Μετεωρολογικός σταθμός με ασύρματη μετάδοση δεδομένων: 8 βήματα

2024 Συγγραφέας: John Day | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2024-01-30 08:35

Αυτό το διδακτικό είναι η αναβάθμιση του προηγούμενου έργου μου - Μετεωρολογικός σταθμός με καταγραφή δεδομένων.

Μπορείτε να δείτε το προηγούμενο έργο εδώ - Μετεωρολογικός σταθμός με καταγραφή δεδομένων

Εάν έχετε οποιεσδήποτε ερωτήσεις ή προβλήματα, μπορείτε να επικοινωνήσετε μαζί μου στο email μου: [email protected].

Εξαρτήματα που παρέχονται από το DFRobot

Ας ξεκινήσουμε λοιπόν

Βήμα 1: Τι νέο υπάρχει;

Έχω κάνει κάποιες αναβαθμίσεις και βελτιώσεις στο προηγούμενο έργο μου - Μετεωρολογικός σταθμός με καταγραφή δεδομένων.

Πρόσθεσα ασύρματη μετάδοση δεδομένων από τον μετεωρολογικό σταθμό στον δέκτη που βρίσκεται σε εσωτερικό χώρο.

Επίσης, η μονάδα κάρτας SD αφαιρέθηκε και αντικαταστάθηκε με ασπίδα διασύνδεσης Arduino Uno. Ο κύριος λόγος για αυτήν την αντικατάσταση ήταν η χρήση του χώρου, η ασπίδα διεπαφής είναι πλήρως συμβατή με το Arduino Uno, οπότε δεν χρειάζεται να χρησιμοποιήσετε καλώδια για σύνδεση.

Το περίπτερο του μετεωρολογικού σταθμού επανασχεδιάστηκε. Η προηγούμενη στάση μετεωρολογικού σταθμού ήταν πολύ χαμηλή και πολύ ασταθής, οπότε έκανα νέα ψηλότερη και πιο σταθερή βάση μετεωρολογικού σταθμού.

Πρόσθεσα επίσης νέο στήριγμα για το περίβλημα το οποίο είναι τοποθετημένο απευθείας στη βάση του μετεωρολογικού σταθμού.

Πρόσθετος ηλιακός συλλέκτης προστέθηκε για προμήθεια.

Βήμα 2: Υλικά

Σχεδόν όλα τα απαραίτητα υλικά για αυτό το έργο μπορείτε να τα αγοράσετε στο ηλεκτρονικό κατάστημα: DFRobot

Για αυτό το έργο θα χρειαστούμε:

-Σετ μετεωρολογικού σταθμού

-Ardduino Uno

-Ardduino Nano

-Μονάδα RF 433 MHz για Arduino (δέκτης και πομπός)

-Πρωτόστρωτο

-Κάρτα SD

-Διαχειριστής ηλιακής ενέργειας

-5V 1A Ηλιακό πάνελ 2x

-Ασπίδα διεπαφής Arduino Uno

-Μερικοί νάιλον δεσμοί καλωδίων

-Κιτ τοποθέτησης

-Οθόνη LCD

-Breadboard

-Μπαταρίες ιόντων (χρησιμοποίησα μπαταρίες Sanyo 3.7V 2250mAh)

-Αδιάβροχο πλαστικό κουτί διακλάδωσης

-Μερικά σύρματα

Για τη στάση του μετεωρολογικού σταθμού θα χρειαστείτε:

-περίπου 3,4 μέτρα χαλύβδινος σωλήνας ή μπορείτε επίσης να χρησιμοποιήσετε χαλύβδινο προφίλ.

-συρματόσχοινο (περίπου 4 μέτρα)

-σφιγκτήρας συρματόσχοινου 8x

-Ανοξείδωτα χαλύβδινα μπουλόνια 2x

-fi10 χαλύβδινη ράβδος (περίπου 50 εκατοστά)

-Ατσάλινο παξιμάδι ανύψωσης ματιών 4x

Θα χρειαστείτε επίσης κάποια εργαλεία:

-συγκολλητικό σίδερο

-κατσαβίδια

-πένσα

-τρυπάνι

-μηχανή συγκόλλησης

-μύλος γωνιών

-συρματόβουρτσα

Βήμα 3: Περίληψη

Όπως είπα αυτό το Instructable είναι η αναβάθμιση του προηγούμενου Instructable σχετικά με τον μετεωρολογικό σταθμό.

