Kituo cha hali ya hewa cha Arduino Weathercloud: Hatua 16 (na Picha)

2024 Mwandishi: John Day | [email protected]. Mwisho uliobadilishwa: 2024-01-30 12:51

Nilitengeneza kituo cha hali ya hewa kilichounganishwa na mtandao. Inapima joto, unyevu, shinikizo, mvua, kasi ya upepo, faharisi ya UV na inahesabu maadili muhimu zaidi ya hali ya hewa. Halafu hutuma data hii kwa weathercloud.net, ambayo ina picha nzuri na UX. Pia ina kamera ya wavuti ya hali ya hewa. Ilinigharimu karibu 140 €. Nilifanya kituo hiki kama mradi wangu wa shule. Kituo hicho kimewekwa katika shule yangu huko Bratislava, Slovakia. Hapa kuna data ya sasa.

Mkopo wa picha: Mimo magazín. Imetumika na ruhusa.

Kumbuka: Nimekuwa nikifanya kazi kwenye mradi huu kwa zaidi ya miaka miwili sasa. Mafundisho haya ni bassicaly tu upakiaji upya wa inayoweza kufundishwa ambayo nilichapisha mwaka mmoja mapema, lakini kumekuwa na mabadiliko mengi sana ambayo nimeamua kufanya mpya kufundisha. Pia, hakuna mtu anayewahi kutazama mafundisho ya mtoto wa mwaka mmoja

Sasisha 14.12.2018: Haya hapo! Niliongeza annemometer (upimaji wa upepo) kwenye kituo changu. Kuna maandishi na picha mpya kwa hivyo hakikisha uangalie hiyo

Hatua ya 1: Weathercloud

Kwanza kabisa, Weatherclud ni nini? Weathercloud ni mtandao mkubwa wa vituo vya hali ya hewa vinavyoripoti data kwa wakati halisi kutoka kote ulimwenguni. Ni bure na kuna zaidi ya vituo 10 000 vya hali ya hewa vilivyounganishwa nayo. Kwanza, nilikuwa na wavuti yangu ya HTML ambapo data zote zilitumwa lakini kutengeneza tovuti yako mwenyewe na picha ni ngumu na ni rahisi sana kutuma data zote kwenye jukwaa kubwa la wingu ambalo lina picha nzuri na seva thabiti. Nilitafuta jinsi ya kutuma data kwa hali ya hewa na nikagundua kuwa unaweza kufanikisha hilo kwa urahisi kwa simu rahisi ya GET. Shida pekee na Weathercloud ni kwamba na akaunti ya bure hukuruhusu kutuma data kila dakika kumi tu lakini hiyo haipaswi kuwa shida kwa matumizi mengi. Utahitaji kutengeneza akaunti ya Weathercloud ili kuifanya ifanye kazi. Kisha utahitaji kuunda wasifu wa kituo kwenye wavuti yao. Unapounda wasifu wako wa kituo cha hali ya hewa kwenye Weathercloud, unapewa kitambulisho cha Weathercloud na MUHIMU wa Weathercloud. Weka hizi kwa sababu Arduino itawahitaji kujua wapi watatuma data.

Hatua ya 2: Orodha ya Sehemu

Karatasi za Google BOM

Bei inayokadiriwa: 140 € / 150 $

Hatua ya 3: Zana

Zana hizi zinaweza kukufaa:

mkataji waya

kuchimba betri

chuma cha kutengeneza

koleo

bisibisi

bunduki ya gundi

multimeter

saw

kuchimba miti kidogo

faili

Hatua ya 4: Ngao ya Mionzi ya jua ya DS18B20

Ngao ya mionzi ya jua ni jambo la kawaida sana kutumika katika vituo vya hali ya hewa kuzuia mionzi ya jua na kwa hivyo kupunguza makosa katika joto lililopimwa. Pia hufanya kama mmiliki wa sensorer ya joto. Ngao za mionzi ni muhimu sana lakini kawaida hutengenezwa kutoka kwa chuma na ni ghali kwa hivyo niliamua kujenga ngao yangu mwenyewe. Nilitengeneza kufundisha ambayo inaonyesha jinsi ya kutengeneza ngao ya mionzi kama hii. Hapa kunaweza kufundishwa.

Nilipata pia hiyo ndio video inayoonyesha sawa sawa ili uweze kutumia hiyo:

Hatua ya 5: Sanduku la Kituo

Sanduku la terminal ni katikati ya kituo. Cable kuu 14-msingi inaiunganisha kwenye sanduku la seva. Cable kutoka DS18B20 huenda ndani yake. Cable kutoka sanduku la UV huenda ndani yake. Pia huhifadhi unyevu na shinikizo la shinikizo. Unapochagua kisanduku cha wastaafu, unaweza kutumia kisanduku chochote cha makutano cha IP65 ambacho kina zaidi ya 10x5x5cm (4 "x2" x2 ").

