Ma'lumotlarni qayd qilish bilan ob -havo stantsiyasi: 7 qadam (rasmlar bilan)

2024 Muallif: John Day | [email protected]. Oxirgi o'zgartirilgan: 2024-01-30 13:26

Bu yo'riqnomada men sizga ob -havo stantsiyalari tizimini o'zingiz qanday qilishni ko'rsataman. Sizga kerak bo'lgan yagona narsa - elektronika, dasturlash va ozgina vaqt haqidagi asosiy bilimlar.

Bu loyiha haligacha tayyorlanmoqda. Bu faqat birinchi qism. Yangilanishlar bir yoki ikki oy ichida yuklanadi.

Agar sizda biron bir savol yoki muammo bo'lsa, men bilan elektron pochta orqali bog'lanishingiz mumkin: [email protected]. DFRobot tomonidan taqdim etilgan komponentlar.

Shunday qilib, boshlaylik

1 -qadam: materiallar

Loyihaning deyarli barcha kerakli materiallarini DFRobot onlayn -do'konida sotib olish mumkin

Ushbu loyiha uchun bizga kerak bo'ladi:

-Ob -havo stantsiyalari to'plami

-Arduino SD -karta moduli

-SD karta

-Quyosh energiyasi menejeri

-5V 1A quyosh paneli

-Ba'zi neylon kabellar

-O'rnatish to'plami

-LCD displey

-Non paneli

- Li-ionli batareyalar (men Sanyo 3.7V 2250mAh batareyalarini ishlatardim)

-Suv o'tkazmaydigan plastik ulanish qutisi

-Ba'zi simlar

-Rezistorlar (2x10kOm)

2 -qadam: Modullar

Ushbu loyiha uchun men ikki xil moduldan foydalandim.

Quyosh energiyasi boshqaruvchisi

Bu modul ikki xil quvvat manbai, 3,7V batareya, 4,5V - 6V quyosh paneli yoki USB kabeli bilan quvvatlanishi mumkin.

U ikkita farqli chiqishga ega. 5V USB chiqishi, uni Arduino yoki boshqa nazorat moslamalarini etkazib berish uchun va 5V pinlarini turli modullar va datchiklarni quvvatlantirish uchun ishlatish mumkin.

Xususiyatlar:

• Quyosh kirish voltaji (SOLAR IN): 4.5V ~ 6V
• Batareyani kiritish (BAT IN): 3.7V bitta hujayrali Li-polimer/Li-ion
• Batareya zaryadlash oqimi (USB/SOLAR IN): 900mA Maksimal zaryadlash, doimiy oqim, doimiy kuchlanish uch fazali zaryadlash
• Zaryadlovchi uzilish voltaji (USB/SOLAR IN): 4.2V ± 1%
• Tartibga solinadigan quvvat manbai: 5V 1A
• Tartibga solinadigan elektr ta'minoti samaradorligi (3.7V BAT IN): 86%@50%yuk
• USB/Quyosh zaryadining samaradorligi: 73%@3.7V 900mA BAT IN

SD moduli

Ushbu modul Arduino bilan to'liq mos keladi. Bu sizning loyihangizga ommaviy saqlash va ma'lumotlarni ro'yxatga olishni qo'shish imkonini beradi.

Men uni 16 gigabaytlik SD -karta bilan ob -havo ma'lumotlaridan yig'ish uchun ishlatardim.

Xususiyatlar:

• Standart SD -karta va Micro SD (TF) kartalari uchun taxtali
• Flesh karta uyasini tanlash uchun kalit mavjud
• To'g'ridan -to'g'ri Arduino -da o'tiradi
• Boshqa mikrokontrollerlar bilan ham foydalanish mumkin

3 -qadam: Ob -havo stantsiyalari to'plami

Loyihaning asosiy komponenti ob -havo stantsiyalari to'plamidir. U Arduino -dan 5V quvvat oladi yoki siz tashqi 5V -dan foydalanishingiz mumkin.