Έτσι, εάν θέλετε να μάθετε πώς να συναρμολογήσετε το κιτ μετεωρολογικών σταθμών που απαιτείται για αυτό το έργο, μπορείτε να ρίξετε μια ματιά εδώ:

Πώς να συναρμολογήσετε το κιτ μετεωρολογικού σταθμού

Ρίξτε επίσης μια ματιά στο προηγούμενο διδακτικό μου για αυτόν τον μετεωρολογικό σταθμό.

Μετεωρολογικός σταθμός με καταγραφή δεδομένων

Βήμα 4: Λύση τοποθέτησης μετεωρολογικού σταθμού

Με τον μετεωρολογικό σταθμό έρχεται επίσης το ερώτημα πώς να φτιάξετε τη βάση στήριξης που θα αντέξει εξωτερικά στοιχεία.

Χρειάστηκε να κάνω μια αναφορά σχετικά με τους τύπους και τα σχέδια της βάσης μετεωρολογικών σταθμών. Μετά από μερικές επαναλήψεις αποφάσισα να κάνω στάση με σωλήνα stell μήκους 3 μέτρων. Συνιστάται ότι το ανεμόμετρο βρίσκεται στο υψηλότερο σημείο περίπου 10 μέτρα (33 πόδια), αλλά επειδή έχω κιτ μετεωρολογικού σταθμού που είναι Όλα σε Ένα, επιλέγω το προτεινόμενο ύψος-περίπου 3 μέτρα (10 πόδια).

Το κύριο πράγμα που έπρεπε να λάβω υπόψη είναι ότι, αυτή η βάση πρέπει να είναι αρθρωτή και εύκολη στη συναρμολόγηση και αποσυναρμολόγηση, ώστε να μπορεί να μεταφερθεί σε άλλη θέση.

Συνέλευση:

1. Ξεκίνησα με χαλύβδινο σωλήνα fi18 μήκους 3,4 μέτρων (11,15 πόδια). Πρώτα χρειάστηκε να αφαιρέσω τη σκουριά από το σωλήνα, οπότε την επικάλυψα με οξύ αφαίρεσης σκουριάς.
2. Μετά από 2 έως 3 ώρες όταν το οξύ έκανε το κομμάτι του, άρχισα να συγκολλάω τα πάντα μαζί. Πρώτα συγκολλούσα το παξιμάδι ανύψωσης ματιών στις αντίθετες πλευρές του χαλύβδινου σωλήνα. Το τοποθέτησα σε ύψος 2μ από το έδαφος, μπορεί επίσης να τοποθετηθεί ψηλότερα, αλλά όχι χαμηλότερα γιατί τότε το πάνω μέρος γίνεται ασταθές.
3. Τότε χρειάστηκε να κάνω δύο "άγκυρες", μία για κάθε πλευρά. Για αυτό πήρα δύο χαλύβδινες ράβδους fi12 50cm (1,64ft). Στην κορυφή κάθε ράβδου συγκολλούσα ένα παξιμάδι ανύψωσης ματιών και μια μικρή χαλύβδινη πλάκα, ώστε να μπορείτε να το πατήσετε ή να το σφυρίξετε στο έδαφος. Αυτό μπορεί να προβληθεί στην εικόνα (napiš na kiri sliki)
4. Χρειάστηκε να συνδέσω τις "άγκυρες" με το μάτι ανύψωσης και στις δύο πλευρές της βάσης, για αυτό χρησιμοποίησα συρματόσχοινο. Πρώτα χρησιμοποίησα δύο τεμάχια συρματόσχοινου μήκους περίπου 1,7 μέτρων (5,57 πόδια), στο πλάι συνδέθηκε απευθείας με το παξιμάδι ανύψωσης με τον σφιγκτήρα συρματόσχοινου και η άλλη πλευρά ήταν προσαρτημένη σε ανοξείδωτους χαλύβδινους σφιγκτήρες. Τα ανοξείδωτα χαλύβδινα μπουλόνια χρησιμοποιούνται για το σφίξιμο του συρματόσχοινου.
5. Για τοποθέτηση πλαστικού κουτιού διακλάδωσης στη βάση I 3D εκτυπωμένη χειρολαβή. Περισσότερα για αυτό μπορείτε να δείτε στο βήμα 5
6. Στο τέλος ζωγράφισα κάθε ατσάλινο μέρος με το πρωτεύον χρώμα (δύο στρώσεις). Σε αυτό το χρώμα μπορείτε στη συνέχεια να βάλετε κάθε χρώμα που θέλετε.

