Kituo cha Hali ya Hewa ya Umeme wa Chini: Hatua 6 (na Picha)

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

Sasa katika toleo la tatu na baada ya kujaribiwa kwa zaidi ya miaka miwili, kituo changu cha hali ya hewa kinaboreshwa kwa utendaji bora wa nguvu ya chini na kuegemea kwa uhamishaji wa data.

Matumizi ya nguvu - sio shida katika miezi mingine isipokuwa Desemba na Januari, lakini katika miezi hii nyeusi sana jopo la jua, ingawa lilipimwa kwa Watts 40, halikuweza kutimiza mahitaji ya mfumo… na mahitaji mengi yalitoka moduli ya 2G FONA GPRS ambayo hupitisha data moja kwa moja kwa interwebs.

Shida iliyofuata ilikuwa na moduli ya FONA GPRS yenyewe, au zaidi mtandao wa simu ya rununu. Kifaa hicho kingefanya kazi kikamilifu kwa wiki / miezi, lakini ghafla ikasimama bila sababu yoyote. Inavyoonekana mtandao unajaribu kutuma aina fulani ya "habari ya sasisho la mfumo" ambayo, ikiwa haikubaliki, husababisha kifaa kutolewa kwenye mtandao, kwa hivyo GPRS sio suluhisho la bure la utunzaji wa usafirishaji wa data. Ni aibu kwa sababu wakati ilifanya kazi, ilifanya kazi vizuri sana.

Sasisho hili linatumia itifaki ya nguvu ya chini ya LoRa kutuma data kwa seva ya ndani ya Raspberry Pi, ambayo itapeleka kwenye viunga. Kwa njia hii, kituo cha hali ya hewa yenyewe inaweza kuwa nguvu ya chini kwenye jopo la jua na sehemu ya mchakato wa "kuinua nzito", iliyofanywa mahali pengine ndani ya anuwai ya WIFI kwenye nguvu kuu. Kwa kweli, ikiwa una lango la umma la LoRa ndani ya anuwai, Raspberry Pi haitatakiwa.

Kuunda kituo cha hali ya hewa PCB ni rahisi kwani vifaa vya SMD vyote ni kubwa kabisa (1206) na kila kitu kwenye PCB hufanya kazi kwa 100%. Baadhi ya vifaa, ambavyo ni vyombo vya upepo, ni ghali sana lakini wakati mwingine hupatikana mkono wa pili kwenye Ebay.

Hatua ya 1: Vipengele

Arduino MKR1300 LORAWAN ………………………………………………………………………. 1 ya

Raspberry Pi (hiari inategemea upatikanaji wa lango la LoRa) ………… 1 ya

BME280 kwa shinikizo, unyevu, joto na urefu ……………………….. 1 ya

Kiunganishi cha RJ 25 477-387 ………………………………………………………………………………… 1 ya

L7S505 …………………………………………………………………………………………………………. 1 ya

Beeper 754-2053 …………………………… ya 1 ya

Diode ya Shottky (1206) …………………………………… ya 2 ya

Warejeshi wa R1K …………………………………………

R4.7K resistor ………………………………………….. 1 ya

C100nF capacitor …………………………….. 3 ya

R100K …………………………………… ya 1 ya

R10K ………………………………………….. 4 ya

C1uF ………………………………… ya 1 ya

C0.33uF ……………………………… ya 1 ya

R100 …………………………………………….. 1 ya

R0 ……………………………………………….. 1 ya

Uchunguzi wa joto la Dallas DS18B20 ………… 1 ya

PCB ……………………………………………… ya 1 ya

Upimaji wa mvua ………………………………………………. 1 ya

Uchunguzi wa mchanga… 1 ya (angalia hatua ya 6 kwa uchunguzi wa DIY)

Anemometer ya A100LK …………………….. 1 ya

Vane ya upepo ya W200P ……………………. 1 ya

Hatua ya 2: Jinsi inavyofanya kazi

Ni rahisi kupata sensorer kufanya kazi kama vitu vya joto, unyevu na shinikizo lakini baadhi ya otheres ni ngumu sana, ingawa nambari yote imejumuishwa kwenye blogi hii.

1. Kipimo cha mvua kiko kwenye 'kukatiza' na hufanya kazi wakati mabadiliko yanapatikana. Mvua huingia kwenye chombo na kuteremka juu ya mwamba wa msumeno ambayo hutikisa juu ya ncha moja moja imejaa, na kuchochea sensa ya sumaku mara mbili inapoenda juu. Sensor ya mvua inachukua kipaumbele juu ya kila kitu na inafanya kazi hata kama data inasambazwa.

2. Anemometer hufanya kazi kwa kutuma mapigo ya nguvu ya chini, masafa ambayo yanategemea kasi yake. Ni rahisi sana kuweka nambari na hutumia nguvu kidogo sana ingawa inahitaji kurekodi karibu mara moja kila sekunde ili kupata nguvu kali. Nambari hiyo inaweka kumbukumbu ya kasi ya wastani ya upepo na upeo mkubwa wakati wa kikao cha kurekodi.

