Δημιουργήστε έναν προσωπικό μετεωρολογικό σταθμό: 10 βήματα (με εικόνες)

2024 Συγγραφέας: John Day | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2024-01-30 08:37

Καθισμένος στο δωμάτιό σας αρχίζετε να ιδρώνετε ή νιώθετε ψύχρα. αναρωτιέστε πόσο θα ήταν η θερμοκρασία στο δωμάτιό σας; ή ποια θα είναι η υγρασία; Αυτό συνέβη σε μένα πριν από λίγο καιρό.

Αυτό οδήγησε στην δημιουργία του Προσωπικού Μετεωρολογικού Σταθμού, ο οποίος παρακολουθεί τη θερμοκρασία, την υγρασία, την πίεση και την ένταση φωτός του δωματίου σας και το ανεβάζει σε ένα ιδιωτικό κανάλι στο thingspeak.com.

Ας αρχίσουμε.

Βήμα 1: Γρήγορο βίντεο

Εδώ είναι ένα μικρό βίντεο, το οποίο συνοψίζει τα πάντα σε 5 λεπτά.

Κάντε κλικ εδώ για να το δείτε στο youtube

Βήμα 2: Ηλεκτρονικά εξαρτήματα που απαιτούνται για τον προσωπικό μετεωρολογικό σταθμό

Περιγραφή: Θα χρησιμοποιήσουμε το DHT11 για να ανιχνεύσουμε την υγρασία, το BMP180 για την αίσθηση της θερμοκρασίας και της πίεσης και μια αντίσταση εξαρτώμενη από το φως (LDR) για να έχουμε μια πρόχειρη ιδέα για την ένταση του φωτός. Το Arduino nano θα συλλέξει δεδομένα από αυτούς τους αισθητήρες και θα τα στείλει στο ESP8266 για να τα ανεβάσει στο ιδιωτικό σας κανάλι στο thingspeak.com. Θα τροφοδοτήσουμε το Arduino nano μας από έναν προσαρμογέα τοίχου 12V-2A, οι αισθητήρες και ο ESP8266 θα λάβουν μετατρεπόμενη τάση από μετατροπέα buck με βάση LM2596.

Λίστα συστατικών:

1. BMP180 αισθητήρας πίεσης και θερμοκρασίας,
2. Αισθητήρας υγρασίας DHT11,
3. Αντίσταση εξαρτώμενη από το φως (LDR),
4. ESP8266 wifi module (firmware έτοιμο),
5. Arduino nano,
6. 2 αντιστάσεις- 51 KOhm και 4,7KOhm,
7. LM2596 μετατροπέας buck,
8. Υποδοχή DC,
9. Αλλαγή και
10. Προσαρμογέας τοίχου 12V-2A.

Βήμα 3: Εργαλεία και επιπλέον στοιχεία που απαιτούνται για τον προσωπικό μετεωρολογικό σταθμό

Περιγραφή: Θα χρησιμοποιήσουμε απογυμνωτή σύρματος για απογύμνωση σύρματος, αρχείο για εξομάλυνση κοπών/οπών στο περίβλημα, πιστόλι κόλλας για τοποθέτηση εξαρτημάτων μέσα στο περίβλημα, κατσαβίδι για κλείσιμο του καπακιού περιβλήματος και συγκολλητικό σίδερο με σύρμα συγκόλλησης για συναρμολόγηση κυκλώματος σε πλακέτα κυκλώματος γενικής χρήσης (GCB). Το πλαστικό κουτί 4x4x2 ιντσών λειτουργεί ως περίβλημα. Θα χρειαστούμε επίσης αρσενική και θηλυκή ταινία berg μαζί με θηλυκά βύσματα για σωστή συναρμολόγηση στο GCB.

Λίστα εργαλείων:

1. Καλωδιακός απογυμνωτής,
2. Αρχείο,
3. Όπλο κόλλας,
4. Βιδωτός οδηγός και
5. Συγκολλητικό σίδερο και σύρμα συγκόλλησης.

Λίστα με επιπλέον στοιχεία:

1. Πλαστικό κουτί 4x4x2 ιντσών (χρησιμοποίησα αυτήν τη διάσταση, οι κοντινές διαστάσεις θα πρέπει να είναι καλές),
2. Πλακέτα κυκλώματος γενικής χρήσης,
3. αρσενικό και θηλυκό λουρί μπέργ και
4. θηλυκές συνδέσεις.

