Mục lục:
- Bước 1: Các thành phần
- Bước 2: Cách thức hoạt động
- Bước 3: Tập tin
- Bước 4: Điền vào PCB
- Bước 5: Triển khai
- Bước 6: Công việc trước đây
Video: Trạm thời tiết công suất thấp: 6 bước (có hình ảnh)
2024 Tác giả: John Day | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2024-01-30 13:34
Bây giờ là phiên bản thứ ba và đã được thử nghiệm hơn hai năm, trạm thời tiết của tôi được nâng cấp để có hiệu suất điện năng thấp hơn và độ tin cậy truyền dữ liệu tốt hơn.
Tiêu thụ điện - không phải là vấn đề trong những tháng khác ngoài tháng 12 và tháng 1, nhưng trong những tháng rất đen tối này, bảng điều khiển năng lượng mặt trời, mặc dù được đánh giá ở mức 40 Watts, không thể đáp ứng kịp nhu cầu của hệ thống… và hầu hết nhu cầu đến từ mô-đun GPRS 2G FONA truyền dữ liệu trực tiếp đến các mạng xen kẽ.
Vấn đề tiếp theo là với chính mô-đun FONA GPRS, hoặc nhiều khả năng là mạng điện thoại di động. Thiết bị sẽ hoạt động hoàn hảo trong nhiều tuần / tháng, nhưng sau đó đột ngột ngừng hoạt động mà không rõ lý do. Rõ ràng mạng cố gắng gửi một số loại 'thông tin cập nhật hệ thống', nếu không được chấp nhận, sẽ khiến thiết bị khởi động khỏi mạng, vì vậy GPRS thực sự không phải là giải pháp miễn phí bảo trì để truyền dữ liệu. Thật đáng tiếc vì khi nó hoạt động, nó hoạt động rất tốt.
Bản nâng cấp này sử dụng giao thức LoRa năng lượng thấp để gửi dữ liệu đến máy chủ cục bộ Raspberry Pi, sau đó sẽ gửi dữ liệu đến các mạng xen kẽ. Bằng cách này, bản thân trạm thời tiết có thể sử dụng năng lượng thấp trên bảng điều khiển năng lượng mặt trời và là phần 'nâng cao' của quy trình, được thực hiện ở đâu đó trong phạm vi WIFI trên nguồn điện lưới. Tất nhiên, nếu bạn có cổng LoRa công khai trong phạm vi, Raspberry Pi sẽ không bắt buộc.
Việc xây dựng trạm thời tiết PCB rất dễ dàng vì các thành phần SMD đều khá lớn (1206) và mọi thứ trên PCB hoạt động 100%. Một số thành phần, cụ thể là các nhạc cụ hơi, khá đắt tiền nhưng đôi khi bạn có thể tìm thấy đồ cũ trên Ebay.
Bước 1: Các thành phần
Arduino MKR1300 LORAWAN ………………………………………………………………. 1 trong số
Raspberry Pi (tùy chọn tùy thuộc vào tính khả dụng của cổng LoRa cục bộ) ………… 1 trong số
BME280 cho áp suất, độ ẩm, nhiệt độ và độ cao ………………………….. 1 trong số
Đầu nối RJ 25 477-387 ……………………………………………………………………… 1 trong số
L7S505 ………………………………………………………………………………………………. 1 trong số
Beeper 754-2053 ……………………………… 1 trong số
Diode Shottky (1206) …………………………………… 2 trong số
Trình khởi động lại R1K …………………………………… 3 trong số
Điện trở R4.7K ………………………………… 1 trong số
Tụ C100nF …………………………….. 3 trong số
R100K …………………………………………… 1 trong số
R10K …………………………………………….. 4 trong số
C1uF ……………………………………………… 1 trong số
C0,33uF ………………………………………… 1 trong số
R100 …………………………………………….. 1 trong số
R0 ……………………………………………….. 1 trong số
Đầu dò nhiệt độ Dallas DS18B20 ………… 1 trong số
PCB ……………………………………………………… 1 trong số
Máy đo mưa ……………………………………………. 1 trong số
Đầu dò đất ……………………………………… 1 trong số (xem bước 6 cho đầu dò tự làm)
Máy đo gió A100LK ………………………….. 1 trong số
Cánh gió W200P ………………………………..1 trong tổng số
Bước 2: Cách thức hoạt động
Thật dễ dàng để các cảm biến hoạt động với những thứ như nhiệt độ, độ ẩm và áp suất nhưng một số cách khá phức tạp, mặc dù tất cả mã đều có trong blog này.
