Værstasjon: 8 trinn (med bilder)

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sist endret: 2024-01-30 11:24

Har du noen gang følt deg ukomfortabel under småprater? Trenger du kule ting å snakke (ok, skryte) om? Vel, vi har tingen for deg! Denne opplæringen lar deg bygge og bruke din egen værstasjon. Nå kan du trygt fylle enhver vanskelig stillhet med oppdateringer om temperatur, trykk, fuktighet, høyde og vindhastighet. Aldri mer vil du ty til det tørre, "været har vært fint" når du har fullført dette fine prosjektet.

Vår værstasjon er fullt utstyrt i en vanntett boks med forskjellige sensorer som registrerer forskjellige naturlige målinger og lagrer dem alle på samme SD -kort. En Arduino Uno brukes til å kode værstasjonen enkelt, slik at den kan fungere eksternt. I tillegg kan et hvilket som helst antall sensorer legges til eller integreres i systemet for å gi det en rekke forskjellige funksjoner. Vi bestemte oss for å bruke forskjellige sensorer fra Adafruit: vi brukte en DHT22 temperatur- og fuktighetssensor, en BMP280 barometrisk trykk- og høydesensor og en vindmålesensor for vindmåler. Vi måtte laste ned flere kodebiblioteker i tillegg til å sette sammen noen forskjellige koder for å få alle sensorene våre til å kjøre sammen og logge data på SD -kortet. Lenker til bibliotekene er kommentert i vår kode.

Trinn 1: Samle materialer

• Arduino Uno
• Protoboard
• 9V batteri
• Adafruit vindmåler for vindmåler
• Vanntett hus
• Adafruit BMP280 barometrisk trykk- og høydesensor
• Adafruit DHT22 temperatur- og fuktighetssensor
• Adafruit Assembled Data Logging Shield
• Hot Lim

Det er viktig på dette trinnet å bare sørge for at Arduino fungerer og kan programmeres fra datamaskinen din. Vi endte også med å lodde alle komponentene våre til et protoboard, men et brødbrett kan også brukes til å koble sensoren til Arduino. Protoboardet vårt gjorde alle våre tilkoblinger permanente og gjorde det lettere å huse komponentene uten å bekymre deg for å få dem på plass.

Trinn 2: Legg til en datalogger

Dette trinnet er lett peasy. Alt du trenger å gjøre for å oppnå dette trinnet er å feste dataloggeren på plass. Den passer rett på toppen av Arduino Uno.

Å få dataloggeren til å faktisk logge data krever litt koding. Loggeren registrerer dataene til et SD -kort som passer inn i skjoldet og som kan fjernes og kobles til en datamaskin. En funksjon i koden som er nyttig er utnyttelsen av tidsstempelet. Tidsklokken registrerer dagen, måneden og året i tillegg til det andre, minuttet og timen (så lenge det er koblet til batteriet). Vi måtte sette den tiden i koden da vi startet, men dataloggeren holder tiden så lenge batteriet på kortet er tilkoblet. Dette betyr ingen tilbakestilling av klokken!

Trinn 3: Sett opp temperatur- og fuktighetssensoren

1. Koble den første pinnen (rød) på sensoren til 5V -pinnen på Arduino
2. Koble den andre pinnen (blå) til en digital pinne på Arduino (vi legger vår i pinne 6)
3. Koble den fjerde pinnen (grønn) til bakken av Arduino

Sensoren fra Adafruit som vi brukte trenger bare en digital pin på Arduino for å samle inn data. Denne sensoren er en kapasitiv fuktighetssensor. Dette betyr at den måler den relative fuktigheten med to metallelektroder atskilt med et porøst dielektrisk materiale mellom dem. Når vann kommer inn i porene, endres kapasitansen. Temperaturfølende del av sensoren er en enkel motstand: motstanden endres når temperaturen endres (betegnet en termistor). Selv om endringen er ikke-lineær, kan den oversettes til en temperaturavlesning som registreres av dataloggerskjoldet vårt.

