Nodemcu üzərindəki qamış açarları, Hall effekti sensoru və bəzi hurdalardan istifadə edərək öz anemometrinizi necə qurmaq olar. - 1 -ci hissə - Avadanlıq: 8 addım (şəkillərlə)

2024 Müəllif: John Day | [email protected]. Son dəyişdirildi: 2024-01-30 07:46

Giriş

Arduino və Maker Mədəniyyəti araşdırmalarına başladığımdan bəri, şüşə qapaqları, PVC parçaları, içki qutuları və s. material. Burada istifadə olunan materialların böyük bir hissəsi bəzi avadanlıqlardan çıxarılaraq geri çevrilir

Özüm üçün bir hava stansiyası layihəsinə başlayanda anladım ki, küləyin şiddətini və istiqamətini ölçmək çox asan və ya ucuz olmayacaq. Bir neçə aydan sonra hər hansı bir elektron mağazada asanlıqla tapılan, əsasən təkrar materiallardan və çox ucuz elektron hissələrdən istifadə edən bu layihəni sizə təqdim edirəm.

Bu yazı 2 hissədən ibarətdir.

1 -ci hissə - Anemometr və Külək Qanadlı İstiqamət cihazlarının qurulması.

2 -ci hissə - Esp8266 Nodemcu üçün Arduino IDE -dən istifadə edərək eskiz və ThingSpeak -a ötürülməsi.

Son həllini bilmək üçün videoya baxın.

Hall Effect Sensor və Reed Switch istifadə edərək öz Anemometrinizi necə qurmaq olar

Layihənin təsviri

Anemometr küləyin sürətini və istiqamətini ölçə bilən bir cihazdır. Hall Effect sensorundan istifadə edərək, fincanların bir müddət ərzində neçə dəfə fırlandığını hesablaya biləcəyik. Küləyin intensivliyi oxun fırlanma sürəti ilə mütənasibdir. Bəzi sadə fizika tənlikləri ilə küləyin xətti sürətini təyin edə bilərsiniz. Hamısını 2 -ci hissədə izah edəcəyik.

Küləyin istiqamətini neodim maqnit və qamış açarları olan bir ön şüşədən ölçəcəyik. Külək istiqamətindəki qanadlar və ona bağlanan maqnit, elektrik cərəyanının əlaqədən (və ya əlaqələrdən) keçməsinə imkan verən qamış açarlarını birləşdirəcək. Müsbət cərəyanı olan dövrələr, pusula kimi küləyin istiqamətini göstərir.

16 istiqaməti təqlid edəcək 8 sxemimiz var: 1 açar aktiv olduqda 4 əsas və 4 girov nöqtəsi (N, NE, E, SE, S, SW, W, NW) və eyni zamanda 2 açar aktiv olduqda 8 alt girovumuz var nöqtələr (NNE, ENE, ESE, SSE, SSW, WSW, WNW, NNW).

Küləyin sürəti və istiqaməti nodemcudakı bir eskizlə hesablanacaq və müəyyən ediləcək. Amma bu, 2 -ci hissədə izah ediləcək. İndi aparat yığımına keçək.

İmtina: Bu anemometr peşəkar məqsədlər üçün istifadə edilməməlidir. Yalnız akademik və ya ev istifadəsi üçündür.

Qeyd: İngilis dili mənim təbii dilim deyil. Layihəni başa düşməyinizə mane olan qrammatik səhvlər tapsanız, onları düzəltmək üçün mənə bildirin. Çox sağ ol.

Addım 1: Materiallar Bill

Külək qanadı

8 x qamış açarı

8 x 10 k ohm rezistorlar

10 sm PVC boru

5 sm diametrli 2 PVC qapaq

2,5 sm diametrli 1 PVC qapaq

1 CD4051 Analog Multiplexer

1 ədəd plastik disk

20 x 20 güclü plastik parça

1 Neodim maqnit (Maqnitin ölçüləri eyni vaxtda iki açarın bağlanmasına imkan verməlidir. Mənimki 0,5 x 0,5 sm -dir və yaxşı işləyir).

10 fərqli rəngli tel

1 Ümumi PCB

Alüminium borular eyni diametrli 1 bilyalı rulman

1 alüminium boru təxminən 20 sm

1 alüminium boru təxminən 10 sm

1 hortum kelepçesi

Epoksi kütlə

Dərhal Yapışqan - siyanoakrilat və natrium bikarbonat

Anemometr

2 stolüstü tennis topu

Təxminən 12 sm olan 4 taxta və ya alüminium çubuq

1 bilyalı rulman

1 alüminium boru təxminən 5 sm

3 ədəd fərqli rəngli tel

1 salon sensoru SS49E

1 neodim maqnit

Epoksi Kütlə və Dərhal Yapışqan - siyanoakrilat və natrium bikarbonat

Təxminən 3-5 sm diametrli 2 plastik kran

1 PVC qapaq və 5 sm PVC boru

2,5 sm diametrli 1 PVC qapaq

• Nodemcu
• Elektron layihələr üçün plastik qutu
• Lehimleme dəmir
• Təxminən 2 metrlik 1 PVC Boru və "T" PVC Bağlayıcı
• 1 PVC 90 dərəcə əlaqə
• 5V enerji təchizatı (günəş paneli istifadə edirəm)

