Taula de continguts:
- Pas 1: components
- Pas 2: Com funciona
- Pas 3: fitxers
- Pas 4: omplir el PCB
- Pas 5: desplegament
- Pas 6: Treball previ
Vídeo: Estació meteorològica de baixa potència: 6 passos (amb imatges)
2024 Autora: John Day | [email protected]. Última modificació: 2024-01-30 08:14
Ara, en la seva tercera versió i havent estat provada durant més de dos anys, la meva estació meteorològica s’actualitza per obtenir un millor rendiment de baix consum i fiabilitat en la transferència de dades.
El consum d’energia: no és un problema durant els mesos que no són desembre i gener, però en aquests mesos molt foscos, el panell solar, tot i que va ser de 40 watts, no va poder mantenir-se al dia amb la demanda del sistema … i la major part de la demanda provenia de el mòdul 2G FONA GPRS que transmet les dades directament als interwebs.
El següent problema va ser amb el propi mòdul FONA GPRS o, més probablement, amb la xarxa de telefonia mòbil. El dispositiu funcionaria perfectament durant setmanes / mesos, però després s’aturaria de sobte sense motius aparents. Pel que sembla, la xarxa intenta enviar algun tipus d '"informació d'actualització del sistema" que, si no s'accepta, fa que el dispositiu s'engegui a la xarxa, de manera que GPRS no és realment una solució sense manteniment per a la transmissió de dades. És una pena perquè quan funcionava funcionava molt bé.
Aquesta actualització utilitza el protocol LoRa de baix consum per enviar les dades a un servidor local de Raspberry Pi, que després les envia als interwebs. D'aquesta manera, l'estació meteorològica en si pot ser de baixa potència en un panell solar i la part "pesada" del procés, realitzada en algun lloc del rang WIFI a la xarxa elèctrica. Per descomptat, si teniu una passarel·la pública LoRa dins del seu abast, el Raspberry Pi no seria necessari.
Construir el PCB de l’estació meteorològica és fàcil, ja que els components SMD són força grans (1206) i tot el que funciona al PCB funciona al 100%. Alguns dels components, és a dir, els instruments de vent, són força cars, però de vegades es poden trobar de segona mà a Ebay.
Pas 1: components
Arduino MKR1300 LORAWAN ………………………………………………………………. 1 de
Raspberry Pi (opcional depèn de la disponibilitat de la passarel·la LoRa local) ………… 1 de
BME280 per a pressió, humitat, temperatura i altitud ………………………….. 1 de
Connector RJ 25 477-387 ……………………………………………………………………… 1 de
L7S505 ………………………………………………………………………………………………. 1 de
Beeper 754-2053 ……………………………… 1 de
Diodo Shottky (1206) …………………………………… 2 de
R1K restaura …………………………………… 3 de
Resistència R4.7K ………………………………… 1 de
Condensador C100nF …………………………….. 3 de
R100K …………………………………………… 1 de
R10K …………………………………………….. 4 de
C1uF ……………………………………………… 1 de
C0.33uF ………………………………………… 1 de
R100 …………………………………………….. 1 de
R0 ……………………………………………….. 1 de
Sonda de temperatura Dallas DS18B20 ………… 1 de
PCB ……………………………………………………… 1 de
Pluviòmetre ……………………………………………. 1 de
Sonda de sòl ……………………………………… 1 de (vegeu el pas 6 per a la sonda de bricolatge)
Anemòmetre A100LK ………………………….. 1 de
Veleta W200P ………………………………..1 de
Pas 2: Com funciona
És bastant fàcil fer funcionar els sensors per a la temperatura, la humitat i la pressió, però alguns dels altres són força complicats, tot i que tot el codi està inclòs en aquest bloc.
1. El pluviòmetre té una "interrupció" i funciona quan es detecta un canvi. La pluja entra a l’instrument i cau sobre un balancí que es mou cap amunt un cop un extrem està ple, i provoca un sensor magnètic dues vegades a mesura que passa. El sensor de pluja té prioritat sobre tot i funciona fins i tot si es transmeten dades.
2. L'anemòmetre funciona enviant un pols de baixa potència, la freqüència del qual depèn de la seva velocitat. És molt senzill de codificar i utilitza molt poca energia, tot i que ha de gravar aproximadament un cop cada segon per capturar les ràfegues més severes. El codi manté una nota corrent de la velocitat mitjana del vent i la ratxa màxima durant la sessió de gravació.
3. Tot i que, per primera vegada, la veleta seria fàcil de codificar, un cop explorades les complexitats, és molt més complicat. En essència, és només un potenciòmetre de parell molt baix, però el problema d’obtenir lectures s’afegeix al fet que té una "zona morta" curta al voltant de la direcció nord. Necessita resistències i condensadors de tir cap avall per evitar lectures estranyes a prop del nord que causen no linealitat en les lectures. A més, perquè les lectures són polars, no són possibles els càlculs mitjans mitjans normals i, per tant, cal calcular el mode més complicat, que consisteix a crear una matriu massiva d’uns 360 números. …. I aquest no és el final … S'ha de tenir especial consideració pel que fa a quin quadrant apunta el sensor, ja que si es troba al quadrant a banda i banda del nord, el mode s'ha de tractar de manera diferent.
