Kituo cha hali ya hewa na Uwekaji wa Takwimu: Hatua 7 (na Picha)

2024 Mwandishi: John Day | [email protected]. Mwisho uliobadilishwa: 2024-01-30 12:53

Katika hii inayoweza kufundishwa nitakuonyesha jinsi ya kutengeneza mfumo wa kituo cha hali ya hewa na wewe mwenyewe. Unachohitaji tu ni ujuzi wa kimsingi katika vifaa vya elektroniki, programu na wakati kidogo.

Mradi huu bado unaendelea. Hii ni sehemu ya kwanza tu. Maboresho yatapakiwa katika mwezi mmoja au miwili ijayo.

Ikiwa una maswali yoyote au shida unaweza kuwasiliana nami kwa barua yangu: [email protected]. Vipengele vilivyotolewa na DFRobot

Basi wacha tuanze

Hatua ya 1: Vifaa

Karibu vifaa vyote vinavyohitajika kwa mradi huu vinaweza kununuliwa kwenye duka la mkondoni: DFRobot

Kwa mradi huu tutahitaji:

-Kituo cha kituo cha hali ya hewa

Moduli ya kadi ya SD ya Arduino

-Kadi ya SD

-Meneja wa umeme wa jua

-5V 1A Jopo la jua

-Vifungo vingine vya nylon

-Kifaa cha kushuka

Kuonyesha -LCD

-Bodi ya mkate

-Li- ion betri (nilitumia betri za Sanyo 3.7V 2250mAh)

-Sanduku ya makutano ya plastiki isiyo na maji

-Baadhi ya waya

-Resistors (2x 10kOhm)

Hatua ya 2: Moduli

Kwa mradi huu nilitumia moduli mbili tofauti.

Meneja wa umeme wa jua

Moduli hii inaweza kuwezeshwa na usambazaji mbili tofauti, betri ya 3.7V, jopo la jua la 4.5V - 6V au kebo ya USB.

Inayo matokeo mawili tofauti. Pato la USB 5V ambalo linaweza kutumika kwa kusambaza Arduino au mtawala mwingine na pini 5V za kuwezesha moduli na sensorer tofauti.

Maelezo:

• Voltage ya Kuingiza jua (SOLAR IN): 4.5V ~ 6V
• Uingizaji wa Battery (BAT IN): 3.7V Kiini kimoja Li-polymer / Li-ion
• BatteryCharge ya sasa (USB / SOLAR IN): 900mA Kucha kuchafua, sasa ya kila wakati, voltage ya mara kwa mara awamu tatu za kuchaji
• Kuchaji Voltage ya Cutoff (USB / SOLAR IN): 4.2V ± 1%
• Ugavi wa Umeme uliodhibitiwa: 5V 1A
• Ufanisi wa Ugavi wa Umeme (3.7V BAT IN): 86% @ 50% Mzigo
• Ufanisi wa malipo ya USB / Solar: 73%@3.7V 900mA BAT IN

Moduli ya SD

Moduli hii inaambatana kabisa na Arduino. Inakuruhusu kuongeza uhifadhi wa habari na ukataji wa data kwenye mradi wako.

Nilitumia kukusanya data kutoka kituo cha hali ya hewa na kadi ya SD ya 16GB.

Maelezo:

• Vunja bodi kwa kadi ya kawaida ya SD na kadi ya Micro SD (TF)
• Inayo swichi ya kuchagua nafasi ya kadi ya flash
• Anakaa moja kwa moja kwenye Arduino
• Pia kutumika na wadhibiti wengine wadogo

Hatua ya 3: Kitanda cha Kituo cha Hali ya Hewa

Sehemu kuu ya mradi huu ni kitanda cha kituo cha hali ya hewa. Inatumiwa na 5V kutoka Arduino au unaweza pia kutumia usambazaji wa 5V wa nje.

Ina pini 4 (5V, GND, TX, RX). Bandari ya data ya TXD inatumia 9600bps.

Kit cha kituo cha hali ya hewa kinajumuisha:

• Anemometer
• Vane ya upepo
• Ndoo ya mvua
• Bodi ya Sensorer
• Kitambaa cha chuma cha pua (30CM) (11.81 ")
• Kifurushi cha vifaa

Inaweza kutumika kupima:

• Kasi ya upepo
• Mwelekeo wa upepo
• Kiasi cha mvua

Ina kujenga katika unyevu na sensorer ya joto ambayo inaweza pia kupima shinikizo la kijiometri.

Anemometer inaweza kupima kasi ya upepo hadi 25 m / s. Mwelekeo wa upepo unaonyeshwa kwa digrii.

Maelezo zaidi kuhusu kit hiki na nambari ya sampuli inaweza kupatikana kwenye: DFRobot wiki

Hatua ya 4: Jinsi ya Kukusanya Kit cha Kituo cha Hali ya Hewa

Mkusanyiko wa kit hiki ni rahisi sana lakini kwa habari zaidi juu ya mkutano angalia mafunzo juu ya jinsi ya kukusanya kit.

Mafunzo: Jinsi ya kukusanya kitanda cha kituo cha hali ya hewa

Hatua ya 5: Ugavi na Nyumba

Betri:

Kwa mradi huu nilitumia betri za li-ion 3.7V. Nilitengeneza kifurushi cha betri kutoka 5x ya betri hii. Kila betri ina karibu 2250 mAh, kwa hivyo pakiti ya 5x inatoa karibu 11250 mAh ikiunganishwa kwa sambamba.

Uunganisho: Kama nilivyosema niliunganisha betri sambamba, kwa sababu kwa sambamba unaweka voltage asili lakini unapata uwezo mkubwa wa betri. Kwa mfano: Ikiwa una betri mbili 3.7V 2000 mAh na unaiunganisha sambamba utapata 3.7V na 4000 mAh.