Βήμα 5: Τμήματα εκτυπωμένων 3D

Επειδή ήθελα η βάση στήριξης να είναι εύκολη στη συναρμολόγηση και αποσυναρμολόγηση, χρειάστηκε να φτιάξω μερικά τρισδιάστατα τυπωμένα μέρη. Κάθε μέρος τυπώθηκε με πλαστικό PLA και σχεδιάστηκε από εμένα.

Τώρα πρέπει να δω πώς θα αντέξουν αυτά τα μέρη εξωτερικά στοιχεία (ζέστη, κρύο, βροχή…). Εάν θέλετε αρχεία STL αυτών των τμημάτων, μπορείτε να μου γράψετε στο ταχυδρομείο μου: [email protected]

Πλαστική θήκη χειρός με κουτί διακλάδωσης

Αν ρίξετε μια ματιά στο προηγούμενο οδηγό μου, μπορείτε να δείτε ότι έκανα χειρολαβή με μια χαλύβδινη πλάκα που δεν ήταν πραγματικά πρακτική. Έτσι, τώρα αποφάσισα να το φτιάξω από τρισδιάστατα τυπωμένα μέρη. Αποτελείται από πέντε τρισδιάστατα τυπωμένα μέρη που επιτρέπουν την γρήγορη αντικατάσταση του σπασμένου μέρους.

Με αυτό το στήριγμα, το πλαστικό κουτί διακλάδωσης μπορεί να τοποθετηθεί απευθείας στον ατσάλινο σωλήνα. Το ύψος του mouting μπορεί να είναι προαιρετικά.

Περίβλημα αισθητήρα θερμοκρασίας και υγρασίας

Χρειάστηκε να σχεδιάσω περίβλημα για αισθητήρα θερμοκρασίας και υγρασίας. Μετά από κάποια αναζήτηση στο διαδίκτυο κατέληξα σε ένα συμπέρασμα για το τελικό σχήμα αυτού του περιβλήματος. Σχεδίασα την οθόνη Stevenson με το στήριγμα έτσι ώστε να μπορούν να τοποθετηθούν τα πάντα στον ατσάλινο σωλήνα.

Αποτελείται από 10 μέρη. Η κύρια βάση με δύο μέρη και το "καπάκι" που πηγαίνει στην κορυφή έτσι ώστε όλα να σφραγίζονται, έτσι ώστε να μην μπορεί να μπει νερό.

Όλα ήταν τυπωμένα με νήμα PLA.

Βήμα 6: Δέκτης εσωτερικών δεδομένων

Η κύρια αναβάθμιση αυτού του έργου είναι η ασύρματη μετάδοση δεδομένων. Έτσι, για αυτό χρειάστηκε επίσης να κάνω δέκτη δεδομένων εσωτερικού χώρου.

Για αυτό χρησιμοποίησα δέκτη 430 MHz για το Arduino. Το αναβάθμισα με κεραία 17 εκατοστών (6,7 ίντσες). Μετά από αυτό χρειάστηκε να δοκιμάσω το εύρος αυτής της ενότητας. Η πρώτη δοκιμή έγινε σε εσωτερικό χώρο, έτσι ώστε είδα πώς επηρεάζουν οι τοίχοι το εύρος σήματος και πώς αυτό επηρεάζει τις διακοπές σήματος. Η δεύτερη δοκιμή έγινε έξω. Η εμβέλεια ήταν μεγαλύτερη από 10 μέτρα (33 πόδια) που ήταν κάτι παραπάνω από αρκετό για τον εσωτερικό δέκτη μου.

Τμήματα του δέκτη:

• Arduino Nano
• Μονάδα δέκτη Arduino 430 MHz
• Ενότητα RTC
• οθόνη LCD
• και μερικούς συνδετήρες

Όπως φαίνεται στην εικόνα, αυτός ο δέκτης μπορεί να εμφανίσει εξωτερική θερμοκρασία και υγρασία, ημερομηνία και ώρα της ημέρας.