4. La humitat del sòl és una simple sonda de conductivitat, però per estalviar energia i evitar la corrosió, es fa un impuls molt ràpid amb un dels pins digitals de recanvi d'Arduino.
5. El sistema envia dades des de l'Arduino al Raspberry Pi (o passarel·la LoRa), però també necessita una "trucada" del receptor per confirmar que realment ha rebut les dades correctament abans de restablir tots els comptadors i mitjanes i agafar un nou conjunt de lectures. Una sessió d’enregistrament pot durar uns 5 minuts cadascuna, i després Arduino intenta enviar les dades. Si les dades es corrompen o no hi ha connexió a Internet, la sessió de gravació s’allarga fins que la trucada indica que l’èxit ha estat correcte. D’aquesta manera, no es perdrà cap ratxa màxima de vent ni pluja.
6. Tot i que està fora de l’abast d’aquest bloc, un cop al servidor d’Internet (és un ordinador gran situat a Ipswich, Regne Unit), les dades s’uneixen en una base de dades MySQL a la qual es pot accedir mitjançant scripts PHP senzills. L'usuari final també pot veure les dades mostrades en gràfics i gràfics elegants gràcies al programari Java propietari d'Amcharts. A continuació, es pot veure el "resultat final" aquí:
www.goatindustries.co.uk/weather2/
Pas 3: fitxers
Tots els fitxers de codi Arduino, Raspberry Pi i el fitxer per crear el PCB al programari "Design Spark" es troben aquí al repositori Github:
github.com/paddygoat/Weather-Station
Pas 4: omplir el PCB
No es necessita cap plantilla per soldar els components SMD; només cal fer una mica de soldadura als coixinets de PCB i col·locar els components amb unes pinces. Els components són prou grans per fer-ho tot a ull i no importa si la soldadura es veu desordenada o els components estan una mica descentrats.
Col·loqueu el PCB en un forn de torradora i escalfeu-lo a 240 graus C mitjançant una sonda de termòmetre tipus K per controlar les temperatures. Espereu 30 segons a 240 graus i apagueu el forn i obriu la porta per deixar anar el foc.
Ara la resta de components es poden soldar a mà.
Si voleu comprar un PCB, descarregueu aquí els fitxers gerber comprimits:
github.com/paddygoat/Weather-Station/blob/master/PCB/Gerbers_Weather%20station%203_Tx_01.zip
i pengeu-los a JLC aquí:
Seleccioneu la mida del tauler de 100 x 100 mm i utilitzeu tots els valors predeterminats. El cost és de 2 dòlars + franqueig per a 10 taulers.
Pas 5: desplegament
L'estació meteorològica es desplega al mig d'un camp amb els instruments de vent en un pal alt amb cables tipus. Aquí es detallen els detalls sobre el desplegament:
www.instructables.com/id/Arduino-GPRS-Weat…
Pas 6: Treball previ
Aquest instructiu és l'última etapa del projecte en curs que té el seu historial de desenvolupament en altres set projectes anteriors:
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…
|
|
|
|
|
Recomanat:
Estació meteorològica NaTaLia: l'estació meteorològica amb energia solar Arduino s'ha fet correctament: 8 passos (amb imatges)
Estació meteorològica NaTaLia: Estació meteorològica amb energia solar Arduino feta de la manera correcta: després d’un any d’exitació en 2 llocs diferents, comparteixo els plans del projecte de la meva estació meteorològica amb energia solar i explico com va evolucionar cap a un sistema que realment pot sobreviure durant molt de temps períodes des de l'energia solar. Si segueixes
Estació meteorològica de bricolatge i estació de sensor WiFi: 7 passos (amb imatges)
Estació meteorològica de bricolatge i estació de sensor WiFi: en aquest projecte us mostraré com crear una estació meteorològica juntament amb una estació de sensor WiFi. L'estació del sensor mesura les dades de temperatura i humitat locals i les envia, mitjançant WiFi, a l'estació meteorològica. L'estació meteorològica mostra llavors
Com fer un PCB personalitzat mitjançant un gravador làser de baixa potència: 8 passos (amb imatges)
Com fer un PCB personalitzat mitjançant un gravador làser de baixa potència: a l’hora de fabricar un PCB casolà, podeu trobar diversos mètodes en línia: des dels més rudimentaris, només amb un bolígraf, fins als més sofisticats amb impressores 3D i altres equips. I aquest tutorial recau en aquest darrer cas! En aquest projecte, he sh
Amplificador de tubs d’alt guany i potència ultra baixa: 13 passos (amb imatges)
Un amplificador de tubs d’alt guany, de potència ultra baixa: per als rockers de dormitori com jo, no hi ha res pitjor que les queixes de soroll. D’altra banda, és una pena tenir un amplificador de 50W enganxat a una càrrega que dissipa gairebé tot el que fa calor. Per tant, vaig intentar crear un preampli d’alt guany, basat en una fam
Estació meteorològica ultra baixa potència Arduino: 5 passos
Estació meteorològica d’alta potència Arduino: aquesta guia us mostrarà com construir una estació meteorològica d’alta potència amb un arduino nano, un bme 280 i el mòdul de ràdio rf433, que durarà aproximadament 1,5 a 2 anys en 2 LiPo 18650 i la capacitat per ampliar-lo afegint més sensors i una p solar