Hatua ya 6: Sanduku la Sensorer ya UV

Sanduku la sensa ya UV hushikilia sensor ya UVM-30A UV na pia ni hatua ya kati kati ya sanduku kuu la terminal na viwango vya mvua na upepo. Sanduku la sensa ya UV linaweza kuwa sanduku lolote la IP65 la plastiki na kifuniko cha uwazi kabisa.

Hatua ya 7: Weathercam

Kamera za wavuti za hali ya hewa (au simu za hali ya hewa kama napenda kuziita) hutumiwa kurekodi au kutiririsha picha ya hali halisi ya hali ya hewa. Kutoka kwa picha unaweza kuamua ukubwa wa mwanga na wingu. Nilikwenda kwa kamera ya wifi ya bei rahisi zaidi lakini unaweza kutumia kamera yoyote ya wifi unayochagua. Kamera hii ya bei rahisi hufanya kazi vizuri lakini kuna shida moja nayo. Unahitaji kuwa na kompyuta inayoendesha programu ya utiririshaji kila wakati. Hilo halikuwa tatizo kwangu kwa sababu tayari kuna wavuti inayoendesha seva kwenye mtandao ili iweze kutunza utiririshaji pia. Lakini ikiwa huna kompyuta kama hii kwenye mtandao wako wa nyumbani, basi ninapendekeza kununua pi ya Raspberry na kamera ya Raspberry pi. Ni ghali zaidi (25 $ vs 70 $) lakini huna chaguo jingine ikiwa unataka kamera ya wavuti. Katika visa vyote unahitaji kuweka kamera kwenye sanduku la hali ya hewa. Unaweza kutumia sanduku sawa na ya sensorer ya UV. Nilitengeneza sanduku langu mwenyewe kutoka kwenye sanduku la kawaida la plastiki na glasi lakini hiyo sio lazima. Betri kwa kamera itahitaji kuchajiwa kila wakati. Unaweza kufanya hivyo kwa kuvua kebo ya USB na kuunganisha waya + na - kwenye pato la nguvu ya 5V kwa sensorer. Unapokuwa na kamera yako isiyo na hali ya hewa unaweza kuipandisha mahali popote ambapo pana wiew nzuri na zipi.

Sasa wacha tuangalie programu. Sehemu hii inahitaji ujuzi wa hali ya juu wa usimbuaji. Lazima uwe na kompyuta inayoendesha 24/7 (inaweza kuwa Raspberry pi) katika mtandao wako wa nyumbani ili ufanye yote haya. Kwa hivyo jambo la kwanza unahitaji kufanya ni kuunganisha kamera yako ya IP na mtandao wako wa nyumbani wa Wi-Fi Kisha unahitaji kubadilisha jina la mtumiaji na nywila katika hati kulingana na jina lako la mtumiaji na nywila kwenye kiolesura cha kamera. Unahitaji pia kubadilisha anwani ya IP ya kamera kwenye hati. Basi unahitaji haja ya kusanidi kipanga kazi ili kuendesha hati iliyojumuishwa kila dakika 5 au hivyo kwenye seva / kompyuta yako. Hati hiyo sasa inapaswa kuchukua picha ya skrini ya picha ya kamera kila dakika 5 na kuihifadhi kwenye folda iliyowekwa mapema. Folda hiyo inapaswa kuwa ya umma ili uweze kuiangalia kwenye injini ya utaftaji kama hii: example.com/username/webcam.jpg. Weathercloud inaweza kisha kuchukua picha hii kutoka kwa folda ya umma na kuiweka kwenye ukurasa wa wavuti. Unaweza kuona "moja kwa moja" (sasisha kila dakika 5) hapa.

Hatua ya 8: Mmiliki wa Sensorer za Juu

Mmiliki wa sensorer ya juu ni kontena ya chuma inayoshikilia sensorer za juu (UV, mvua na kasi ya upepo) juu ya paa. Sehemu unayoona kwenye picha hizi inafaa tu kwa jengo letu. Unaweza kuweka sensorer hizi kwa njia yoyote unayotaka. Huu ni mfano tu. Tayari tulikuwa na bomba la chuma lililowekwa juu ya paa, kwa hivyo imekuwa rahisi kuweka mmiliki.

Hatua ya 9: Shida ya Utangamano wa Ngao

Kuna shida rahisi ya utangamano kati ya ngao ya ethernet na protoshield. Huwezi kuweka protoshield juu ya ngao ya ethernet kwa sababu kiunganishi cha ethernet hakikuruhusu. Na huwezi kuweka ngao ya ethernet juu ya protoshield kwa sababu ngao ya ethernet inahitaji kuwa na uhusiano wa moja kwa moja na arduino kupitia kontakt ICSP lakini protoshield haina moja. Kweli, shida rahisi, suluhisho rahisi. Nilikata tu shimo la mstatili kwenye protoshield ili kiunganishi cha ethernet kiweze kuingia.