Βήμα 7: Δοκιμή

Πριν συγκεντρώσω τα πάντα, έπρεπε να κάνω κάποιες δοκιμές.

Στην αρχή έπρεπε να δοκιμάσω τη μονάδα μετάδοσης και δέκτη για το Arduino. Έπρεπε να βρω τον κατάλληλο κώδικα και στη συνέχεια έπρεπε να τον κυνηγήσω έτσι ώστε να ανταποκρίνεται στις απαιτήσεις του έργου. Πρώτα δοκίμασα με απλό παράδειγμα, στέλνω μία λέξη από τον πομπό στον δέκτη. Όταν ολοκληρώθηκε επιτυχώς, συνέχισα να στέλνω περισσότερα δεδομένα.

Στη συνέχεια έπρεπε να δοκιμάσω το εύρος αυτών των δύο ενοτήτων. Πρώτα δοκίμασα χωρίς κεραίες αλλά δεν είχε τόσο μεγάλη εμβέλεια, περίπου 4 μέτρα (13 πόδια). Στη συνέχεια προστέθηκαν οι κεραίες. Μετά από κάποια αναζήτηση, συνάντησα κάποιες πληροφορίες, οπότε αποφάσισα ότι το μήκος της κεραίας θα είναι 17 εκατοστά (6,7 ίντσες). Στη συνέχεια έκανα δύο δοκιμές, μία εσωτερική και μία εξωτερική, έτσι ώστε είδα πώς το διαφορετικό περιβάλλον επηρεάζει το σήμα.

Στην τελευταία δοκιμή, ο πομπός ήταν εξωτερικός και ο δέκτης ήταν εσωτερικός. Με αυτό δοκίμασα αν μπορώ πραγματικά να κάνω εσωτερικό δέκτη. Στην αρχή υπήρχαν κάποια προβλήματα με τις διακοπές στο σήμα, επειδή η λαμβανόμενη τιμή δεν ήταν η ίδια με τη μετάδοση. Αυτό λύθηκε με νέα κεραία, αγόρασα "αρχική" κεραία για μονάδα 433 Mhz στο ebay.

Αυτή η μονάδα είναι καλή επειδή είναι πολύ φθηνή και εύκολη στη χρήση, αλλά είναι χρήσιμη μόνο για μικρές περιοχές λόγω των διακοπών στο σήμα.

Περισσότερα για τις δοκιμές μπορείτε να διαβάσετε στο προηγούμενο διδακτικό μου - Μετεωρολογικός σταθμός με καταγραφή δεδομένων

Βήμα 8: Συμπέρασμα

Το χτίσιμο ενός τέτοιου έργου από την ιδέα έως το τελικό προϊόν μπορεί να είναι πραγματικά διασκεδαστικό αλλά και δύσκολο. Πρέπει να αφιερώσετε χρόνο και να εξετάσετε τις επιλογές numerus μόνο για αυτό το έργο. Έτσι, αν πάρουμε αυτό το έργο στο σύνολό του, χρειάζεστε πολύ χρόνο για να το κάνετε πραγματικά όπως θέλετε.

Αλλά έργα όπως αυτό είναι πραγματικά καλή ευκαιρία για να αναβαθμίσετε τις γνώσεις σας στο σχεδιασμό και την ηλεκτρονική.

Περιλαμβάνει επίσης πολλές άλλες τεχνικές περιοχές όπως τρισδιάστατη μοντελοποίηση, τρισδιάστατη εκτύπωση, συγκόλληση. Για να μην έχετε απλώς την άποψη μιας τεχνικής περιοχής, αλλά θα δείτε πώς αλληλεπιδρούν οι τεχνικές περιοχές σε τέτοια έργα.

Αυτό το έργο έχει σχεδιαστεί με τέτοιο τρόπο ώστε όλοι όσοι έχουν βασικές δεξιότητες στην ηλεκτρονική, τη συγκόλληση, το πλέγμα, το ντεσινάρισμα να το καταφέρουν. Αλλά το κύριο συστατικό ενός τέτοιου έργου είναι ο χρόνος.