Βήμα 4: Απαιτήσεις λογισμικού

Περιγραφή: Για να δούμε την αξία των δεδομένων αισθητήρα, θα χρειαστούμε ένα ιδιωτικό κανάλι στο thingspeak.com. Θα χρειαστούμε το Arduino IDE για να γράψουμε κώδικα arduino για arduino nano. (Υποθέτω ότι διαθέτετε υπολογιστή/φορητό υπολογιστή και διαδρομή wifi με πρόσβαση στο διαδίκτυο)

Λίστα απαιτήσεων λογισμικού:

1. Ιδιωτικό κανάλι στο Thingspeak.com και
2. Arduino IDE (Κατά προτίμηση τελευταία έκδοση).

Μπορείτε να κατεβάσετε την τελευταία έκδοση του Arduino IDE από το arduino.cc.

Τώρα ας δημιουργήσουμε ένα ιδιωτικό κανάλι στο thingspeak.com.

Βήμα 5: Δημιουργία ιδιωτικού καναλιού στο Thingspeak.com

Για να δημιουργήσετε ένα ιδιωτικό κανάλι στο thingspeak.com ακολουθήστε τα εξής βήματα:

1. Ανοίξτε το πρόγραμμα περιήγησής σας και μεταβείτε στο thingspeak.com και κάντε κλικ στην καρτέλα "Εγγραφή" στην επάνω δεξιά γωνία, (εικόνα αριθ. 1)
2. Συμπληρώστε τα στοιχεία και κάντε κλικ στο «Δημιουργία λογαριασμού», (εικόνα αριθ. 2)
3. Τώρα κάντε κλικ στην καρτέλα "Νέο κανάλι", (εικόνα αριθ. 3)
4. Συμπληρώστε ξανά τα στοιχεία για το κανάλι και ενεργοποιήστε 4 πεδία (όπως θα στείλουμε 4 τιμές αισθητήρα), μετακινηθείτε προς τα κάτω και κάντε κλικ στην καρτέλα "Αποθήκευση καναλιού", (Αριθμός εικόνας 4/5)
5. Σε αυτήν τη σελίδα κάντε κλικ στην καρτέλα "Κλειδιά API" και σημειώστε το "Γράψτε κλειδί API".

Αυτά είναι όλα, τώρα έχετε το ιδιωτικό σας κανάλι.

Τώρα ας ενώσουμε όλα τα ηλεκτρονικά εξαρτήματα.

Βήμα 6: Σχηματικό για τον προσωπικό μετεωρολογικό σταθμό

Εδώ επισυνάπτω εικόνα σχηματικού για το Personal Weather Station. Επισυνάπτω επίσης αρχείο fritzing για το ίδιο. Οι συνδέσεις είναι αρκετά απλές.

1. Το BMP180 συνδέεται στη θύρα I2C του arduino nano.
2. Το LDR συνδέεται με τον τρόπο διαίρεσης τάσης με αντίσταση 51 KOhm και η σύνδεση συνδέεται με την ακίδα A1 του arduino nano.
3. Ο πείρος δεδομένων του DHT11 τραβιέται ψηλά με αντίσταση 4,7 KOhm και συνδέεται με τον ακροδέκτη A0 του arduino nano.
4. Τα TX και RX του ESP8266 συνδέονται με D10 και D11 του arduino nano αντίστοιχα. Το CH_PD του ESP8266 συνδέεται με ράγα 3,3V.
5. Ρυθμίστε την έξοδο της μονάδας LM2596 σε 3,3V περιστρέφοντας το ποτενσιόμετρο σε αυτήν τη μονάδα. Συνδέστε την έξοδο αυτής της μονάδας σε Vcc και Gnd των BMP180, DHT11, LDR και Vcc και Gnd του ESP8266 αντίστοιχα.
6. Η είσοδος της μονάδας LM2596 προέρχεται από προσαρμογέα τοίχου 12V-2A, ο οποίος συνδέεται επίσης με Vin και Gnd του Arduino nano.

Πρέπει να συναρμολογήσουμε αυτό το κύκλωμα στον πίνακα κυκλωμάτων γενικής χρήσης. Ας το κάνουμε.

Βήμα 7: Συναρμολόγηση κυκλώματος σε πίνακα κυκλωμάτων γενικής χρήσης (GCB)

Εργαλεία υλικού και επιπλέον στοιχεία από το βήμα 3 είναι πλέον σε λειτουργία.