Hatua ya 10: Upimaji wa mvua

Upimaji wa mvua ambao niliamuru hufanya kazi vizuri tu, lakini kuna shida moja kubwa nayo. Haina kiolesura chochote cha mawasiliano kama I2C au RX / TX. Kuna swichi rahisi tu ambayo inawasha ON kwa microseconds 60 kila wakati inanyesha zaidi ya 0.28 mm / m2. Arduino inaweza kukamata kwa urahisi wakati haifanyi kitu kingine chochote isipokuwa kupima mvua. Lakini inapokuwa na majukumu mengine ya kufanya (kama kupima joto na kuipeleka kwenye wingu) kuna uwezekano mkubwa kwamba processor ya arduino itakuwa busy wakati wa kuwasha kipimo cha mvua. Hii itasababisha usomaji sahihi wa mvua. Ndio sababu niliongeza arduino ya pili - nano ya arduino. Kazi ya nano tu ni kupima mvua na kuipeleka kwa bwana arduino kupitia I2C. Kwa njia hiyo masomo ya mvua yatakuwa sahihi kila wakati. Nilitengeneza PCB ambayo inashikilia nano ya arduino na moduli ya RTC lakini unaweza kuiunganisha kwa protoshield pia. Najua kuwa hii sio suluhisho rahisi na ya bei rahisi lakini ninaipenda na ni nadhifu sana na imepangwa.

Hatua ya 11: Upimaji wa Kasi ya Upepo

Hatua hii inafanana sana na ile ya awali. Nilitengeneza bodi inayopima kasi ya upepo na kisha kuituma kupitia I2C. Rudia tu hatua ya awali bila RTC. Nilijaribu kuweka bodi zote kwenye moja lakini haikufanikiwa.

Hatua ya 12: Sanduku la Seva

Daima ni wazo nzuri kuficha umeme wote kwenye kisanduku kidogo kilichopangwa. Na ndivyo haswa nilifanya na sanduku la seva. Sanduku la seva linashikilia Arduino UNO, ngao ya ethernet, protoshield, mdhibiti wa 5V, kituo kuu cha kebo ya data na bodi ya upimaji wa mvua. Ujumbe mmoja kuhusu Arduino: nambari ya kituo hutumia karibu 90% ya kumbukumbu ya Arduino UNO na hiyo inaweza kusababisha shida. Unaweza au hauitaji kutumia Arduino Mega.

Hatua ya 13: Uunganisho

Unganisha tu kila kitu kulingana na skimu iliyojumuishwa.

Hatua ya 14: CODE

Hii ndio sehemu ya mwisho, sehemu ambayo tumekuwa tukingojea - kujaribu, ikiwa inafanya kazi. Unahitaji kubadilisha anwani ya IP, ID ya Weathercloud na MUHIMU wa Weathercloud kulingana na mtandao wako wa nyumbani na akaunti yako ya Weathercloud. Uko tayari kuipakia kwa arduino yako. Unahitaji pia kupakia nambari ya mtumaji mvua ya I2C kwenye Arduino nano kwenye bodi ya mvua na mtumaji wa upepo wa I2C kwenye nano ya Arduino kwenye bodi ya kasi ya upepo. Kuna pia hati ya index.php, habari zaidi juu ya hiyo iko katika hatua ya 7..

Hatua ya 15: Usanikishaji

Kufanya kituo chako cha hali ya hewa kifanye kazi katika semina yako ni jambo moja, lakini kuifanya ifanye kazi katika mazingira magumu ya ulimwengu ni jambo jingine. Utaratibu wa ufungaji unategemea sana juu ya jengo unaloweka kituo chako. Lakini ikiwa una ngao ya mionzi ya jua na mmiliki wa sensorer za juu haipaswi kuwa ngumu sana. Sura ya joto na unyevu inaweza kuwekwa mahali popote kwenye jengo, lakini sensa ya UV na kipimo cha mvua lazima kiwe juu ya jengo. Sensorer ya UV haiwezi kuwa katika kivuli na kipimo cha mvua hakiwezi kuwa karibu na ukuta vinginevyo wakati kuna upepo mkali matone ya mvua hayataanguka kwenye kipimo na usomaji hautakuwa sahihi. Hapa kuna picha inayoonyesha jinsi unaweza kupandisha kituo kwenye nyumba ya kawaida. Unapaswa kuwa mwangalifu sana unapopandisha kituo juu ya paa na unapaswa kuwa na kuchimba visima vyenye nguvu ambavyo vinaweza kuchimba zege.

Hatua ya 16: Imekamilika

Hongera. Ikiwa ulifanya hatua zote kwa usahihi, una kituo cha hali ya hewa ya wingu inayofanya kazi kikamilifu. Unaweza kuona data kutoka kituo changu hapa. Ikiwa una maswali au maoni, nitafurahi kuyasikia katika sehemu ya maoni hapa chini.

Ninapanga kujenga kituo kama hicho kwa kutumia bodi ya ESP32 Wi-Fi na sensorer zingine za ziada (kasi ya upepo / mwelekeo, mionzi ya jua, unyevu wa mchanga) lakini zaidi juu ya hapo baadaye. Furahiya!