Kituo cha Hali ya Hewa: Hatua 8 (na Picha)

2024 Mwandishi: John Day | [email protected]. Mwisho uliobadilishwa: 2024-01-30 12:54

Umewahi kuhisi wasiwasi wakati wa mazungumzo madogo? Unahitaji mambo mazuri ya kuzungumza (sawa, kujisifu) juu? Kweli tuna jambo kwako! Mafunzo haya yatakuruhusu kujenga na kutumia kituo chako cha hali ya hewa. Sasa unaweza kujaza kwa utulivu kimya chochote cha kushangaza na sasisho juu ya joto, shinikizo, unyevu, urefu na kasi ya upepo. Kamwe hautaamua tena kwa bland, "hali ya hewa imekuwa nzuri" mara tu utakapokamilisha mradi huu safi.

Kituo chetu cha hali ya hewa kina vifaa kamili katika sanduku linalokinza maji na sensorer tofauti ambazo zinarekodi vipimo anuwai vya asili na kuziokoa zote kwenye kadi moja ya SD. Arduino Uno hutumiwa kuweka kificho kwa urahisi kituo cha hali ya hewa ili iweze kufanya kazi kwa mbali. Kwa kuongezea, idadi yoyote ya sensorer inaweza kuongezwa au kuunganishwa kwenye mfumo ili kuipatia safu ya utendaji tofauti. Tuliamua kutumia sensorer anuwai kutoka Adafruit: tulitumia sensorer ya Joto na Unyevu wa DHT22, shinikizo la barometric la BMP280 na sensor ya urefu, na sensa ya kasi ya upepo ya anemometer. Tulilazimika kupakua maktaba kadhaa ya nambari pamoja na kuchanganua nambari kadhaa tofauti ili kupata sensorer zetu zote kukimbia pamoja na kuingia data kwenye kadi ya SD. Viunga vya maktaba vimetolewa maoni katika nambari yetu.

Hatua ya 1: Kusanya Vifaa

• Arduino Uno
• Kitabu cha ulinzi
• 9V Betri
• Sensor ya kasi ya upepo wa Adafruit Anemometer
• Makazi ya kuzuia maji
• Adafruit BMP280 Shinikizo la Barometriki na Sensor ya urefu
• Adafruit DHT22 Sensorer ya Joto na Unyevu
• Adafruit Assembled Data Logging Shield
• Gundi ya Moto

Ni muhimu katika hatua hii kuhakikisha tu kwamba Arduino yako inafanya kazi na inaweza kusanidiwa kutoka kwa kompyuta yako. Tulimalizia kuuza sehemu zetu zote kwa kitabu cha protoboard, lakini ubao wa mkate pia unaweza kutumiwa kuunganisha kihisi kwa Arduino. Protoboard yetu ilifanya uhusiano wetu wote kuwa wa kudumu na ilifanya iwe rahisi kuweka vifaa bila kuwa na wasiwasi juu ya kuzichanganya mahali.

Hatua ya 2: Ongeza Logger ya Takwimu

Hatua hii ni rahisi. Unachohitajika kufanya kukamilisha hatua hii ni kupiga kumbukumbu ya data mahali. Inafaa juu ya Arduino Uno.

Kupata logger ya data ili kuingia data inahitaji kuorodhesha. Mkulima hurekodi data hiyo kwa kadi ya SD inayofaa kwenye ngao na inaweza kuondolewa na kuingizwa kwenye kompyuta. Sifa moja ya nambari ambayo inasaidia ni matumizi ya stempu ya wakati. Saa ya saa inarekodi siku, mwezi na mwaka kwa kuongeza saa ya pili, dakika na saa (ilimradi imeshikamana na betri). Tulilazimika kuweka wakati huo katika nambari wakati tulianza, lakini logger ya data huhifadhi wakati mradi betri iliyo kwenye bodi yake imeunganishwa. Hii inamaanisha hakuna kuweka upya saa!

Hatua ya 3: Sanidi Sensorer ya Joto na Unyevu

1. Unganisha pini ya kwanza (nyekundu) kwenye sensa kwa pini ya 5V kwenye Arduino
2. Unganisha pini ya pili (bluu) na pini ya dijiti kwenye Arduino (tunaweka yetu kwenye pini 6)
3. Waya waya wa nne (kijani kibichi) chini ya Arduino

Sensorer kutoka Adafruit ambayo tulitumia inahitaji tu pini moja ya dijiti kwenye Arduino kukusanya data. Sensor hii ni sensor ya unyevu wa unyevu. Maana yake ni kwamba inachukua unyevu wa karibu na elektroni mbili za chuma zilizotengwa na nyenzo ya dielectri ya porous kati yao. Maji yanapoingia kwenye pores, uwezo hubadilishwa. Sehemu ya kuhisi joto ya sensa ni kinzani rahisi: upinzani hubadilika kadri joto hubadilika (inaitwa thermistor). Ingawa mabadiliko hayana laini, yanaweza kutafsiriwa katika usomaji wa joto ambao umerekodiwa na ngao yetu ya data logger.

