Jinsi ya Kuijenga Anemometer yako mwenyewe Kutumia Swichi za Mwanzi, Sensor ya Athari ya Ukumbi na Baadhi ya chakavu kwenye Nodemcu. - Sehemu ya 1 - Vifaa: Vifaa 8 (na Picha)

2024 Mwandishi: John Day | [email protected]. Mwisho uliobadilishwa: 2024-01-30 12:52

Utangulizi

Tangu nilipoanza na masomo ya Arduino na Tamaduni ya Muumba nimependa kujenga vifaa muhimu kwa kutumia vipande vya taka na chakavu kama vile kofia za chupa, vipande vya PVC, makopo ya kunywa, n.k. Ninapenda kutoa maisha ya pili kwa kipande chochote au chochote nyenzo. Sehemu kubwa ya vifaa vinavyotumika hapa hutolewa chakavu kutoka kwa vifaa na kusindika tena

Nilipoanza mradi wa kituo cha hali ya hewa mwenyewe niligundua kuwa kipimo cha nguvu na mwelekeo wa upepo hautakuwa rahisi sana au wa bei rahisi. Baada ya miezi kadhaa ninawasilisha kwako mradi huu ambao hutumia vifaa vya kuchakata zaidi na sehemu rahisi sana za elektroniki zinazopatikana kwa urahisi katika duka lolote la elektroniki.

Chapisho hili lina sehemu 2.

Sehemu ya 1 - Ujenzi wa Anemometer ya vifaa na Mwelekeo wa Vane ya Upepo.

Sehemu ya 2 - Mchoro unaotumia Arduino IDE ya Esp8266 Nodemcu na usambazaji kwa ThingSpeak.

Tazama video ili kujua suluhisho la mwisho.

Jinsi ya kujenga Anemometer yako mwenyewe kwa kutumia Sensor ya Athari ya Hall na Swichi za Reed

Maelezo ya mradi

Anemometer ni kifaa kinachoweza kupima kasi ya upepo na mwelekeo wake. Kutumia sensa ya Athari ya Jumba tutaweza kuhesabu ngapi vikombe vinatoa mizunguko kwa kipindi cha muda. Nguvu ya upepo ni sawa na kasi ya kuzunguka kwa mhimili. Na hesabu rahisi za fizikia, unaweza kuamua kasi ya upepo, kwa wakati huo. Tutawaelezea wote katika sehemu ya 2.

Na mwelekeo wa upepo tutapima kupitia kioo cha mbele na sumaku ya neodymium na swichi za mwanzi. Vipengee vya vane katika mwelekeo wa upepo na sumaku iliyounganishwa nayo itaunganisha swichi za mwanzi kuruhusu mkondo wa umeme kupita kwenye unganisho (au unganisho). Mizunguko ambayo ina wakati mzuri inaonyesha mwelekeo wa upepo, kama dira.

Tuna mizunguko 8 ambayo itaiga mwelekeo 16: kardinali 4 na alama 4 za dhamana wakati swichi 1 imeamilishwa (N, NE, E, SE, S, SW, W, NW) na wakati swichi 2 zinaamilishwa wakati huo huo tuna dhamana ndogo 8 alama (NNE, ENE, ESE, SSE, SSW, WSW, WNW, NNW).

Kasi ya upepo na mwelekeo utahesabiwa na kuamuliwa na mchoro kwenye nodemcu. Lakini hii itaelezewa katika sehemu ya 2. Sasa wacha tuende kwenye mkutano wa vifaa.

Kanusho: Anemometer hii haipaswi kutumiwa kwa madhumuni ya kitaalam. Ni kwa matumizi ya kielimu tu au nyumbani.

Kumbuka: Kiingereza sio lugha yangu ya asili. Ikiwa unapata makosa ya kisarufi ambayo yanakuzuia kuelewa mradi, tafadhali nijulishe kuyasahihisha. Asante sana.