1. Χρησιμοποιήστε θηλυκή ταινία berg για την τοποθέτηση του Arduino nano και του ESP8288 στο GCB,
2. Χρησιμοποιήστε συγκολλητικό σίδερο και σύρμα συγκόλλησης για να τα συνδέσετε ηλεκτρικά στην πλακέτα,
3. Χρησιμοποιήστε θηλυκά βύσματα για να επεκτείνετε την εμβέλεια όλων των αισθητήρων και της μονάδας LM2596 καθώς θα κολλήσουν στο καπάκι και στον τοίχο του περιβλήματος,
4. Χρησιμοποιήστε αρσενική ταινία berg για να δημιουργήσετε σημεία σύνδεσης για θηλυκές επεκτάσεις που κατασκευάζονται σε 3,
5. Πραγματοποιήστε το σχηματικό κύκλωμα στο GCB χρησιμοποιώντας σύρματα (απογυμνώστε τα με τη χρήση απογυμνωτή) ή ράγα από λιωμένο σύρμα συγκόλλησης και τέλος,
6. Ελέγξτε για ταξινομήσεις πριν τροφοδοτήσετε το κύκλωμα χρησιμοποιώντας ένα πολύμετρο.

Τώρα που όλο το υλικό έχει τοποθετηθεί στο GCB, ας δούμε τον κώδικα.

Βήμα 8: Κωδικός

Ο Κώδικας για Προσωπικό Μετεωρολογικό Σταθμό είναι αρκετά απλός. Έχω σχολιάσει σωστά τον κώδικα για ευκολία στη φορητότητα. Πριν κάψετε τον κωδικό, φροντίστε να ακολουθήσετε τα παρακάτω.

1. Βεβαιωθείτε ότι όλες οι βιβλιοθήκες είναι εγκατεστημένες,
2. Αντικαταστήστε τις παύλες με SSID του σημείου πρόσβασής σας (δρομολογητής wifi) στη γραμμή 14 του κώδικα,
3. Αντικαταστήστε τις παύλες με το PASSWORD του δικτύου σας wifi στη γραμμή 15 του κώδικα,
4. Αντικαταστήστε τις παύλες με το ιδιωτικό κανάλι της ουσίας σας, γράψτε το κλειδί API στη γραμμή 17 και
5. Ενώ προγραμματίζετε το Arduino nano, βεβαιωθείτε ότι η τροφοδοσία 12V DC είναι OFF.

Εδώ είναι ο σύνδεσμος προς το github (Personal Weather Station) για λήψη κώδικα και βιβλιοθηκών που χρησιμοποίησα.

Τώρα που έχουμε το υλικό και το λογισμικό μας στη θέση τους, το μόνο που απομένει είναι η συσκευασία.

Βήμα 9: Προετοιμασία περιβλήματος

Τώρα πρέπει να κάνουμε τρύπες διαφορετικού σχήματος και μεγέθους στο κουτί 4x4x2 ιντσών. Πρέπει να κάνουμε τρύπες για την υποδοχή DC και να ενεργοποιήσουμε οποιοδήποτε προτιμώμενο τοίχο περιβλήματος. Πρέπει επίσης να κάνουμε τρύπες για αισθητήρες στο καπάκι του περιβλήματος.

Έχω επισυνάψει μια εικόνα που δείχνει τις διαστάσεις των οπών που πρέπει να κάνουμε στο περίβλημα.

Χρησιμοποιήστε ζεστή λεπίδα για να κόψετε το πλαστικό.

Χρησιμοποιήστε το αρχείο για να εξομαλύνετε τις τρύπες.

Τώρα το περίβλημα σας είναι έτοιμο να φιλοξενήσει το κύκλωμά σας.

Βήμα 10: Κλείσιμο του καπακιού

Τοποθετήστε το συναρμολογημένο GCB μέσα στο περίβλημα.

Τοποθετήστε το διακόπτη και την υποδοχή DC στις οπές στον τοίχο. αισθητήρες στις οπές του καπακιού. Οριστικοποιήστε τη θέση τους και χρησιμοποιήστε πιστόλι κόλλας για να τα στερεώσετε. Τέλος, χρησιμοποιήστε το κατσαβίδι για να κλείσετε το καπάκι.

Ορίστε, ο προσωπικός σας μετεωρολογικός σταθμός. Ενεργοποιήστε την παροχή ρεύματος και δείτε τη θερμοκρασία, την υγρασία, την πίεση και την ένταση του φωτός του δωματίου σας από οπουδήποτε στον κόσμο μέσω του smartphone/του υπολογιστή σας/του φορητού υπολογιστή σας ή του tablet σας στο ιδιωτικό σας κανάλι.

Αυτά για όλα αυτά τα διδάγματα. Σχολιάστε σε περίπτωση οποιασδήποτε αμφιβολίας.

Αν σας άρεσαν αυτές οι οδηγίες, υπάρχει μεγάλη πιθανότητα να σας αρέσει το κανάλι μου στο youtube. Ευχαριστώ για την ανάγνωση.