Addım 2: Külək qanadlı Rosettanın yığılması

PCB üzərində quraşdırılmış Reed Açarları və Rezistorlar

Ümumi PCB -ni PVC CAP -dan bir qədər kiçik diametrli bir dairə şəklində kəsin, çünki hazır olduqda ona uyğun olacaq.

Qamış açarının ayaqlarını qoruyucu şüşəni qırmamaq üçün diqqətlə PCB -yə yerləşdirmək üçün 90 dərəcə bükün. İdeal şüşədən 3 mm məsafədədir. Hər bir qamış açarını diaqrama uyğun olaraq yerləşdirin. Diaqram olaraq hər birini 0 -dan 7 -ə qədər nömrələyin. Terminalları multipleksora bağlayarkən düzgün identifikasiya vacib olacaq. Lehimləmə dəmirindən istifadə edərək lövhəyə qoyun.

Hər bir rezistoru, terminallardan birinin qamış açarının terminallarından birində lehimləndiyi diaqram kimi yerləşdirin, digəri isə PCB -nin mərkəzində yerləşən bütün rezistorlar üçün ümumi olacaqdır.

Qamış açarlarının bütün xarici terminallarını birləşdirən və son ikisini əlaqəsiz buraxan bir mis kabelini lehimləyin. Üzük kimi. Qaynaq sifarişinin əhəmiyyəti yoxdur.

Hər bir müqavimət və hər rəngli qamış keçid qovşağında. 8 fərqli var. Qamışın mis halqasına qırmızı bir tel lehim, müsbət olaraq "qara rozetta" nın mərkəzindəki bütün müqavimətçilərin qovşağına qara bir tel mənfi olaraq.

Diaqramlara baxın və çoxlayıcıya qoşulmaq üçün kabellərin nömrələnməsinə diqqət yetirin.

Montajdan əvvəl əlaqələri yoxlayın

Montaja başlamazdan əvvəl əlaqələri yoxlamağı təklif edirəm. Bir led, hər hansı bir 18650 batareya 3.7 V, neodim maqnit və timsah pəncələri olan kabellərdən istifadə edin. Batareyanı VCC və GND terminallarına və GND -dəki timsah kabelini digər ucunu ledin mənfi tərəfinə qoşun (rezistora ehtiyacı olmayan mavi rəngli bir kabel istifadə edin). Digər kabeli ledin pozitivinə, digərini isə açarlara qoşulmuş hər bir kabelə qoşun. İndi maqniti bağlı açarın xarici kənarından keçirin. Led yanarsa, yaxşı olar. Açılmırsa, qaynaqları yoxlayın. Eyni anda iki əlaqəni yoxlamaq üçün başqa bir kabel və başqa bir led istifadə edin. Maqnit iki açar arasında keçərkən iki LED yanmalıdır. Elektrik siqnalının ENE, ESE, SSW, NNW və s.

Addım 3: CD4051 Multiplexerə və ondan bağlantılar

CD4051 Analog Çoxlayıcı

Multiplexers, bir neçə giriş və tək məlumat çıxışı olan birləşmə sxemləridir. Seçilən girişdən qeyd olunan çıxışa ötürülməsinə imkan verən məlumat girişlərindən birini və yalnız birini seçə bilən idarəetmə girişləri ilə təchiz olunmuşdur.

CD4051 -in işini bilmirsinizsə, internetdə tapa biləcəyiniz məlumat cədvəlini oxumağı məsləhət görürəm. Xülasə olaraq, 4051 -də 0 -dan 7, 3 -ə qədər nömrələnmiş 8 analoq girişi və birləşdirilmiş girişləri oxumaq və hansı analog çıxışın bağlı olduğunu təyin etmək üçün A, B və C pinləri var. Hər oxuduqda, proqram hansı cərəyanların müsbət cərəyanla olduğunu təhlil edir və küləyin müvafiq istiqamətini göstərəcəkdir. Bu yazının 2 -ci hissəsində ətraflı izah ediləcəkdir. Rozettanın multiplekserə necə bağlı olduğunu görmək üçün diaqrama baxın.

Nodemcu ilə əlaqələr

Nodemcu bağlamaq üçün 8 kabelə ehtiyacımız olacaq. Diaqrama baxın.

