Trạm thời tiết hỗ trợ vệ tinh: 5 bước

2024 Tác giả: John Day | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2024-01-30 13:30

Dự án này dành cho những người muốn thu thập dữ liệu thời tiết của riêng họ. Nó có thể đo tốc độ và hướng gió, nhiệt độ và độ ẩm không khí. Nó cũng có khả năng nghe các vệ tinh thời tiết quay quanh Trái đất 100 phút một lần. Tôi sẽ sử dụng dự án này sau để tạo dự báo thời tiết của riêng mình bằng cách sử dụng AI được đào tạo trên những hình ảnh này.

Quân nhu:

Vật liệu

• Nhôm chữ U 15mm và 12mm, dài 1 mét
• ván ép
• Ống nhôm đường kính 10mm, 4,5m
• 8 giá đỡ ống bằng đồng
• 8 đai ốc và bu lông M2
• Xà gỗ 2x4,5 cm, dài 1,2m
• 2 đai ốc và bu lông M8
• 3m 50ohm đồng trục
• Hộp điện 12x12 cm
• nhiệt co lại
• chất hàn
• chân máy có lỗ để lắp bu lông M8
• một số Legos
• 2 hộp nhựa
• keo nóng

Thiết bị điện tử

• Raspberry Pi 3 hoặc 4
• Bộ nguồn Raspberry Pi
• cáp ethernet
• dây nối dài usb (dài ít nhất 40 cm)
• cung cấp năng lượng pi raspberry
• Arduino Nano
• Cảm biến DHT11
• công tắc sậy
• bộ mã hóa quay
• buzzer
• Nooelec NESDR mini

Công cụ

• máy khoan
• bàn cưa
• mỏ hàn
• nhẹ hơn
• bộ điều khiển vít
• súng bắn keo nóng

Bước 1: Xây dựng Antenna

Thập tự giá

Làm 2 miếng gỗ dài 54,2cm. Khoan một lỗ ở giữa để lấy bu-lông M8 và gắn hai miếng theo hình chữ thập. Sau đó làm 4 đoạn dài 4cm và cưa một đầu ở góc 45 độ. Bắn những thứ này trên đầu của cây thánh giá. Điều này sẽ làm cho các đầu bằng phẳng với nhau. Ở giữa mỗi đầu, hãy khoan một lỗ đủ lớn cho cáp đồng trục của bạn. Bây giờ đánh dấu một góc 30 so với phương thẳng đứng. Trên góc lắp này có khoảng 2 giá đỡ ống. Cách tâm 1,5 cm. Nếu bạn muốn, bạn có thể khoan lỗ trên cây thánh giá để làm cho nó nhẹ hơn.

Dipoles nhôm

Cắt 8 ống nhôm 50 cm. 2 ống tạo thành 1 lưỡng cực.

Cắt Coax

Cắt hai miếng đồng trục dài 36cm. Lần này cắt thêm 2 mảnh dài 72cm. Cắt thêm một đoạn dài 60 cm, đây sẽ là đường chính dẫn đến đầu thu.

Gắn các cáp đồng trục có cùng chiều dài đối diện với nhau. Các cạnh có đồng trục 36 cm là lưỡng cực 1 và 2, các cạnh 72 cm lưỡng cực 3 và 4.

Dải các đầu của đồng trục để hàn. Bộ thu SDR đi kèm với ăng-ten và đồng trục riêng, cắt dây ở đầu nối của nó. Sau đó, chúng tôi hàn nó vào đồng trục chính của chúng tôi tạo thành ăng-ten của riêng chúng tôi.

Đấu dây

Ở hai đầu của chữ thập, kết nối lõi của đồng trục với phần trên của lưỡng cực, tấm chắn đi phần dưới. Ở trung tâm, hàn tấm chắn của lưỡng cực 1 và 2 với nhau. Làm tương tự cho 3 và 4. Bây giờ hàn các lõi từ lưỡng cực 1 và 3 với nhau, tương tự cho 2 và 4. Bây giờ bạn chỉ còn lại 2 dây.

Hàn các lõi từ lưỡng cực 1 và 3 vào tấm chắn của đường thu. Hàn lõi từ lưỡng cực 2 và 4 đến lõi của đường thu.

Gắn cây thánh giá

Đặt 2 thanh nhôm chữ U vào nhau. Ở một đầu, đặt chốt ở giữa hình chữ thập ở trên cùng. Khoan 2 lỗ qua các thanh định hình và chốt để lắp bulong M2. Làm tương tự với bu lông M8 khác ở phía bên kia của biên dạng. Đặt Antenna vào chân máy.