1. Máy đo mưa đang ở trạng thái 'ngắt' và hoạt động khi phát hiện thay đổi. Mưa rơi vào thiết bị và nhỏ giọt xuống một cái máy cưa lọng làm đá đổ một đầu đầy, kích hoạt một cảm biến từ tính hai lần khi nó đi qua. Cảm biến mưa được ưu tiên hơn mọi thứ và hoạt động ngay cả khi dữ liệu đang được truyền đi.
2. Máy đo gió hoạt động bằng cách gửi một xung năng lượng thấp, tần số của xung này phụ thuộc vào tốc độ của nó. Nó rất đơn giản để viết mã và sử dụng rất ít năng lượng mặc dù nó cần ghi lại khoảng một lần mỗi giây để nắm bắt những cơn gió giật nghiêm trọng nhất. Mã lưu ý đang chạy về tốc độ gió trung bình và gió giật tối đa trong suốt phiên ghi.
3. Mặc dù ban đầu nghĩ rằng cánh gió sẽ dễ viết mã, nhưng một khi khám phá ra những điều phức tạp, nó sẽ phức tạp hơn rất nhiều. Về bản chất, nó chỉ là một chiết áp mô-men xoắn rất thấp, nhưng vấn đề của việc đọc các kết quả từ nó là phức tạp bởi thực tế là nó có một 'vùng chết' ngắn xung quanh hướng bắc. Nó cần kéo các điện trở và tụ điện xuống để ngăn các kết quả đọc kỳ lạ ở gần phía bắc, sau đó gây ra sự không tuyến tính trong các kết quả đọc. Ngoài ra, vì các kết quả đọc là cực, không thể thực hiện các phép tính trung bình cộng thông thường và do đó, chế độ phức tạp hơn cần được tính toán liên quan đến việc tạo ra một mảng lớn khoảng 360 số! …. Và đó không phải là kết thúc của nó…. Cần phải xem xét đặc biệt liên quan đến góc phần tư nào mà cảm biến đang trỏ vào như thể nó nằm trong góc phần tư ở hai phía của phía bắc, chế độ phải được xử lý theo cách khác.
4. Độ ẩm của đất là một đầu dò độ dẫn điện đơn giản, nhưng để tiết kiệm năng lượng và chống ăn mòn, nó hoạt động rất nhanh với một trong các chân kỹ thuật số dự phòng của Arduino.
5. Hệ thống gửi dữ liệu từ Arduino đến Raspberry Pi (hoặc cổng LoRa) nhưng cũng cần 'gọi lại' từ người nhận để xác nhận rằng nó đã thực sự nhận dữ liệu đúng cách trước khi đặt lại tất cả các bộ đếm và mức trung bình khác nhau và thực hiện tập hợp các bài đọc mới. Mỗi phiên ghi có thể kéo dài khoảng 5 phút, sau đó Arduino cố gắng gửi dữ liệu. Nếu dữ liệu bị hỏng hoặc không có kết nối internet, phiên ghi âm sẽ được kéo dài cho đến khi cuộc gọi lại cho biết thành công. Bằng cách này, không có gió lớn nhất cũng như đo mưa sẽ không bị bỏ lỡ.
6. Mặc dù nằm ngoài phạm vi của blog này, khi đã ở trong máy chủ internet (đó là một máy tính lớn đặt tại Ipswich, Vương quốc Anh), dữ liệu sau đó được tập hợp thành cơ sở dữ liệu MySQL có thể được truy cập bằng các tập lệnh PHP đơn giản. Người dùng cuối cũng có thể xem dữ liệu được hiển thị trong các mặt số và đồ thị lạ mắt nhờ phần mềm Java độc quyền của Amcharts. Sau đó, "kết quả cuối cùng" có thể được nhìn thấy ở đây:
www.goatindustries.co.uk/weather2/
Bước 3: Tập tin
Tất cả các tệp mã Arduino, Raspberry Pi và tệp để tạo PCB trên phần mềm 'Design Spark' đều được lưu trữ trong kho lưu trữ Github tại đây:
github.com/paddygoat/Weather-Station
Bước 4: Điền vào PCB
Không cần bút chì để hàn các thành phần SMD - chỉ cần chấm một chút thuốc hàn lên các tấm PCB và đặt các thành phần bằng một số nhíp. Các thành phần đủ lớn để làm mọi thứ bằng mắt và không quan trọng nếu vật hàn trông lộn xộn hoặc các thành phần hơi lệch tâm.