Trinn 4: Sett opp trykk- og høydesensoren

1. Vin -pinnen (rød) kobles til 5V -pinnen på Arduino
2. Den andre pinnen er ikke koblet til noe
3. GND -pinnen (svart) er koblet til bakken på Arduino
4. SCK -pinnen (gul) løper til SCL -pinnen på Arduino
5. Den femte pinnen er ikke tilkoblet
6. SDI -pinnen (blå) er koblet til Arduinoens SDA -pinne
7. Den syvende pinnen er ikke tilkoblet og er ikke avbildet på diagrammet

Vin -pinnen regulerer spenningen til sensoren selv og tar den ned fra 5V inngang til 3V. SCK -pinnen, eller SPI Clock Pin, er en inngangspinne til sensoren. SDI -pinnen er de serielle dataene i pinnen og overfører informasjonen fra Arduino til sensoren. I diagrammet over Arduino og breadboard-oppsettet var ikke trykk- og høydesensoren avbildet den eksakte modellen vi brukte. Det er en pinne mindre, men måten den er koblet på er nøyaktig den samme som måten den faktiske sensoren ble koblet til. Måten pinnene er tilkoblet reflekterer pinnene på sensoren, og bør gi en tilstrekkelig modell for oppsettet av sensoren.

Trinn 5: Sett opp vindmåleren

1. Den røde strømledningen fra vindmåleren må kobles til Vin -pinnen på Arduino
2. Den svarte jordlinjen bør kobles til bakken på Arduino
3. Den blå ledningen (i vår krets) var koblet til A2 -pinnen

En viktig ting å vurdere er at vindmåleren krever 7-24V strøm for å kjøre. 5V -pinnen på Arduino kommer bare ikke til å kutte den. Så et 9V batteri må plugges inn i Arduino. Dette kobles direkte til Vin -pinnen og lar vindmåleren trekke fra en større strømkilde. Vindmåleren måler vindhastigheten ved å lage en elektrisk strøm. Jo raskere den snurrer, jo mer energi, og dermed mer strøm, vindmålerkildene. Arduinoen er i stand til å oversette det elektriske signalet den mottar til en vindhastighet. Programmet vi kodet gjør også den nødvendige konverteringen for å få vindhastigheten til miles i timen.

Trinn 6: Kontroller kretsen og kjør noen tester

Bildet over er vårt fullførte kretsdiagram. Temperatursensoren er den hvite, firepinnede sensoren i midten av brettet. Trykkføleren er representert med den røde sensoren til høyre. Selv om den ikke samsvarer nøyaktig med sensoren vi brukte, vil pinnene/tilkoblingene stemme overens hvis du justerer dem fra venstre mot høyre (det er en pin til på sensoren vi brukte enn i diagrammet). Vindmålerens ledninger stemte overens med fargene vi tildelte dem i diagrammet. I tillegg la vi til 9V -batteriet i den svarte batteriporten i nedre venstre hjørne av diagrammet på Arduino.

For å teste værstasjonen, prøv å puste på temperatur- og fuktighetssensoren, snurr vindmåleren og ta data på toppen og bunnen av en høy bygning/bakke for å se om temperatursensoren, vindmåleren og trykk-/høydesensoren samler data. Prøv å ta ut SD -kortet og koble til en enhet for å sikre at målingene er registrert riktig. Forhåpentligvis går alt jevnt. Hvis ikke, dobbeltsjekk alle tilkoblingene dine. Som en reserveplan, prøv å sjekke koden og se om det er gjort feil.

Trinn 7: Hus alle komponentene

Nå er det på tide å få det til å ligne en ekte værstasjon. Vi brukte en vanntett eske for utendørs produkter for å huse kretsen vår og de fleste komponentene. Boksen vår hadde allerede et hull i siden med en penetrator og en gummipakning. Dette tillot oss å kjøre temperatursensoren og vindmålerens ledninger utenfor boksen gjennom et hull boret i penetratoren og forseglet med epoxy. For å løse problemet med å plassere trykksensoren inne i boksen, boret vi små hull helt i bunnen av boksen og satte en stigerør på hvert hjørne av bunnen for å holde den sittende over bakkenivå.

For å vanntette ledningene som kobler vindmåleren og temperatursensoren til hovedkortet, brukte vi varmekrympebånd for å forsegle eventuelle tilkoblinger. Vi kjørte temperatursensoren under esken og festet den (vi ville bare ikke at den fargede plasten skulle fange varme og gi oss falske temperaturavlesninger).

Dette er ikke det eneste boligalternativet, men det er definitivt en som får jobben gjort for et morsomt prosjekt.

Trinn 8: Nyt din personlige lille værstasjon

Nå er den morsomme delen! Ta med deg værstasjonen, sett den opp utenfor vinduet ditt, eller gjør hva du vil. Vil du sende den i en værballong? Sjekk ut vår neste Instructable!