Hatua ya 1: Muswada wa Vifaa

Upepo Vane

8 x Swichi za Reed

Vipimo vya 8 x 10 k ohms

Bomba la PVC la cm 10

Kofia 2 za PVC kipenyo cha cm 5

Kofia 1 ya PVC kipenyo cha cm 2.5

1 CD4051 Analog Multiplexer

Diski 1 ya plastiki

20 x 20 kipande cha plastiki chenye nguvu

1 Sumaku ya Neodymium (Vipimo vya sumaku lazima viruhusu swichi mbili ziunganishwe wakati huo huo. Yangu ni 0.5 x 0.5 cm na inafanya vizuri.)

Waya 10 za rangi tofauti

1 PCB ya kawaida

Mpira 1 wenye kipenyo sawa cha zilizopo za aluminium

1 tube ya alumini takriban 20 cm

1 tube ya alumini takriban 10 cm

Bomba 1 ya bomba

Misa ya Epoxy

Gundi ya Papo hapo - cyanoacrylate na bicarbonate ya sodiamu

Anemometer

2 Mipira ya Ping pong

Vijiti 4 vya mbao au alumini takriban 12 cm

1 kuzaa mpira

1 tube ya alumini takriban 5 cm

Vipande 3 vya waya rangi tofauti

1 sensor sensor SS49E

1 sumaku ya neodymium

Misa ya Epoxy na Gundi ya Papo hapo - cyanoacrylate na bicarbonate ya sodiamu

Mabomba 2 ya plastiki takriban 3 kipenyo cha 5 cm

Kofia 1 ya PVC na bomba la PVC la cm 5

Kofia 1 ya PVC kipenyo cha cm 2.5

• Nodemcu
• Kesi ya plastiki ya Miradi ya Elektroniki
• Chuma cha kulehemu
• 1 Bomba la PVC takriban mita 2 na "T" Kiunganishi cha PVC
• Kiunganisho 1 cha PVC 90
• Usambazaji wa umeme wa 5V (ninatumia jopo la jua)

Hatua ya 2: Kukusanya Upepo Vane Rosetta

Swichi za Reed na Resistors zilizowekwa kwenye PCB

Kata PCB ya generic kwa njia ya mduara na kipenyo kidogo kuliko PVC CAP kwa sababu wakati iko tayari itafaa ndani yake.

Inama miguu ya swichi ya mwanzi kwa nyuzi 90 ili kuitoshea kwenye PCB kwa uangalifu ili usivunje glasi ya kinga. Bora ni 3 mm mbali na glasi. Weka kila swichi ya mwanzi kulingana na mchoro. Nambari ya kila moja kutoka 0 hadi 7 kama mchoro. Utambulisho sahihi utakuwa muhimu wakati wa kuunganisha vituo kwenye multiplexer. Tumia chuma cha kutengeneza kuziunganisha kwenye sahani.

Weka kila kontena kama mchoro ambao moja ya vituo huuzwa katika moja ya vituo vya swichi ya mwanzi na nyingine itakuwa kawaida kwa vipinga vyote, vilivyowekwa katikati ya PCB.

Solder kebo ya shaba inayounganisha vituo vyote vya nje vya swichi za mwanzi, ikiacha mbili za mwisho bila unganisho. Kama pete. Amri ya kulehemu haijalishi.

Katika makutano ya kila kontena na waya ya solder ya swed ya kila rangi. Wao ni 8 tofauti. Solder waya nyekundu kwenye pete ya shaba ya swichi za mwanzi kama chanya na waya mweusi kwa makutano ya wapinzani wote katikati ya "rosetta", kama hasi.

Angalia michoro na uwe mwangalifu kuweka nambari za nyaya za unganisho kwa multiplexer.