U 4 ta pinli (5V, GND, TX, RX). TXD ma'lumotlar porti 9600 sekunddan foydalanadi.

Ob -havo stantsiyalari to'plami quyidagilardan iborat:

• Anemometr
• Shamol qanoti
• Yomg'ir paqir
• Sensor paneli
• Zanglamaydigan po'latdan yasalgan dastgoh (30 sm) (11,81 dyuym)
• Komponentlar to'plami

U o'lchash uchun ishlatilishi mumkin:

• Shamol tezligi
• Shamol yo'nalishi
• Yomg'ir miqdori

U namlik va harorat sensori bilan jihozlangan, u barometrik bosimni ham o'lchaydi.

Anemometr shamol tezligini 25 m/s gacha o'lchashi mumkin. Shamol yo'nalishi darajalarda ko'rsatiladi.

Ushbu to'plam va namuna kodi haqida ko'proq ma'lumotni quyidagi manzilda topishingiz mumkin: DFRobot wiki

4 -qadam: Ob -havo stantsiyalari to'plamini qanday yig'ish kerak

Ushbu to'plamni yig'ish juda oson, lekin yig'ish haqida ko'proq ma'lumot olish uchun ushbu to'plamni yig'ish bo'yicha ko'rsatmalarni tomosha qiling.

Qo'llanma: ob -havo stantsiyalari to'plamini qanday yig'ish kerak

5 -qadam: ta'minot va uy -joy

Batareya:

Ushbu loyiha uchun men 3,7V li-ionli batareyalardan foydalanardim. Men bu batareyalarning 5 barobaridan batareya to'plamini tayyorladim. Har bir batareyada taxminan 2250 mAch bor, shuning uchun 5x to'plami parallel ulanganida taxminan 11250 mA / soat quvvat beradi.

Ulanish: Men aytib o'tganimdek, men batareyalarni parallel uladim, chunki parallel ravishda siz asl kuchlanishni saqlaysiz, lekin batareya quvvati katta bo'ladi. Masalan: Agar sizda ikkita 3.7V 2000 mA / soat batareya bo'lsa va siz uni parallel ulasangiz, sizda 3.7V va 4000 mA / soat bo'ladi.

Agar siz katta kuchlanishni qo'lga kiritmoqchi bo'lsangiz, ularni ketma -ket ulashingiz kerak. Masalan: Agar siz ikkita 3.7V 2000 mA / soat batareyani ketma -ket ulasangiz, siz 7, 4V va 2000 mA / soat quvvatga ega bo'lasiz.

Quyosh paneli:

Men 5V 1A quyosh panelini ishlatardim. Ushbu panelda maksimal 5 Vt quvvatga ega. Chiqish kuchlanishi 6 V ga etadi. Men panelni bulutli ob-havoda sinab ko'rganimda, uning chiqish quvvati taxminan 5,8-5,9 V ni tashkil etdi.

Ammo, agar siz ushbu ob-havo stantsiyasini quyosh energiyasi bilan to'liq ta'minlamoqchi bo'lsangiz, quyosh batareyasi bo'lmaganda 1 yoki 2 ta quyosh panellari va qo'rg'oshin kislotali akkumulyator yoki boshqa narsalarni qo'shishingiz kerak.

Uy -joy:

Bu ko'rinmaydi, lekin uy -joy - bu tizimning eng muhim qismlaridan biri, chunki u muhim elementlarni tashqi elementlardan himoya qiladi.

Shuning uchun men suv o'tkazmaydigan plastik ulanish qutisini tanlayman. U faqat ichidagi barcha komponentlarga mos keladigan darajada katta. Taxminan 19x15 sm.

6 -qadam: simlar va kod

Arduino:

Barcha komponentlar Arduino bilan bog'langan.

-SD moduli:

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

Ob -havo stantsiyasi taxtasi:

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

Batareya to'plami to'g'ridan -to'g'ri quvvat boshqaruvchisiga ulanadi (batareya quvvati 3,7V). Bundan tashqari, men kuchlanishni kuzatish uchun batareyadan Arduino -dagi analog pin A0 ga ulandim.

