Μετεωρολογικός σταθμός με δορυφορική βοήθεια: 5 βήματα

2024 Συγγραφέας: John Day | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2024-01-30 08:31

Αυτό το έργο προορίζεται για άτομα που θέλουν να συλλέξουν τα δικά τους δεδομένα καιρού. Μπορεί να μετρήσει την ταχύτητα και την κατεύθυνση του ανέμου, τη θερμοκρασία και την υγρασία του αέρα. Είναι επίσης ικανό να ακούει μετεωρολογικούς δορυφόρους που περιφέρονται γύρω από τη Γη μία φορά κάθε 100 λεπτά. Θα χρησιμοποιήσω αυτό το έργο αργότερα για να δημιουργήσω τη δική μου πρόγνωση καιρού χρησιμοποιώντας AI εκπαιδευμένο σε αυτές τις εικόνες.

Προμήθειες:

Υλικά

• Προφίλ U αλουμινίου 15mm και 12mm, μήκους 1 μέτρου
• κόντρα πλακέ
• Σωλήνες αλουμινίου διαμέτρου 10mm, 4,5m
• 8 στηρίγματα σωλήνων από ορείχαλκο
• 8 παξιμάδια και μπουλόνια Μ2
• 2x4,5 cm ξύλινη δοκός, 1,2m μήκος
• 2 παξιμάδια και μπουλόνια M8
• 3m 50ohm ομοαξονικό
• Ηλεκτρικό κουτί 12x12 εκ
• η θερμότητα συρρικνώνεται
• κόλλα μετάλλων
• τρίποδο με τρύπα για να χωρέσει το μπουλόνι M8
• μερικά Legos
• 2 πλαστικά δοχεία
• ζεστή κόλλα

ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΑ ΕΙΔΗ

• Raspberry Pi 3 ή 4
• Τροφοδοτικό Raspberry Pi
• καλώδιο ethernet
• USB καλώδιο επέκτασης (μήκος τουλάχιστον 40 cm)
• τροφοδοτικό raspberry pi
• Arduino Nano
• Αισθητήρας DHT11
• διακόπτης καλαμιού
• περιστροφικός κωδικοποιητής
• βομβητής
• Μίνι Nooelec NESDR

Εργαλεία

• τρυπάνι
• επιτραπέζιο πριόνι
• συγκολλητικό σίδερο
• αναπτήρας
• σετ κατσαβιδιών
• πιστόλι θερμής κόλλας

Βήμα 1: Χτίζοντας την κεραία

Ο σταυρός

Φτιάξτε 2 κομμάτια ξύλου μήκους 54,2 εκατοστών. Τρυπήστε μια τρύπα στη μέση για ένα μπουλόνι M8 και τοποθετήστε τα δύο κομμάτια σε σταυρό. Στη συνέχεια, φτιάξτε 4 κομμάτια μήκους 4 εκατοστών και είδατε το ένα άκρο σε γωνία 45 μοιρών. Βάλτε τα πάνω στα άκρα του σταυρού. Αυτό θα κάνει τα άκρα να ευθυγραμμιστούν μεταξύ τους. Στο κέντρο κάθε άκρου, ανοίξτε μια τρύπα αρκετά μεγάλη για το ομοαξονικό σας καλώδιο. Τώρα σημειώστε μια γωνία 30 από την κάθετη. Σε αυτήν τη γωνία τοποθετήστε 2 υποδοχές σωλήνων περίπου. 1,5 εκατοστά από το κέντρο. Αν θέλετε μπορείτε να ανοίξετε τρύπες στο σταυρό για να το κάνετε πιο ελαφρύ.

Διπόλια αλουμινίου

Κόψτε 8 σωλήνες αλουμινίου 50 εκ. 2 σωλήνες σχηματίζουν 1 δίπολο.

Cutting The Coax

Κόψτε δύο κομμάτια ομοαξονικής 36εκ. Κόψτε άλλα 2 κομμάτια αυτή τη φορά σε μήκος 72 εκατοστά. Κόψτε ένα ακόμη κομμάτι 60 εκατοστών, αυτή θα είναι η κύρια γραμμή στον δέκτη.