Hatua ya 4: Sanidi Shinikizo na Sensor ya urefu

1. Pini ya Vin (nyekundu) inaunganishwa na pini ya 5V kwenye Arduino
2. Pini ya pili haijaunganishwa na chochote
3. Pini ya GND (nyeusi) imeunganishwa chini kwenye Arduino
4. Pini ya SCK (ya manjano) hukimbilia kwenye pini ya SCL kwenye Arduino
5. Pini ya tano haijaunganishwa
6. Pini ya SDI (bluu) imeunganishwa na pini ya SDA ya Arduino
7. Pini ya saba haijaunganishwa na haionyeshwi kwenye mchoro

Pini ya Vin inasimamia voltage kwa sensor yenyewe na inachukua chini kutoka kwa pembejeo ya 5V hadi 3V. Pini ya SCK, au Pini ya Saa ya SPI, ni pini ya kuingiza kwenye sensorer. Pini ya SDI ni data ya serial kwenye pini na hubeba habari kutoka Arduino hadi kwenye sensa. Katika mchoro wa usanidi wa Arduino na ubao wa mkate, shinikizo na sensorer ya mwinuko iliyoonyeshwa haikuwa mfano halisi tuliotumia. Kuna pini moja kidogo, hata hivyo, njia ambayo ina waya ni sawa sawa na njia ambayo sensor halisi ilikuwa imeunganishwa. Njia ambazo pini zimeunganishwa zinaonyesha pini kwenye sensa, na inapaswa kutoa mfano wa kutosha kwa usanidi wa sensa.

Hatua ya 5: Sanidi Anemometer

1. Laini nyekundu ya umeme kutoka kwa anemometer inahitaji kushikamana na pini ya Vin kwenye Arduino
2. Mstari mweusi wa ardhi unapaswa kushikamana na ardhi kwenye Arduino
3. Waya ya bluu (katika mzunguko wetu) iliunganishwa na pini ya A2

Jambo moja muhimu kuzingatia ni kwamba anemometer inahitaji 7-24V ya nguvu kuendesha. Pini ya 5V kwenye Arduino haitaikata. Kwa hivyo, betri ya 9V lazima iingizwe kwenye Arduino. Hii inaunganisha moja kwa moja na pini ya Vin na inaruhusu anemometer kuteka kutoka kwa chanzo kikubwa cha nguvu. Anemometer hupima upepo kwa kuunda mkondo wa umeme. Kwa kasi inazunguka, nguvu zaidi, na kwa hivyo sasa zaidi, vyanzo vya anemometer. Arduino ina uwezo wa kutafsiri ishara ya umeme inayopokea kwa kasi ya upepo. Programu tuliyoandika pia hufanya ubadilishaji unaofaa ili kupata kasi ya upepo kwa maili kwa saa.

Hatua ya 6: Angalia Mzunguko na Tumia Majaribio

Picha hapo juu ni mchoro wetu wa mzunguko uliokamilika. Sensor ya joto ni sensor nyeupe, iliyobandikwa nne katikati ya bodi. Sensor ya shinikizo inawakilishwa na sensor nyekundu upande wa kulia. Ingawa hailingani na sensa tuliyotumia haswa, pini / viunganisho vitalingana ikiwa utazilinganisha kushoto kwenda kulia (kuna pini moja zaidi kwenye sensa tuliyoitumia kuliko kwenye mchoro). Waya za anemometer zililingana na rangi tulizowapa kwenye mchoro. Kwa kuongeza, tuliongeza betri ya 9V kwenye bandari nyeusi ya betri kwenye kona ya chini kushoto ya mchoro kwenye Arduino.

Ili kujaribu kituo cha hali ya hewa, jaribu kupumua juu ya sensorer ya joto na unyevu, zungusha anemometer, na uchukue data juu na chini ya jengo / kilima kirefu kuona ikiwa sensor ya joto, anemometer, na sensor ya shinikizo / urefu hukusanya data. Jaribu kuchukua kadi ya SD nje na uingie kwenye kifaa ili kuhakikisha kuwa vipimo vimerekodiwa vizuri. Tunatumahi kila kitu kinaenda sawa. Ikiwa sivyo, angalia miunganisho yako yote mara mbili. Kama mpango wa kuhifadhi nakala, jaribu kuangalia nambari hiyo na uone ikiwa kuna makosa yoyote yamefanywa.

Hatua ya 7: Nyumba Nyumba zote

Sasa ni wakati wa kuifanya ionekane kama kituo halisi cha hali ya hewa. Tulitumia kisanduku kisicho na maji cha Bidhaa za nje ili kuweka mzunguko wetu na vifaa vingi. Sanduku letu tayari lilikuwa na shimo pembeni na mpenyezaji na gasket ya mpira. Hii ilituruhusu kuendesha sensorer ya joto na waya za anemometer nje ya sanduku kupitia shimo lililotobolewa kwa mpenyezi na kufungwa na epoxy. Ili kutatua suala la makazi sensor ya shinikizo ndani ya sanduku, tulichimba mashimo madogo chini kabisa ya sanduku na kuweka bomba kwenye kila kona ya chini ili kuiweka juu ya usawa wa ardhi.

Ili kuzuia waya zisizo na maji zinazounganisha anemometer na sensorer ya joto na bodi kuu ya mzunguko, tulitumia mkanda wa kupunguza joto ili kuziba unganisho wowote. Tuliendesha sensor ya joto chini ya sanduku na tukaiunganisha (hatukutaka tu plastiki iliyotiwa rangi kunasa joto na kutupa usomaji wa joto wa uwongo).

Hii sio chaguo pekee la makazi, lakini ni moja tu ambayo itafanya kazi ifanyike kwa mradi wa kufurahisha.

Hatua ya 8: Furahiya Kituo chako cha hali ya hewa kidogo

Sasa ndio sehemu ya kufurahisha! Chukua kituo chako cha hali ya hewa karibu nawe, kiweke nje ya dirisha lako, au fanya chochote kingine ungependa. Unataka kuituma kwenye puto ya hali ya hewa? Angalia inayofuata inayoweza kufundishwa!