Ikiwa unataka kufikia voltage kubwa basi unahitaji kuwaunganisha kwa safu. Kwa mfano: Ukiunganisha betri mbili 3.7V 2000 mAh katika safu utapata 7, 4V na 2000 mAh.

Jopo la jua:

Nilitumia jopo la jua la 5V 1A. Jopo hili lina takriban 5W ya nguvu ya pato. Pato la voltage huenda hadi 6V. Wakati nilijaribu jopo katika hali ya hewa ya mawingu voltage yake ya pato ilikuwa karibu 5.8-5.9V.

Lakini ikiwa unataka kusambaza kituo hiki cha hali ya hewa na nishati ya jua unahitaji kuongeza paneli 1 au 2 za jua na betri ya asidi-risasi au kitu kingine kuhifadhi nishati na kusambaza kituo wakati hakuna jua.

NYUMBA:

Haionekani lakini makazi ni moja ya sehemu muhimu zaidi za mfumo huu, kwa sababu inalinda vitu muhimu kutoka kwa vitu vya nje.

Kwa hivyo mimi huchagua sanduku la makutano ya plastiki isiyo na maji. Ina kubwa tu ya kutosha kutoshea vitu vyote ndani. Ni karibu 19x15 cm.

Hatua ya 6: Wiring na Nambari

Arduino:

Vipengele vyote vimeunganishwa na Arduino.

Moduli ya -SD:

• 5V -> 5V
• GND -> GND
• MOSI -> pini ya dijiti 9
• MISO -> pini ya dijiti 11
• SCK -> pini ya dijiti 12
• SS -> pini ya dijiti 10

Bodi ya kituo cha hali ya hewa:

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

Pakiti ya betri imeunganishwa moja kwa moja na msimamizi wa umeme (uingizaji wa betri 3.7V). Pia niliunganisha kutoka kwa betri hadi pini ya Analog A0 kwenye Arduino kwa ufuatiliaji wa voltage.

Jopo la jua limeunganishwa moja kwa moja na moduli hii (pembejeo ya jua). Jopo la jua pia limeunganishwa na mgawanyiko wa voltage. Pato la mgawanyiko wa voltage limeunganishwa na pini ya Analog A1 kwenye Arduino.

Pia nilifanya unganisho ili uweze kuunganisha onyesho la LCD juu yake kuangalia voltage. Kwa hivyo LCD imeunganishwa na 5V, GND na SDA kutoka LCD huenda kwa SDA kwenye Arduino na sawa na pini ya SCK.

Arduino imeunganishwa na moduli ya meneja wa nguvu na kebo ya USB.

CODE:

Nambari ya kituo hiki cha hali ya hewa inaweza kupatikana kwenye wiki ya DFRobot. Niliambatanisha nambari yangu na visasisho vyote.

-Ikiwa unataka kupata mwelekeo sahihi wa upepo kwa msimamo wako, unahitaji kubadilisha maadili ya mwongozo katika programu.

Kwa hivyo data zote zimehifadhiwa kwenye faili ya txt inayoitwa test. Unaweza kubadilisha jina la faili hii ikiwa unataka. Ninaandika maadili yote yanayowezekana kutoka kituo cha hali ya hewa na pia inaandika katika voltage ya betri na voltage ya jua. Ili uweze kuona jinsi matumizi ya betri iko.

Hatua ya 7: Kupima Voltage na Upimaji

Nilihitaji kufanya ufuatiliaji wa voltage kwenye betri na jopo la jua kwa mradi wangu.

Kwa ufuatiliaji wa voltage kwenye betri nilitumia pini ya analog. Niliunganisha + kutoka kwa betri hadi pini ya analog A0 na - kutoka kwa betri hadi GND kwenye Arduino. Katika programu nilitumia kazi ya "AnalogRead" na "lcd.print ()" kwa kuonyesha thamani ya voltage kwenye LCD. Picha ya tatu inaonyesha voltage kwenye betri. Nilipima na Arduino na pia na multimeter ili niweze kulinganisha thamani. Tofauti kati ya maadili haya mawili ilikuwa juu ya 0.04V.

Kwa sababu voltage ya pato kutoka kwa jopo la jua ni kubwa kuliko 5V ninahitaji kufanya mgawanyiko wa voltage. Uingizaji wa Analog unaweza kuchukua kiwango cha juu cha voltage ya kuingiza 5V. Nilitengeneza na kontena mbili za 10kOhm. Matumizi ya kontena mbili zenye thamani sawa, hugawanya voltage haswa hadi nusu. Kwa hivyo ikiwa utaunganisha 5V, voltage ya pato itakuwa juu ya 2.5V. Mgawanyiko wa voltage iko kwenye picha ya kwanza. Tofauti kati ya thamani ya voltage kwenye LCD na kwenye multimeter ilikuwa karibu 0.1-0.2V

Mlinganisho wa pato la mgawanyiko wa voltage ni: Vout = (Vcc * R2) / R1 + R2

Upimaji

Wakati niliunganisha kila kitu pamoja na kupakia vifaa vyote kwenye nyumba nilihitaji kufanya jaribio la nje. Kwa hivyo nilichukua kituo cha hali ya hewa nje ili kuona jinsi itakavyofanya kazi katika hali halisi ya nje. Kusudi kuu la jaribio hili ilikuwa kuona jinsi betri zitafanya kazi au ni kiasi gani kitatoka wakati wa jaribio hili. Wakati kupima joto la nje kulikuwa karibu 1 ° C nje na karibu 4 ° C ndani ya nyumba.

Voltage ya betri imeshuka kutoka 3.58 hadi karibu 3.47 kwa masaa tano.