүчдэл
• Цэнэглэх хүчдэл (USB/SOLAR IN): 4.2V ± 1%
• Зохицуулалттай цахилгаан хангамж: 5V 1А
• Зохицуулалттай цахилгаан хангамжийн үр ашиг (3.7V BAT IN): 86%@50%Ачаалал
• USB/нарны цэнэгийн үр ашиг: 73%@3.7V 900mA BAT IN

SD модуль

Энэ модуль нь Arduino -тэй бүрэн нийцдэг. Энэ нь таны төсөлд их хэмжээний хадгалах, өгөгдөл бүртгэх боломжийг олгодог.

Би үүнийг 16GB SD картаар цаг уурын станцаас мэдээлэл цуглуулахад ашигласан.

Үзүүлэлтүүд:

• Стандарт SD карт ба Micro SD (TF) картыг задлах самбар
• Флаш картны үүрийг сонгох шилжүүлэгчийг агуулсан болно
• Arduino дээр шууд сууна
• Үүнийг бусад микроконтроллертой хамт ашиглах боломжтой

Алхам 3: Цаг уурын станцын иж бүрдэл

Энэхүү төслийн гол бүрэлдэхүүн хэсэг нь цаг уурын станцын иж бүрдэл юм. Энэ нь Arduino -аас 5V -ээр тэжээгддэг эсвэл 5V -ийн гадаад тэжээлийг ашиглаж болно.

Энэ нь 4 голтой (5V, GND, TX, RX). TXD мэдээллийн порт нь 9600bps ашигладаг.

Цаг уурын станцын иж бүрдэл нь дараахь зүйлээс бүрдэнэ.

• Анемометр
• Салхины сэнс
• Борооны хувин
• Мэдрэгч самбар
• Зэвэрдэггүй ган дамар (30CM) (11.81 ")
• Бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн багц

Үүнийг хэмжихэд ашиглаж болно:

• Салхины хурд
• Салхины чиглэл
• Хур тунадасны хэмжээ

Энэ нь барометрийн даралтыг хэмжих боломжтой чийгшил, температур мэдрэгчтэй.

Анемометр нь салхины хурдыг 25 м/с хүртэл хэмжих боломжтой. Салхины чиглэлийг градусаар харуулна.

Энэхүү иж бүрдэл болон дээжийн кодын талаар дэлгэрэнгүй мэдээллийг DFRobot wiki дээрээс авах боломжтой

Алхам 4: Цаг уурын станцын иж бүрдлийг хэрхэн угсрах вэ

Энэхүү иж бүрдлийг угсрах нь маш хялбар боловч угсралтын талаар илүү дэлгэрэнгүй мэдээлэл авахыг хүсвэл энэ хэрэгслийг хэрхэн угсрах тухай зааврыг үзнэ үү.

Хичээл: Цаг уурын станцын иж бүрдлийг хэрхэн угсрах вэ

Алхам 5: Нийлүүлэлт ба орон сууц

Зай:

Энэ төслийн хувьд би 3.7V ли-ион батерей ашигласан. Би энэ батерейны 5х -аас батерейны багц хийсэн. Батерей бүр 2250 мАч багтаамжтай тул 5х багц нь зэрэгцээ холбогдсон үед ойролцоогоор 11250 мАч өгдөг.

Холболт: Дээр дурдсанчлан би батерейг зэрэгцээ холбосон, учир нь зэрэгцээ хүчдэлийг хадгалах боловч батерейны хүчин чадлыг нэмэгдүүлдэг. Жишээлбэл: Хэрэв та хоёр 3.7V 2000 мАч батерейтай бөгөөд үүнийг зэрэгцээ холбосон бол 3.7V ба 4000 мАч болно.

Хэрэв та илүү их хүчдэл авахыг хүсч байвал тэдгээрийг цувралаар холбох хэрэгтэй. Жишээлбэл: Хэрэв та 3.7V 2000 мАч хэмжээтэй хоёр батерейг цувралаар холбовол 7, 4V ба 2000 мАч болно.

Нарны хавтан:

Би 5V 1А нарны хавтан ашигласан. Энэхүү самбар нь хамгийн ихдээ 5W гаралтын чадалтай. Гаралтын хүчдэл 6 В хүртэл нэмэгддэг. Намайг бүрхэг цаг агаарт туршихад түүний гаралтын хүчдэл ойролцоогоор 5.8-5.9V байв.

Гэхдээ хэрэв та энэхүү цаг уурын станцыг нарны эрчим хүчээр бүрэн хангахыг хүсвэл 1 эсвэл 2 ширхэг нарны хавтан, хар тугалганы хүчлийн батерей эсвэл нарны гэрэлгүй үед станц нийлүүлэх шаардлагатай.

Орон сууц:

Орон сууц нь энэ системийн хамгийн чухал хэсгүүдийн нэг юм.