Rozettaya cərəyan verən 1 cüt pozitiv (qırmızı) və torpaq (qara) tel

CD4051 -ə cərəyan verən 1 cüt müsbət (qırmızı) və torpaq (qara) kabel

Analog çıxış A0 üçün 1 kabel (boz)

A = D5 pininin rəqəmsal girişi üçün 1 kabel (mavi)

Pin B = D4 rəqəmsal girişi üçün 1 kabel (yaşıl)

Pin C = D3 rəqəmsal girişi üçün 1 kabel (sarı)

Son montajı asanlaşdırmaq üçün müxtəlif rəngli 10 telli telefon kabelindən istifadə etdim.

Son montajı asanlaşdırmaq üçün kabellərin hər birini uyğun ünvanı ilə müəyyənləşdirin.

Addım 4: Hər şeyi PVC Stendə Montaj

Dəstəyin quraşdırılması

5 sm diametrli PVC qapağı, bir PVC boru parçası və 2,5 sm diametrli qapaq götürün və fotoşəkilə uyğun olaraq hamısını ani yapışqanla yapışdırın. Parçalar arasındakı əlaqəni yaxşılaşdırmaq üçün borunun diametrində bir çuxur da edə bilərsiniz. Bütün parçalar yapışdırıldıqdan sonra hər parçanın yapışqan kənarlarına daha çox yapışqan tətbiq edin və dərhal çörək soda ilə örtün. Yapışqan qurudanda çox yaxşı sərtliyə malik olacaqsınız.

Silikonu CAP kənarına yapışdırmalısınız ki, bu da 2 CAP arasındakı birləşməni möhürləməyə və rozettanın bağlanmasını asanlaşdırmağa imkan verəcəkdir. Davam etmədən əvvəl qurudulsunlar.

Dəstək parçasına artıq quraşdırılmış rozettanı diqqətlə qapağın kənarına uyğun şəkildə daxil edin. Unutmayın ki, bunun üzərində ikinci bir CAP quracağıq. Son həll yolu ilə fotoşəkilə baxın. Və zəhmət olmasa nodemcu ilə əlaqəni asanlaşdırmaq üçün kabellərin hər birini müəyyənləşdirin.

Addım 5: Qanadın quraşdırılması

Qanadın quruluşunun quraşdırılması

Fotoşəkildə göstərilən forma ilə epoksi kütləsi olan bir işarə edin. Düzgün qurudulduqda parçanı çəkin və dəyərini qoruyun.

Plastik parçanı götürün və küləyi istiqamətləndirən qanadın arxa hissəsi üçün simmetrik olaraq kəsin. Həm də çəkin və dəyərinizi qoruyun.

Alüminium borulardan birini götürün və işarəni və hava qanadını ortasında düzülmüş bütün parçaları olan ani yapışqan ilə yapışdırın. Yapışqan hissələrin hər birinin sərtliyini artırmaq üçün əvvəllər soda ilə etdiyiniz kimi edin.

İkinci alüminium borunu götürün və digər boruya harada yapışacağını təyin edək. Parçanın tarazlığını qorumaq üçün arxa ağırlığındakı məsafə göstəricinin çəkisinə bərabər olmalıdır. (Diaqramda göstərilən hesablamalara baxın.) Məsafə ölçüləri hər bir parçanın kütlə mərkəzinə qədər və ya daha az edilməlidir. Ani yapışqan və çörək soda istifadə edin.

CAP mərkəzində rulman diametri ilə bir çuxur düzəldin. Qapağa yapışdırmaq üçün dərhal yapışqan istifadə edin. Qanadın şaquli alüminium borusunun daxili diametri eyni olan rulman seçmək vacibdir.

Nəhayət, təxminən 4,5 sm diametrli plastik diski götürün və kənarına kiçik bir metal parçası yapışdırın. Şəkilə baxın Bu şəkildə aləti kalibr edərkən neodim maqnitini "yapışdıra" və tənzimləyə biləcəksiniz. Ölçmələrin oxunuşunu təxmin etmək üçün bir neçə istiqamətə hərəkət etmək olar.

Plastik diski metal hissəsi üfüqi alüminium boru göstəricisi ilə eyni istiqamətdə yapışdırılmış vəziyyətdə yerləşdirin. Bu, maqnitin qanadla eyni istiqaməti göstərməsi üçün vacibdir.

Anemometrin son montajını asanlaşdırmaq və qanadın şimalını şimal coğrafiyasına uyğunlaşdırmaq üçün CAP -ın üst qapağına bir külək gülü və yapışdırın. Disk alüminium boruya yapışdırılacaq, ancaq əvvəlcə alüminium borunu bilyalı rulmana daxil edin və alüminium borunu diskin içinə daxil edin. Hündürlüyü maqnitlə CAP -ın kənarı arasındakı məsafə 1 ilə 1,5 sm arasında olacaq şəkildə tənzimləyin. Bu, maqnitin qamış açarını düzgün bağlaması üçün kifayətdir. Diski ani yapışqan və kalsium bikarbonat ilə mümkün qədər üfüqi şəkildə yapışdırın.