Jaribu unganisho kabla ya kusanyiko

Kabla ya kuendelea na mkutano ninashauri kupima viunganisho. Tumia betri iliyoongozwa, yoyote 18650 3.7 V, sumaku ya neodymium na nyaya zilizo na kucha za mamba. Unganisha betri kwenye vituo VCC na GND na kebo ya mamba katika GND na ncha nyingine kwa hasi ya iliyoongozwa (tumia ya bluu ambayo haiitaji kontena). Unganisha kebo nyingine kwa chanya ya iliyoongozwa na nyingine kwa kila kebo iliyounganishwa na swichi. Sasa pitisha sumaku kupitia ukingo wa nje wa swichi iliyounganishwa. Ikiwa taa zilizoongozwa zinawaka, ni sawa. Ikiwa haina kuwasha, angalia welds. Ili kujaribu viunganisho viwili kwa wakati mmoja tumia kebo nyingine na nyingine imeongozwa wakati huo huo. Wakati wa kupitisha sumaku kati ya swichi mbili, taa hizo mbili zinapaswa kuwaka. Ni muhimu kwamba taa zote mbili ziwe nuru kwa wakati mmoja ili ishara ya umeme iweze kuwakilisha sehemu ndogo za dhamana ya dira kama ENE, ESE, SSW, NNW, n.k.

Hatua ya 3: Uunganisho kwenda na Kutoka kwa CD4051 Multiplexer

CD4051 Analog Multiplexer

Multiplexers ni mizunguko ya mchanganyiko na pembejeo kadhaa na pato moja la data. Zina vifaa vya kuingiza udhibiti ambavyo vinaweza kuchagua moja, na moja tu, ya pembejeo za data ili kuruhusu usambazaji wao kutoka kwa pembejeo iliyochaguliwa kwenda kwenye pato lililosemwa.

Ikiwa haujui utendakazi wa CD4051 ninapendekeza usome data ambayo unaweza kupata kwenye wavuti. Kwa muhtasari, 4051 ina pembejeo 8 za analog zilizohesabiwa kutoka 0 hadi 7, 3 na pini A, B, na C ambazo kwa pamoja zinaruhusu kusoma pembejeo na kufafanua ni pato gani la analog linaunganishwa. Katika kila usomaji, programu inachambua ni muunganisho gani na wa sasa mzuri na itaonyesha mwelekeo unaofanana wa upepo. Hii itaelezewa kwa undani katika sehemu ya 2 ya chapisho. Angalia mchoro ili uone jinsi rosetta imeunganishwa na multiplexer.

Uunganisho kwa Nodemcu

Tutahitaji nyaya 8 kuunganisha Nodemcu. Tazama mchoro.

Jozi 1 ya waya chanya (nyekundu) na chini (nyeusi) ambayo inasambaza sasa kwa rosetta

Jozi 1 ya nyaya chanya (nyekundu) na ardhi (nyeusi) ambayo inasambaza sasa kwa CD4051

Kebo 1 ya pato la analog A0 (kijivu)

Cable 1 ya pembejeo ya dijiti ya pini A = D5 (bluu)

Cable 1 ya pembejeo ya dijiti ya pini B = D4 (kijani kibichi)

Cable 1 ya pembejeo ya dijiti ya pini C = D3 (njano)

Nilitumia kebo ya simu ya waya 10 ya rangi tofauti ili kuwezesha mkutano wa mwisho.

Tambua kila nyaya na anwani inayofanana ili kuwezesha mkutano wa mwisho.

Hatua ya 4: Kuweka kila kitu kwenye Stendi ya PVC

Kuweka msaada

Chukua SURA ya kipenyo cha cm 5 cha PVC, kipande cha bomba la PVC na CAP ya kipenyo cha 2.5 cm na uziunganishe wote na gundi ya papo hapo kulingana na picha. Unaweza pia kutengeneza shimo na kipenyo cha bomba ili kuboresha unganisho kati ya vipande. Baada ya vipande vyote kushikamana weka gundi zaidi kwenye kingo za gundi za kila kipande na mara funika na soda ya kuoka. Wakati wa kukausha gundi utakuwa na ugumu mzuri sana.