Тиймээс би ус нэвтрүүлдэггүй хуванцар уулзвар хайрцгийг сонгож байна. Энэ нь дотор байгаа бүх бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг багтаах хангалттай том хэмжээтэй. Ойролцоогоор 19х15 см хэмжээтэй.

Алхам 6: Утас ба код

Ардуино:

Бүх бүрэлдэхүүн хэсгүүд нь Arduino -той холбогддог.

-SD модуль:

• 5V -> 5V
• GND -> GND
• MOSI -> дижитал зүү 9
• MISO -> дижитал зүү 11
• SCK -> дижитал зүү 12
• SS -> дижитал зүү 10

Цаг агаарын станцын самбар:

• 5V -> 5V
• GND -> GND
• TX -> RX Arduino дээр
• Arduino дээрх RX -> TX

Батерейны багцыг тэжээлийн менежерт шууд холбодог (3.7V батерейны оролт). Би хүчдэлийг хянах зорилгоор Arduino дээрх батерейгаас A0 аналог зүү рүү холболт хийсэн.

Нарны хавтан нь энэ модульд шууд холбогддог (нарны оролт). Нарны хавтан нь хүчдэл хуваагууртай холбогддог. Хүчдэл хуваагчийн гаралт нь Arduino дээрх аналог A1 зүүтэй холбогдсон байна.

Би бас холболт хийсэн бөгөөд ингэснээр та LCD дэлгэцийг холбож хүчдэлийг шалгаж болно. Тиймээс LCD нь 5V -тэй холбогддог, GND ба SDA нь LCD -ээс Arduino дээрх SDA рүү, SCK зүүгээр холбогддог.

Arduino нь USB кабелиар цахилгаан менежерийн модульд холбогдсон.

КОД:

Энэхүү цаг уурын станцын кодыг DFRobot вики дээрээс олж болно. Би кодоо бүх сайжруулалтад хавсаргасан болно.

-Хэрэв та албан тушаалдаа тохирсон салхины чиглэлийг авахыг хүсч байвал хөтөлбөрт байгаа уналтын утгыг гараар өөрчлөх хэрэгтэй.

Тиймээс бүх өгөгдлийг test нэртэй txt файлд хадгалдаг. Хэрэв та хүсвэл энэ файлын нэрийг өөрчилж болно. Би цаг агаарын станцаас боломжтой бүх утгыг бичдэг бөгөөд энэ нь батерейны хүчдэл, нарны хүчдэл дээр бичдэг. Тиймээс та батерейны зарцуулалт ямар байгааг харж болно.

Алхам 7: Хүчдэлийг хэмжих, турших

Би төслийнхөө батерей болон нарны хавтан дээр хүчдэлийн хяналт хийх шаардлагатай болсон.

Батерей дээрх хүчдэлийг хянахын тулд би аналог зүү ашигласан. Би батерейгаас A0 аналог зүү болон Arduino дээрх батерейгаас GND руу холбогдсон. Хөтөлбөрт би хүчдэлийн утгыг LCD дэлгэц дээр харуулахын тулд "analogRead" функц болон "lcd.print ()" -ийг ашигласан. Гурав дахь зураг нь батерейны хүчдэлийг харуулж байна. Би үүнийг Arduino болон мультиметрээр хэмжсэн бөгөөд ингэснээр утгыг харьцуулж үзэв. Энэ хоёр утгын хоорондох ялгаа ойролцоогоор 0.04 В байв.

Нарны хавтангийн гаралтын хүчдэл 5В -оос их байгаа тул хүчдэл хуваагч хийх шаардлагатай байна. Аналог оролт нь хамгийн ихдээ 5V оролтын хүчдэлийг авах боломжтой. Би үүнийг 10 кОм -ийн хоёр эсэргүүцэл ашиглан хийсэн. Ижил утгатай хоёр резистор ашиглах нь хүчдэлийг яг хагас болгон хуваадаг. Тиймээс хэрэв та 5V -ийг холбовол гаралтын хүчдэл 2.5V орчим байх болно. Энэхүү хүчдэл хуваагч нь эхний зураг дээр байна. LCD ба мультиметр дээрх хүчдэлийн утгын хоорондох ялгаа ойролцоогоор 0.1-0.2В байна

Хүчдэл хуваагчийн гаралтын тэгшитгэл нь: Vout = (Vcc*R2)/R1+R2

Туршилт

Би бүх зүйлийг холбож, бүх эд ангиудыг орон сууцанд оруулахдаа гадуур туршилт хийх шаардлагатай болсон. Тиймээс би гадаа цаг уурын станцаас гадуур бодит нөхцөлд хэрхэн ажиллахыг харахаар гарлаа. Энэхүү туршилтын гол зорилго нь энэхүү туршилтын явцад батерей хэрхэн ажиллах, хэр их цэнэггүй болохыг харах явдал байв. Туршилтын явцад гаднах температур ойролцоогоор 1 ° C, орон сууцны дотор ойролцоогоор 4 ° C байв.

Зайны хүчдэл таван цагийн дотор 3.58 байснаас 3.47 болж буурсан байна.