Vejrstation: 8 trin (med billeder)

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sidst ændret: 2024-01-30 08:29

Har du nogensinde følt dig utilpas under små snak? Har du brug for fede ting at tale (okay, pral) om? Nå, vi har sagen til dig! Denne vejledning giver dig mulighed for at bygge og bruge din helt egen vejrstation. Nu kan du trygt fylde enhver akavet stilhed med opdateringer om temperatur, tryk, fugtighed, højde og vindhastighed. Aldrig mere vil du ty til det kedelige, "vejret har været godt", når du har gennemført dette pæne projekt.

Vores vejrstation er fuldt udstyret i en vandtæt boks med forskellige sensorer, der registrerer forskellige naturlige målinger og gemmer dem alle på det samme SD -kort. En Arduino Uno bruges til let at kode vejrstationen, så den kan fungere eksternt. Derudover kan et vilkårligt antal sensorer tilføjes eller integreres i systemet for at give det en vifte af forskellige funktionaliteter. Vi besluttede at bruge forskellige sensorer fra Adafruit: vi brugte en DHT22 temperatur- og fugtighedsføler, en BMP280 barometrisk tryk- og højdesensor og en vindmålesensor for vindmåler. Vi var nødt til at downloade flere kodebiblioteker ud over at sammensætte nogle forskellige koder for at få alle vores sensorer til at køre sammen og logge data på SD -kortet. Linkene til bibliotekerne er kommenteret i vores kode.

Trin 1: Saml materialer

• Arduino Uno
• Protoboard
• 9V batteri
• Adafruit vindmåler vindhastighedssensor
• Vandtæt hus
• Adafruit BMP280 barometrisk tryk- og højdesensor
• Adafruit DHT22 temperatur- og luftfugtighedssensor
• Adafruit Assembleed Data Logging Shield
• Varm lim

Det er vigtigt på dette trin bare at sikre dig, at din Arduino fungerer og kan programmeres fra din computer. Vi endte også med at lodde alle vores komponenter til et protoboard, men et brødbræt kan også bruges til at forbinde sensoren til Arduino. Vores protoboard gjorde alle vores forbindelser permanente og gjorde det lettere at huse komponenterne uden at bekymre dig om at skubbe dem ud af sted.

Trin 2: Tilføj en datalogger

Dette trin er let peasy. Alt du skal gøre for at udføre dette trin er at snap dataloggeren på plads. Den passer lige oven på Arduino Uno.

At få dataloggeren til faktisk at logge data kræver en vis kodning. Loggeren registrerer dataene til et SD -kort, der passer ind i skjoldet og kan fjernes og tilsluttes en computer. Et træk ved koden, der er nyttigt, er udnyttelsen af tidsstemplet. Tidsuret registrerer dag, måned og år ud over det andet, minut og time (så længe det er tilsluttet batteriet). Vi var nødt til at indstille den tid i koden, da vi startede, men dataloggeren holder tiden, så længe batteriet på dets kort er tilsluttet. Dette betyder ingen nulstilling af uret!

Trin 3: Konfigurer temperatur- og fugtighedsføleren

1. Tilslut den første pin (rød) på sensoren til 5V pin på Arduino
2. Tilslut den anden pin (blå) til en digital pin på Arduino (vi sætter vores i pin 6)
3. Led den fjerde pin (grøn) til jorden af Arduino

Sensoren fra Adafruit, som vi brugte, har kun brug for en digital pin på Arduino for at indsamle data. Denne sensor er en kapacitiv fugtighedsføler. Hvad dette betyder er, at det måler den relative luftfugtighed med to metalelektroder adskilt af et porøst dielektrisk materiale mellem dem. Når vand kommer ind i porerne, ændres kapacitansen. Temperaturfølerdelen af sensoren er en simpel modstand: modstanden ændres, når temperaturen ændres (kaldet en termistor). Selvom ændringen er ikke-lineær, kan den oversættes til en temperaturaflæsning, der registreres af vores datalogger-skjold.