3. Ingawa kwenye mawazo ya kwanza, upepo unaweza kuwa rahisi kuweka kanuni, mara ugumu utakapochunguzwa, ni ngumu zaidi. Kwa asili, ni potentiometer ya chini sana, lakini shida ya kupata usomaji kutoka kwake imejumuishwa na ukweli kwamba ina "eneo lililokufa" fupi karibu na mwelekeo wa kaskazini. Inahitaji kuvuta vipinga na viunzi ili kuzuia usomaji wa ajabu karibu na kaskazini ambao husababisha usongamano katika usomaji. Pia, kwa sababu masomo ni polar, mahesabu ya wastani ya wastani hayawezekani na kwa hivyo hali ngumu zaidi inahitaji kuhesabiwa ambayo inajumuisha kuunda safu kubwa ya nambari kama 360! …. Na huo sio mwisho wake…. Kuzingatia maalum kunapaswa kufanywa juu ya ambayo sensorer inaelekeza ndani kama iko katika quadrant upande wowote wa kaskazini, hali hiyo inapaswa kutibiwa tofauti.

4. Unyevu wa mchanga ni uchunguzi rahisi wa kufanya kazi, lakini ili kuokoa nishati na kuzuia kutu, hupigwa haraka sana na moja ya pini za dijiti za Arduino.

5. Mfumo hutuma data kutoka Arduino kwenda kwa Raspberry Pi (au LoRa gateway) lakini pia inahitaji "call back" kutoka kwa mpokeaji ili kudhibitisha kuwa imepokea data vizuri kabla ya kuweka upya kaunta na wastani na kuchukua seti mpya ya usomaji. Kipindi cha kurekodi kinaweza kuwa kama dakika 5 kila mmoja, baada ya hapo Arduino anajaribu kutuma data. Ikiwa data imeharibiwa au hakuna muunganisho wa mtandao, kikao cha kurekodi kinapanuliwa hadi wakati wa kupiga simu unaonyesha mafanikio. Kwa njia hii, hakuna upepo mkali wa upepo wala kipimo cha mvua kitakosa.

6. Ingawa zaidi ya wigo wa blogi hii, mara moja kwenye seva ya mtandao (ni kompyuta kubwa iliyoko Ipswich, Uingereza), data hiyo imekusanywa kwenye hifadhidata ya MySQL ambayo inaweza kupatikana kwa kutumia hati rahisi za PHP. Mtumiaji wa mwisho anaweza pia kuona data iliyoonyeshwa kwa kupigia dhana na grafu shukrani kwa programu ya wamiliki ya Java na Amcharts. Kisha 'matokeo ya mwisho' yanaweza kuonekana hapa:

www.goatindustries.co.uk/weather2/

Hatua ya 3: Faili

Faili zote za msimbo wa Arduino, Raspberry Pi na faili ya kuunda PCB kwenye programu ya 'Design Spark' imepigwa katika hifadhi ya Github hapa:

github.com/paddygoat/Weather-Station

Hatua ya 4: Kujaza PCB

Hakuna stencil inahitajika kwa kugeuza vifaa vya SMD - bonyeza tu solder kwenye pedi za PCB na uweke vifaa na kibano. Vipengele ni kubwa vya kutosha kufanya kila kitu kwa jicho na haijalishi ikiwa solder inaonekana kuwa mbaya au vifaa viko mbali kidogo.

Weka PCB katika oveni ya kibaniko na joto hadi nyuzi 240 C ukitumia uchunguzi wa kipimajoto cha aina ya K kufuatilia joto. Subiri kwa sekunde 30 kwa digrii 240 na kisha uzime oveni na ufungue mlango ili kutoa moto.

Sasa sehemu zingine zinaweza kuuzwa kwa mkono.

Ikiwa unataka kununua PCB, pakua faili za kijiti zilizofungwa hapa:

github.com/paddygoat/Weather-Station/blob/master/PCB/Gerbers_Weather%20station%203_Tx_01.zip

na uwape kwa JLC hapa:

Chagua saizi ya bodi ya 100 x 100 mm na utumie chaguo-msingi zote. Gharama ni $ 2 + posta kwa bodi 10.

Hatua ya 5: Kupelekwa

Kituo cha hali ya hewa kinatumika katikati ya uwanja na vyombo vya upepo kwenye nguzo refu na nyaya za wavulana. Maelezo ya kupelekwa hutolewa hapa:

www.instructables.com/id/Arduino-GPRS-Weat …….

Hatua ya 6: Kazi ya awali

Hii inaweza kufundishwa ni hatua ya hivi karibuni ya kuendelea na mradi ambao una historia ya maendeleo katika miradi mingine saba iliyopita:

www.instructables.com/id/Arduino-GPRS-Weat …….

www.instructables.com/id/Arduino-GPRS-Weat …….

www.instructables.com/id/Setting-Up-an-A10…

www.instructables.com/id/Analogue-Sensors-…

www.instructables.com/id/Analogue-Wind-Van…

www.instructables.com/id/Arduino-Soil-Prob…

www.instructables.com/id/Arduino-GPRS-Weat …….