Τοποθετήστε τα ομοαξονικά καλώδια με το ίδιο μήκος απέναντι το ένα από το άλλο. Οι πλευρές με ομοαξονικό 36 cm είναι δίπολα 1 και 2, οι πλευρές με δίπολα 72 cm 3 και 4.

Απογυμνώστε τα άκρα του ομοαξονικού για συγκόλληση. Ο δέκτης SDR έρχεται με τη δική του κεραία και ομοαξονική, κόψτε το καλώδιο στο βύσμα του. Αργότερα το κολλήσαμε αυτό στην κύρια ομοαξονική μας μορφή από τη δική μας κεραία.

Καλωδίωση

Στα άκρα του σταυρού, συνδέστε τον πυρήνα του ομοαξονικού στο επάνω μέρος του δίπολου, η θωράκιση πηγαίνει στο κάτω μέρος. Στο κέντρο, κολλήστε τη θωράκιση των διπόλων 1 και 2 μαζί. Κάντε το ίδιο για 3 και 4. Τώρα συγκολλήστε τους πυρήνες από τα δίπολα 1 και 3 μαζί, το ίδιο για 2 και 4. Τώρα σας μένουν μόνο 2 καλώδια.

Συγκολλήστε τους πυρήνες από το δίπολο 1 και 3 στη θωράκιση της γραμμής δέκτη. Πυρήνες συγκόλλησης από δίπολα 2 και 4 στον πυρήνα της γραμμής δέκτη.

Τοποθέτηση του Σταυρού

Τοποθετήστε τα 2 προφίλ U αλουμινίου μεταξύ τους. Στο ένα άκρο τοποθετήστε το μπουλόνι στο κέντρο του σταυρού στην κορυφή. Τρυπήστε 2 οπές μέσω των προφίλ και του μπουλονιού για να ταιριάζουν στα μπουλόνια Μ2. Κάντε το ίδιο με το άλλο μπουλόνι M8 στην άλλη πλευρά των προφίλ. Τοποθετήστε την κεραία στο τρίποδο.

Η κεραία ολοκληρώθηκε!

Εάν θέλετε, μπορείτε να δοκιμάσετε την κεραία σας ακολουθώντας αυτό το σεμινάριο στη διεύθυνση rtl-sdr.com.

Βήμα 2: Δημιουργία αισθητήρων ανέμου

Ταχύτητα

Μπορείτε να βρείτε τα μέρη και τις οδηγίες στον οδηγό οικοδόμησης pdf. Είναι κατασκευασμένο από απλά και κοινά τούβλα Lego.

Μόλις ολοκληρώσετε την κατασκευή της δομής Lego, κολλήστε δύο σύρματα μήκους 110 εκατοστών στις ακίδες του διακόπτη καλαμιών. βιδώστε ένα από τα καλώδια μέσω του σωλήνα στο πλάι της δοκού. Στη συνέχεια, λυγίζετε τα μεταλλικά πόδια του διακόπτη καλαμιών από πάνω, έτσι ώστε να κάθεται με ασφάλεια στο πάνω μέρος του σωλήνα. Στη συνέχεια, κολλήστε τον μαγνήτη στο κάτω μέρος ενός από τα πιάτα, ώστε να αγγίζει ελάχιστα τον διακόπτη καλαμιών. Όποτε ο μαγνήτης βρίσκεται πάνω από το διακόπτη καλαμιών, το κύκλωμα πρέπει να είναι κλειστό. Δοκιμάστε με ένα πολύμετρο και επανατοποθετήστε το εάν είναι απαραίτητο. Συνδέστε τη δοκό Lego με μια ξύλινη βίδα στην κεραία.