Unapaswa pia kushikamana na silicone pembeni ya CAP ambayo itaruhusu kuziba umoja kati ya cap 2 na kuwezesha kufaa kwa rosetta. Wacha zikauke kabla ya kuendelea.

Ingiza kwa uangalifu rosetta iliyowekwa tayari kwenye kipande cha msaada na kwamba inafaa vizuri dhidi ya ukingo wa CAP. Kumbuka kwamba tutapanda CAP ya pili juu ya hii. Angalia picha na suluhisho la mwisho. Na tafadhali tambua kila moja ya nyaya kuwezesha unganisho na nodemcu.

Hatua ya 5: Kupanda Vane

Kuweka muundo wa vane

Tengeneza pointer na misa ya epoxy na sura iliyoonyeshwa kwenye picha. Wakati ni kavu vizuri pima kipande na uhifadhi thamani.

Chukua kipande cha plastiki na ukate kwa ulinganifu kwa sehemu ya nyuma ya vane ambayo hutumikia kuelekeza upepo. Pima pia na uhifadhi thamani.

Chukua moja ya zilizopo za aluminium na ushike pointer na vane ya hali ya hewa na gundi ya papo hapo na vipande vyote vilivyowekwa katikati. Fanya sawa na hapo awali na soda ya kuoka ili kuongeza ugumu wa kila sehemu ya gundi.

Chukua bomba la pili la alumini na tuamua ni wapi itashikwa kwenye bomba lingine. Ili kudumisha usawa wa kipande, umbali na uzito wa nyuma unapaswa kuwa sawa na umbali na uzito wa pointer. (Tazama mahesabu ambayo yameonyeshwa kwenye mchoro.) Vipimo vya umbali vinapaswa kufanywa zaidi au chini kwa kituo cha misa ya kila kipande. Tumia gundi ya papo hapo na soda ya kuoka.

Fanya shimo katikati ya CAP na kipenyo cha mpira. Tumia gundi ya papo hapo kuishika kwenye kifuniko. Muhimu kuchagua mpira ulio na kipenyo sawa cha ndani cha bomba la wima ya alumini ya vane.

Mwishowe, chukua diski ya plastiki yenye kipenyo cha takriban 4.5 cm na ubandike chuma kidogo pembeni. Tazama picha Kwa njia hii utaweza "kushikilia" sumaku ya neodymium na kuirekebisha wakati unalinganisha chombo. Inaweza kuhamishwa kwa njia kadhaa kudhani usomaji wa vipimo.

Weka diski ya plastiki na sehemu ya chuma imekwama katika mwelekeo sawa na kiashiria cha bomba la aluminium usawa. Hii ni muhimu kwa sumaku kuonyesha mwelekeo sawa na vane.

Ili kuwezesha mkusanyiko wa mwisho wa anemometer na upatanishe kaskazini mwa vane na jiografia ya kaskazini chapisha upepo ulioinuka na kubandika kwenye kofia ya juu ya CAP. Diski hiyo itashikwa kwenye bomba la aluminium, lakini kwanza, ingiza bomba la alumini ndani ya mpira na ingiza bomba la alumini kwenye diski. Rekebisha urefu ili umbali kati ya sumaku na ukingo wa CAP uwe kati ya 1 na 1.5 cm. Hiyo lazima iwe ya kutosha kwa sumaku kuunganisha kwa usahihi swichi ya mwanzi. Weka diski na gundi ya papo hapo na bicarbonate ya kalsiamu kwa usawa iwezekanavyo.

Weka vipande viwili kwa kuelekeza kaskazini mwa upepo uliokaa sawa na nambari ya kubadili 0 (inayowakilisha kaskazini) na utumie clamp ili ujiunge nayo. Usitumie gundi kwa sababu italazimika kutoshea na kupima mara nyingi kabla ya kuwa tayari kabisa.

Angalia picha ili uone suluhisho la mwisho.