Külək gülünün şimalına yönəldərək iki ədəd montaj edin, 0 nömrəli keçidlə (şimali təmsil edir) və onlara qoşulmaq üçün bir sıxac istifadə edin. Yapışqan istifadə etməyin, çünki tamamilə hazır olmazdan əvvəl dəfələrlə uyğunlaşmalı və kalibr etməlisiniz.

Son həllini görmək üçün fotoşəkillərə baxın.

Addım 6: Anemometr haqqında danışın

Dəstəyin quraşdırılması

2 plastik qapağı götürün və dərhal yapışqan ilə yapışdırın. Diaqramda göstərildiyi kimi qapaqlarda 4 delik açın. Hər çuxura taxta və ya alüminium çubuqlar yapışdırın. Ortada 2 stolüstü tennis topunu kəsin və hər birini eyni tərəfin içbükey hissəsi olan çubuqların uclarına yapışdırın. Təxmini ölçülər diaqramda göstərilmişdir.

Qapağın ortasında rulman diametri 2,5 sm olan bir çuxur düzəldin. Qapağa yapışdırmaq üçün dərhal yapışqan istifadə edin. Çörək soda da çox diqqətlə istifadə edin.

Alüminium borunu uyğun bir hündürlükdə rulmana daxil edin (şəkilə bax). Düzgün tənzimlənməmişsə, diqqətlə bir yapışqan damlası qoyun.

Zal modulunun quraşdırılması

CAP kənarında, Hall sensorunun başından keçmək üçün kiçik bir çuxur açın.

Fotoşəkilə uyğun olaraq neodim maqnitini plastik qapaqların kənarına yapışdırın.

Sensor modulunu bağlamaq üçün 3 fərqli rəngli teldən istifadə edin.

Hall modulunu daxil edin və sensoru maqnitlə üzbəüz 2 ilə 4 mm aralığına yönəldin. Şaftın fırlanmasının sensorla maqnitə dəymədiyini yoxlayın.

3.7 V batareya istifadə edərək, modulun hər kontaktı açaraq maqnitin yaxınlaşmasına cavab verdiyini yoxlayın. Led yanarsa, hər şey qaydasındadır. Əks təqdirdə, LED yanana qədər sensoru maqnitə yaxınlaşdırın.

Hər şey qaydasındadırsa, yapışqan damlası istifadə edərək modulu dəstəyə düzəldin.

Nəhayət, çubuğun digər ucu, düzgün hündürlüyü tənzimləyərək, ani yapışqan və soda ilə plastik qapağa yapışdırılacaq.

Tellərin müəyyən edilməsi

Nodemcu ilə əlaqəni asanlaşdırmaq üçün bütün kabelləri - VCC, GND və Signal -ı müəyyənləşdirin.

Addım 7: Hamısını bir araya gətirmək

İndi fotoşəkildə göstərildiyi kimi "T" bağlantısı və bir parça PVC boru istifadə edərək iki cihazı bir -birinə bağlaya bilərsiniz. Yapışqan istifadə etməyin, çünki hər hansı bir düzəliş və ya təmirə ehtiyac olarsa, bu mümkün olmayacaq. Kiçik deşiklər açdım və möhkəm tutmaq üçün vintlər istifadə etdim. 2 cihazın kabellərini borudan keçirin. Anemometr evin damına quraşdırılacağı üçün onu da içəridə quraşdırılacaq nodemcu ilə bağlamaq üçün 3 metrlik kabellər düzəltdim.

Addım 8: Nodemcu -ya qoşulma və quraşdırma

Diaqramlar hər bir kabelin düzgün bağlantısını göstərir. Əməliyyatı sınamaq üçün ölçüləri oxumaq və onların doğruluğunu yoxlamaq üçün 0.96 OLED ekran istifadə etdim, OLED -ni bu şəkildə bağlayın:

D1 - SCL

D2 - SDA

VCC və GND

Tavana quraşdırmaq üçün yeganə qayğı bütün cihazı düzgün səviyyədə saxlamaqdır. Bunun üçün bir baloncuk səviyyəsi və bir çox böyük vida istifadə edin. Pusulanızın coğrafi şimalına görə anemometrinizin şimalına müraciət etməyi unutmayın. Əks halda küləyin istiqaməti reallığa uyğun gəlməyəcək.

Və hamısı budur. Növbəti yazıda Arduino IDE -dən istifadə edərək nodemcu -da yüklənəcək eskizi izah edəcəyəm.

Hər hansı bir şübhəniz varsa, mənimlə əlaqə saxlamaqdan çəkinməyin.

Hörmətlə

IoT Challenge -da Böyük Mükafat