Κατεύθυνση

Ο αισθητήρας κατεύθυνσης αποτελείται από έναν περιστροφικό κωδικοποιητή με τρισδιάστατο εκτυπωμένο πτερύγιο. Ο εφευρέτης και το αρχείο STL περιλαμβάνονται εδώ. Πιέστε σταθερά το πτερύγιο στον άξονα του περιστροφικού κωδικοποιητή. Τρυπήστε μια τρύπα 7 mm σε ένα πλαστικό κουτί και τοποθετήστε τον περιστροφικό κωδικοποιητή. Ο κωδικοποιητής συνοδεύεται από ένα παξιμάδι που βιδώνει πάνω από το πλαστικό κουτί. Χρησιμοποιήστε δύο ξύλινες βίδες για να τοποθετήσετε το κουτί σε μία από τις δοκούς της κεραίας.

Η θερμότητα συρρικνώνεται

Μόλις τοποθετηθεί, η θερμότητα συρρικνώνεται για να καλύψει τα καλώδια. Το μήκος πρέπει να είναι 86 εκατοστά και το πλάτος πρέπει να είναι 2,5 εκατοστά.

Βήμα 3: Δημιουργία του περιβλήματος για το SDR

Για αυτό το απλό περίβλημα θα πρέπει να δείτε αυτά τα μέρη κόντρα πλακέ:

• δύο 9,5x1,6 εκ
• δύο 9,5x4,2 εκ
• ένα 3x4,2 εκ

Πάρτε ένα κομμάτι 9,5x1,6 και ανοίξτε μια τρύπα 8mm για το καλώδιο του δέκτη. Αυτή η τρύπα πρέπει να είναι 1,8 cm κάτω από την κορυφή και 0,5 cm από το πλάι (δείτε την εικόνα). Πρώτα κολλήστε και καρφώστε τα πλευρικά τοιχώματα (9,5x.16 cm) στο κάτω μέρος (ένα από τα κομμάτια 9,5x4,2 cm). Στη συνέχεια, τοποθετήστε το SDR και συνδέστε το μέσω της οπής στο πλευρικό τοίχωμα. Κλείστε το περίβλημα με το τελευταίο μέρος 9,5x4,2 cm, το 3x4,2 cm πηγαίνει από πάνω.

Βήμα 4: Περίβλημα για το Raspberry Pi

Παροχή ηλεκτρικού ρεύματος

Βγάλτε το τροφοδοτικό pcb από το περίβλημα του. Ο πυκνωτής που φαίνεται στην εικόνα είναι πολύ μεγάλος για να χωρέσει στη νέα θήκη.

Ξεκολλήστε το και τοποθετήστε προεκτάσεις (σύρμα, παλιά πόδια αντίστασης,..). Κολλήστε το καπάκι σε αυτές τις επεκτάσεις και λυγίστε το ώστε να εφαρμόζει καλά στη θήκη. Συγκολλήστε τα καλώδια 5V και GND από το τροφοδοτικό pcb στα τακάκια στο PI (φαίνεται στις εικόνες).

Τα καλώδια τροφοδοσίας περνούν μέσα από την τρύπα της θήκης στο πλάι.

οθόνη υγρού κρυστάλλου

Κόψτε μια ορθογώνια τρύπα στο μπροστινό καπάκι. Κολλήστε ζεστά το LCD προς τα μέσα, βεβαιωθείτε ότι οι ακίδες του LCD είναι στραμμένες προς τα πάνω.

Συγκολλήστε θηλυκά καλώδια στο μαύρο pcb και συνδέστε τα στο Pi. Αφαιρέστε την τρύπα στην κάτω αριστερή πλευρά και κολλήστε τον ανεμιστήρα Pi για να απορροφήσει αέρα από αυτήν την τρύπα.

DHT

Συγκολλήστε καλώδια θηλυκού άλτη στον αισθητήρα dht και συνδέστε τα στο Pi. Κόψτε ζεστά τον αισθητήρα ακριβώς κάτω από τη θύρα Ethernet του Pi, ώστε ο ανεμιστήρας δίπλα του να φυσάει καθαρό αέρα πάνω από τον αισθητήρα.

Βήμα 5: Λογισμικό

Github

Όλο το λογισμικό είναι διαθέσιμο στο Git. Βεβαιωθείτε ότι το κλωνοποιήσατε στον αρχικό φάκελο του Pi σας