Hatua ya 6: Kulalamisha Anemometer

Kuweka msaada

Chukua vifuniko 2 vya plastiki na ushike na gundi ya papo hapo. Piga mashimo 4 kwenye vifuniko kama inavyoonyeshwa kwenye mchoro. Weka fimbo ya mbao au aluminium katika kila shimo. Kata mipira 2 ya ping pong katikati na ubandike kila mmoja kwenye ncha za fimbo, zote zikiwa na sehemu ya concave kwa upande mmoja. Vipimo vya takriban vimeonyeshwa kwenye mchoro.

Tengeneza shimo katikati ya Sura 2.5 cm na kipenyo cha mpira. Tumia gundi ya papo hapo kuishika kwenye kifuniko. Tumia soda ya kuoka pia kwa uangalifu sana.

Ingiza bomba la aluminium ndani ya mpira uliobeba urefu ulio sawa (angalia picha). Ikiwa haijarekebishwa vizuri, weka tone la gundi kwa uangalifu.

Kuweka Moduli ya Ukumbi

Kwenye ukingo wa CAP, fanya shimo ndogo ili kupitisha kichwa cha sensorer ya Jumba.

Gundi sumaku ya neodymium kando ya kofia za plastiki kulingana na picha.

Tumia waya 3 zenye rangi tofauti kuunganisha moduli ya sensorer.

Ingiza moduli ya Jumba na uelekeze sensorer inakabiliwa na sumaku kwa umbali wa 2 hadi 4 mm. Jaribu ikiwa mzunguko wa shimoni hauingii sumaku na sensa.

Tumia betri ya 3.7 V kujaribu ikiwa moduli inajibu njia ya sumaku kwa kugeuza kuongoza kwa kila mawasiliano. Ikiwa mwongozo umegeuka, kila kitu ni sawa. Ikiwa sivyo, songa sensorer karibu na sumaku mpaka LED iwashe.

Ikiwa kila kitu ni sawa, rekebisha moduli katika msaada kwa kutumia tone la gundi.

Mwishowe, ncha nyingine ya fimbo itashikwa kwenye kifuniko cha plastiki na gundi ya papo hapo na soda ya kuoka, kurekebisha urefu sahihi.

Kutambua waya

Tambua nyaya zote - VCC, GND, na Ishara - kuwezesha unganisho na nodemcu.

Hatua ya 7: Kuweka Wote Pamoja

Sasa unaweza kuweka vifaa hivi pamoja kwa kutumia unganisho la "T" na kipande cha bomba la PVC kama inavyoonekana kwenye picha. Usitumie gundi kwa sababu ikiwa kuna haja ya marekebisho au matengenezo haitawezekana. Nilitengeneza mashimo madogo na nikatumia visu kuibana. Pitisha nyaya za vifaa 2 kupitia bomba. Kama anemometer itakavyowekwa kwenye paa la nyumba, pia nilitengeneza nyaya za mita 3 kuiunganisha kwa nodemcu ambayo itawekwa ndani ya nyumba.

Hatua ya 8: Kuunganisha Nodemcu na Usakinishaji

Michoro inaonyesha unganisho sahihi la kila kebo. Ili kujaribu operesheni nilitumia skrini ya OLED 0.96 kusoma vipimo na kudhibitisha kuwa ni sahihi, unganisha OLED kwa njia hii:

D1 - SCL

D2 - SDA

VCC na GND

Kuweka kwenye dari utunzaji pekee ni kuweka kifaa chote katika kiwango sahihi. Kwa hiyo tumia kiwango cha Bubble na screws nyingi kubwa. Na usisahau kushughulikia kaskazini ya anemometer yako kwa kaskazini ya kijiografia ya dira yako. Vinginevyo, mwelekeo wa upepo hautaambatana na ukweli.

Na hiyo tu. Katika chapisho linalofuata, nitaelezea mchoro unaopakiwa kwenye nodemcu ukitumia Arduino IDE.

Ikiwa una shaka yoyote, usisite kuwasiliana nami.

Salamu

Tuzo kubwa katika Changamoto ya IoT