Đặt PCB vào lò nướng bánh mì và làm nóng đến 240 độ C bằng đầu dò nhiệt kế loại K để theo dõi nhiệt độ. Chờ trong 30 giây ở nhiệt độ 240 độ rồi tắt lò và mở cửa lò để thoát nhiệt.
Bây giờ phần còn lại của các thành phần có thể được hàn thủ công.
Nếu bạn muốn mua PCB, hãy tải xuống các tệp vi rút được nén tại đây:
github.com/paddygoat/Weather-Station/blob/master/PCB/Gerbers_Weather%20station%203_Tx_01.zip
và tải chúng lên JLC tại đây:
Chọn kích thước bảng 100 x 100 mm và sử dụng tất cả các giá trị mặc định. Chi phí là $ 2 + bưu phí cho 10 bảng.
Bước 5: Triển khai
Trạm thời tiết được triển khai ở giữa cánh đồng với các nhạc cụ hơi trên một cột cao bằng dây cáp. Chi tiết về việc triển khai được đưa ra tại đây:
www.instructables.com/id/Arduino-GPRS-Weat…
Bước 6: Công việc trước đây
Có thể hướng dẫn này là giai đoạn mới nhất trong dự án đang thực hiện có lịch sử phát triển trong bảy dự án trước đó:
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…
|
|
|
|
|
Đề xuất:
Trạm thời tiết NaTaLia: Trạm thời tiết sử dụng năng lượng mặt trời Arduino Đã thực hiện đúng cách: 8 bước (có hình ảnh)
Trạm thời tiết NaTaLia: Trạm thời tiết sử dụng năng lượng mặt trời Arduino Đã hoàn thành đúng cách: Sau 1 năm hoạt động thành công trên 2 địa điểm khác nhau, tôi đang chia sẻ kế hoạch dự án trạm thời tiết sử dụng năng lượng mặt trời của mình và giải thích cách nó phát triển thành một hệ thống thực sự có thể tồn tại trong thời gian dài thời kỳ từ năng lượng mặt trời. Nếu bạn theo dõi
Trạm thời tiết DIY & Trạm cảm biến WiFi: 7 bước (có hình ảnh)
DIY Weather Station & WiFi Sensor Station: Trong dự án này, tôi sẽ hướng dẫn bạn cách tạo một trạm thời tiết cùng với một trạm cảm biến WiFi. Trạm cảm biến đo dữ liệu nhiệt độ và độ ẩm cục bộ và gửi dữ liệu đó qua WiFi đến trạm thời tiết. Sau đó, trạm thời tiết hiển thị t
Trạm thời tiết công suất cực thấp Arduino: 5 bước
Trạm thời tiết công suất cực thấp Arduino: Hướng dẫn này sẽ chỉ cho bạn cách xây dựng trạm thời tiết công suất siêu thấp bằng cách sử dụng arduino nano, bme 280 và mô-đun radio rf433, sẽ tồn tại khoảng 1,5 đến 2 năm trên 2 LiPo 18650 và khả năng để mở rộng nó thêm nhiều cảm biến hơn và năng lượng mặt trời p
Acurite 5 trong 1 Trạm thời tiết sử dụng Raspberry Pi và Weewx (các trạm thời tiết khác tương thích): 5 bước (có Hình ảnh)
Trạm thời tiết Acurite 5 trong 1 Sử dụng Raspberry Pi và Weewx (các Trạm thời tiết khác Tương thích): Khi tôi mua trạm thời tiết Acurite 5 trong 1, tôi muốn có thể kiểm tra thời tiết tại nhà của mình khi tôi đi vắng. Khi tôi về nhà và thiết lập nó, tôi nhận ra rằng tôi phải có màn hình kết nối với máy tính hoặc mua trung tâm thông minh của họ,
PixelMeteo (Màn hình dự báo công suất cực thấp): 6 bước (có hình ảnh)
PixelMeteo (UltraLow Power Forecast Monitor): IOT là một điều thú vị vì cho phép bạn kết nối mọi thứ với internet và điều khiển nó từ xa nhưng có một điều là nó cũng rất tuyệt và có đèn led … Nhưng còn một điều nữa, hầu hết của những người ’ không thích dây điện, nhưng họ không & rsqu