Ăng-ten đã hoàn thành!

Nếu muốn, bạn có thể kiểm tra ăng-ten của mình bằng cách làm theo hướng dẫn này trên rtl-sdr.com.

Bước 2: Tạo cảm biến gió

Tốc độ, vận tốc

Bạn có thể tìm thấy các phần và hướng dẫn trong hướng dẫn xây dựng pdf. Nó được làm từ những viên gạch Lego đơn giản và thông dụng.

Khi bạn đã hoàn thành việc xây dựng cấu trúc Lego, hãy hàn hai sợi dây dài 110 cm vào các chân của công tắc cây sậy. luồn một trong các sợi dây qua ống ở mặt bên của chùm tia. Sau đó, bạn uốn cong các chân kim loại của công tắc sậy lên trên để nó nằm chắc chắn trên đầu ống. Sau đó, dán nam châm vào đáy của một trong các món ăn để nó gần như không chạm vào công tắc cây lau. Bất cứ khi nào nam châm ở trên cây lau, công tắc mạch phải được đóng lại. Kiểm tra bằng đồng hồ vạn năng và trang bị lại nếu cần. Gắn chùm Lego bằng vít gỗ vào ăng-ten.

Phương hướng

Cảm biến hướng bao gồm một bộ mã hóa quay với một cánh gió in 3D. Người sáng chế và tệp STL được bao gồm ở đây. Nhấn mạnh cánh gạt trên trục của bộ mã hóa quay. Khoan một lỗ 7 mm trên hộp nhựa và lắp bộ mã hóa vòng quay vào. Bộ mã hóa đi kèm với một đai ốc vặn trên đầu hộp nhựa. Sử dụng hai vít gỗ để gắn hộp vào một trong các chùm của ăng-ten.

Nhiệt co lại

Sau khi gắn kết, nhiệt sẽ co lại để bọc gọn gàng các dây dẫn. Chiều dài phải là 86 cm và chiều rộng phải là 2,5 cm.

Bước 3: Tạo vỏ bọc cho SDR

Đối với bao vây đơn giản này, bạn sẽ cần nhìn thấy các bộ phận ván ép sau:

• hai 9,5x1,6 cm
• hai 9,5x4,2 cm
• một 3x4,2 cm

Lấy một mảnh 9.5x1.6 và khoan một lỗ 8mm cho cáp đầu thu. Lỗ này phải thấp hơn đỉnh 1,8 cm và cách cạnh bên 0,5 cm (xem hình). Đầu tiên dán keo và đóng đinh các bức tường bên (9,5x,16 cm) vào phần dưới cùng (một trong các miếng 9,5x4,2 cm). Sau đó, lắp SDR và cắm nó qua lỗ trên tường bên. Đóng thùng loa với phần 9,5x4,2 cm cuối cùng, phần 3x4,2 cm phía trên.

Bước 4: Vỏ cho Raspberry Pi

Nguồn cấp

Lấy bộ nguồn pcb ra khỏi vỏ của nó. Tụ điện trong hình quá lớn để lắp vào hộp đựng mới.

Phá bỏ nó và đặt các phần nối dài (dây, chân điện trở cũ,..). Hàn nắp vào các phần mở rộng đó và uốn cong để nó vừa khít với vỏ. Hàn các dây 5V và GND từ pcb nguồn vào các miếng đệm trên PI (như trong hình).

Các dây nguồn nằm gọn trong lỗ của hộp ở bên cạnh.

LCD

Cắt một lỗ hình chữ nhật trên nắp trước. Keo nóng màn hình LCD vào bên trong để đảm bảo rằng các chân trên màn hình LCD hướng lên trên.

Hàn dây cái vào pcb màu đen và cắm chúng vào Pi. Loại bỏ lỗ ở phía dưới bên trái và dán quạt Pi để hút không khí từ lỗ đó.

DHT

Hàn dây jumper nữ với cảm biến dht và cắm chúng vào Pi. Keo nóng cảm biến ngay dưới cổng ethernet của Pi để quạt bên cạnh thổi không khí trong lành qua cảm biến.

Bước 5: Phần mềm

Github

Tất cả phần mềm đều có sẵn trên Git. Đảm bảo bạn sao chép nó trong thư mục chính của Pi