Quyosh paneli ushbu modulga to'g'ridan -to'g'ri ulanadi (quyosh kirishi). Quyosh paneli kuchlanish taqsimlagichiga ham ulangan. Chastotani ajratuvchi chiqishi Arduino analog A1 piniga ulangan.

Men ulanishni o'rnatdim, shunda siz uning kuchlanishini tekshirish uchun LCD displeyni ulashingiz mumkin. Shunday qilib, LCD 5V ga ulangan, GND va SDA LCD -dan Arduino -dagi SDA -ga o'tadi va SCK -pin bilan bir xil bo'ladi.

Arduino USB kabeli orqali quvvat menejeri moduliga ulangan.

KOD:

Ushbu ob -havo stantsiyasining kodini DFRobot wiki -da topish mumkin. Men kodimni barcha yangilanishlar bilan biriktirdim.

-Agar siz o'z pozitsiyangiz uchun to'g'ri shamol yo'nalishini olishni xohlasangiz, dasturda degress qiymatlarini qo'lda o'zgartirish kerak.

Shunday qilib, barcha ma'lumotlar test deb nomlangan txt faylida saqlanadi. Agar xohlasangiz, ushbu fayl nomini o'zgartirishingiz mumkin. Men barcha mumkin bo'lgan qiymatlarni ob -havo stantsiyasidan yozaman, shuningdek, batareya zo'riqishida va quyosh kuchlanishida yozadi. Shunday qilib, siz batareyaning qancha sarflanishini ko'rishingiz mumkin.

7 -qadam: kuchlanishni o'lchash va sinov

Men o'z loyiham uchun batareya va quyosh panelidagi kuchlanishni kuzatishim kerak edi.

Batareyadagi kuchlanishni kuzatish uchun analog pin ishlatilgan. Men + batareyadan A0 analog piniga va - batareyadan GND ga Arduino -ga uladim. Dasturda men "analogRead" funktsiyasidan va LCDda kuchlanish qiymatini ko'rsatish uchun "lcd.print ()" ishlatardim. Uchinchi rasmda batareyadagi kuchlanish ko'rsatilgan. Men qiymatni solishtirish uchun uni Arduino va multimetr bilan o'lchadim. Bu ikki qiymat o'rtasidagi farq taxminan 0,04 V ni tashkil etdi.

Chunki quyosh panelining chiqish voltaji 5V dan katta, shuning uchun men kuchlanish taqsimotchisiga muhtojman. Analog kirish maksimal 5V kirish voltajini olishi mumkin. Men uni 10 kOhmlik ikkita rezistor bilan qildim. Teng qiymatli ikkita rezistordan foydalanish kuchlanishni yarmiga ajratadi. Shunday qilib, agar siz 5V ga ulansangiz, chiqish voltaji taxminan 2,5V bo'ladi. Bu kuchlanish bo'luvchi birinchi rasmda. LCD va multimetrdagi kuchlanish qiymati o'rtasidagi farq taxminan 0,1-0,2 V ni tashkil etdi

Kuchlanishni ajratuvchi chiqish uchun tenglik: Vout = (Vcc*R2)/R1+R2

Sinov

Men hamma narsani bir -biriga ulab, barcha komponentlarni uyga joylashtirganimda, tashqi sinovdan o'tishim kerak edi. Haqiqiy tashqi sharoitda qanday ishlashini bilish uchun men tashqaridan meteorologik stansiyani olib chiqdim. Ushbu testning asosiy maqsadi batareyalar qanday ishlashini yoki bu sinov paytida qancha zaryadsizlanishini ko'rish edi. Tashqi sinov paytida korpus ichidagi harorat taxminan 1 ° C, korpus ichida esa 4 ° C atrofida edi.

Batareya quvvati besh soat ichida 3,58 dan 3,47 gacha tushdi.