Trin 4: Konfigurer tryk- og højdesensoren

1. Vin -stiften (rød) får forbindelse til 5V -stiften på Arduino
2. Den anden pin er ikke forbundet med noget
3. GND -stiften (sort) er forbundet til jorden på Arduino
4. SCK -stiften (gul) løber til SCL -stiften på Arduino
5. Den femte pin er ikke forbundet
6. SDI -pin (blå) er forbundet til Arduino's SDA -pin
7. Den syvende pin er ikke forbundet og er ikke afbilledet på diagrammet

Vin -stiften regulerer spændingen til selve sensoren og tager den ned fra 5V indgang til 3V. SCK -stiften eller SPI -urstiften er en input -pin til sensoren. SDI -pin er de serielle data i pin og bærer oplysningerne fra Arduino til sensoren. I diagrammet over Arduino- og brødbrætopsætningen var tryk- og højdesensoren på billedet ikke den nøjagtige model, vi brugte. Der er en stift mindre, men den måde, den er forbundet på, er nøjagtig den samme som den måde, hvorpå den faktiske sensor blev tilsluttet. Den måde, stifterne er forbundet på, afspejler stifterne på sensoren og bør give en passende model til opsætning af sensoren.

Trin 5: Konfigurer vindmåleren

1. Den røde strømledning fra vindmåleren skal tilsluttes Vin -stiften på Arduino
2. Den sorte jordlinje skal forbindes til jorden på Arduino
3. Den blå ledning (i vores kredsløb) var forbundet til A2 -stiften

En vigtig ting at overveje er, at vindmåleren kræver 7-24V strøm for at køre. 5V -stiften på Arduino kommer bare ikke til at skære den. Så et 9V batteri skal tilsluttes Arduino. Dette forbinder direkte til Vin -stiften og giver vindmåleren mulighed for at trække fra en større strømkilde. Vindmåleren måler vindhastighed ved at oprette en elektrisk strøm. Jo hurtigere den drejer, jo mere energi og dermed mere strøm, vindmåleren kilder. Arduinoen er i stand til at oversætte det elektriske signal, den modtager, til en vindhastighed. Det program, vi kodede, foretager også den nødvendige konvertering for at få vindhastigheden til miles i timen.

Trin 6: Kontroller kredsløbet, og kør nogle tests

Billedet ovenfor er vores færdige kredsløbsdiagram. Temperatursensoren er den hvide, firbenede sensor i midten af brættet. Trykføleren repræsenteres af den røde sensor til højre. Selvom den ikke matcher den sensor, vi brugte nøjagtigt, matcher stifterne/forbindelserne, hvis du justerer dem fra venstre mod højre (der er en pin mere på sensoren, vi brugte end i diagrammet). Vindmålerens ledninger matchede de farver, vi tildelte dem i diagrammet. Derudover tilføjede vi 9V batteriet til den sorte batteriport i nederste venstre hjørne af diagrammet på Arduino.

For at teste vejrstationen, prøv at trække vejret på temperatur- og fugtighedsføleren, drej vindmåleren og tag data i toppen og bunden af en høj bygning/bakke for at se, om temperatursensoren, vindmåleren og tryk-/højdesensoren indsamler data. Prøv at tage SD -kortet ud og tilslutte en enhed for at sikre, at målingerne blev registreret korrekt. Forhåbentlig kører alt gnidningsløst. Hvis ikke, skal du dobbelttjekke alle dine forbindelser. Som en backup-plan kan du prøve at kontrollere koden og se, om der er begået fejl.

Trin 7: Hus alle komponenter

Nu er det tid til at få det til at ligne en rigtig vejrstation. Vi brugte en udendørs produkter vandtæt kasse til at huse vores kredsløb og de fleste komponenter. Vores kasse havde allerede et hul i siden med en penetrator og en gummipakning. Dette tillod os at køre temperatursensoren og vindmålerens ledninger uden for boksen gennem et hul boret i penetratoren og forseglet med epoxy. For at løse problemet med at rumme tryksensoren inde i kassen, borede vi små huller i bunden af kassen og lagde en stigrør på hvert hjørne af bunden for at holde den siddende over jorden.

Til vandtætning af ledningerne, der forbinder vindmåler og temperatursensor til hovedkortet, brugte vi varmekrympebånd til at forsegle eventuelle forbindelser. Vi kørte temperatursensoren under kassen og fastgjorde den (vi ville bare ikke have, at den tonede plast skulle fange varme og give os falske temperaturmålinger).

Dette er ikke den eneste boligmulighed, men det er bestemt en, der får jobbet gjort til et sjovt projekt.

Trin 8: Nyd din personlige lille vejrstation

Nu er den sjove del! Tag din vejrstation med dig, sæt den op uden for dit vindue, eller gør hvad du ellers vil. Vil du sende den op i en vejrballon? Tjek vores næste Instructable!