Məlumat Qeydiyyatı olan Hava İstasyonu: 7 addım (şəkillərlə)

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

Bu təlimatda sizə hava stansiyası sistemini özünüz necə quracağınızı göstərəcəyəm. Lazım olan yeganə şey elektronika, proqramlaşdırma və bir az vaxt haqqında əsas biliklərdir.

Bu layihə hələ də hazırlıq mərhələsindədir. Bu yalnız birinci hissədir. Yeniləmələr yaxın bir və ya iki ay ərzində yüklənəcək.

Hər hansı bir sualınız və ya probleminiz varsa, mənim poçtumla əlaqə saxlaya bilərsiniz: [email protected]. DFRobot tərəfindən təmin edilən komponentlər.

Beləliklə başlayaq

Addım 1: Materiallar

Bu layihə üçün demək olar ki, bütün lazımi materialları onlayn mağazada almaq olar: DFRobot

Bu layihə üçün bizə lazım olacaq:

-Hava stansiyası dəsti

-Arduino SD kart modulu

-SD kart

-Günəş enerjisi meneceri

-5V 1A Günəş paneli

-Bəzi neylon kabel bağları

-Montaj dəsti

-LCD ekran

-Çörək lövhəsi

-Li-ion batareyaları (Sanyo 3.7V 2250mAh batareyaları istifadə etdim)

-Su keçirməyən plastik qovşaq

-Bəzi tellər

-Rezistorlar (2x10kOhm)

Addım 2: Modullar

Bu layihə üçün iki fərqli moduldan istifadə etdim.

Günəş enerjisi meneceri

Bu modul iki fərqli təchizat, 3.7V batareya, 4.5V - 6V günəş paneli və ya USB kabeli ilə təchiz edilə bilər.

İki fərqli çıxışı var. Arduino və ya başqa bir nəzarətçi təchiz etmək üçün istifadə edilə bilən 5V USB çıxışı və fərqli modul və sensorlar üçün 5V pinlər.

Xüsusiyyətlər:

• Günəş Giriş Gərginliyi (SOLAR IN): 4.5V ~ 6V
• Batareya Girişi (BAT IN): 3.7V Tək hüceyrəli Li-polimer/Li-ion
• Batareya Şarj Cərəyanı (USB/SOLAR IN): 900mA Maksimum axıdılması, sabit cərəyan, sabit gərginlik üç fazalı şarj
• Şarj kəsmə gərginliyi (USB/SOLAR IN): 4.2V ± 1%
• Tənzimlənən Güc Təchizatı: 5V 1A
• Tənzimlənən Enerji Təchizatı Effektivliyi (3.7V BAT IN): 86%@50%Yük
• USB/Günəş Şarj Verimliliyi: 73%@3.7V 900mA BAT IN

SD modulu

Bu modul Arduino ilə tam uyğun gəlir. Layihənizə kütləvi saxlama və məlumat girişi əlavə etməyə imkan verir.

Hava istasyonundan 16GB SD kart ilə məlumat toplamaq üçün istifadə etdim.

Xüsusiyyətlər:

• Standart SD kart və Micro SD (TF) kartı üçün lövhəni ayırın
• Flaş kart yuvasını seçmək üçün bir keçid var
• Birbaşa Arduino üzərində oturur
• Digər mikrokontrolörlərlə də istifadə edin

Addım 3: Hava İstasyonu Kiti

Bu layihənin əsas komponenti hava stansiyası dəstidir. Arduino -dan 5V ilə təchiz edilmişdir və ya xarici 5V -dan istifadə edə bilərsiniz.

4 sancağa malikdir (5V, GND, TX, RX). TXD məlumat portu 9600bps istifadə edir.

Hava stansiyası dəsti aşağıdakılardan ibarətdir:

• Anemometr
• Külək qanadı
• Yağış kovası
• Sensor lövhəsi
• Paslanmayan polad saplama (30CM) (11.81 ")
• Komponent paketi

Ölçmək üçün istifadə edilə bilər:

• Külək sürəti
• Külək istiqaməti
• Yağış miqdarı

Barometrik təzyiqi ölçə bilən rütubət və temperatur sensoruna malikdir.

Anemometr küləyin sürətini 25 m/s -ə qədər ölçə bilir. Külək istiqaməti dərəcə ilə göstərilir.

Bu dəst və nümunə kodu haqqında daha çox məlumatı DFRobot vikisində tapa bilərsiniz

Addım 4: Hava İstasyonu dəstini necə yığmaq olar

Bu dəstin montajı olduqca asandır, lakin montaj haqqında daha çox məlumat üçün bu dəsti necə yığacağınıza dair bir təlimatı izləyin.

Təlimat: Hava stansiyası dəstini necə yığmaq olar

Addım 5: Təchizat və Mənzil

Batareya:

Bu layihə üçün 3.7V li-ion batareyaları istifadə etdim. Bu batareyalardan 5 dəfə batareya paketi hazırladım. Hər bir batareya təxminən 2250 mAh -a malikdir, buna görə paralel olaraq bağlandıqda 5x paketi təxminən 11250 mAh verir.

Bağlantı: Qeyd etdiyim kimi, paralel olaraq batareyaları bağladım, çünki paralel olaraq orijinal gərginliyi saxlayırsınız, ancaq daha çox batareya tutumu qazanırsınız. Məsələn: İki ədəd 3.7V 2000 mAh batareyanız varsa və onu paralel bağlasanız 3.7V və 4000 mAh əldə edəcəksiniz.

Daha böyük bir gərginlik əldə etmək istəyirsinizsə, onları ardıcıl olaraq bağlamalısınız. Məsələn: İki 3.7V 2000 mAh batareyanı ardıcıl olaraq bağlasanız, 7, 4V və 2000 mAh əldə edəcəksiniz.

Günəş paneli:

5V 1A günəş paneli istifadə etdim. Bu panel təxminən 5W çıxış gücünə malikdir. Çıxış gərginliyi 6 V -ə qədər yüksəlir. Buludlu havalarda paneli sınadığımda onun çıxış gərginliyi təxminən 5.8-5.9V idi.

Ancaq bu hava stansiyasını günəş enerjisi ilə tam təmin etmək istəyirsinizsə, 1 və ya 2 günəş paneli və qurğuşun turşusu batareyası və ya enerjini saxlamaq üçün başqa bir şey əlavə etməlisiniz və günəş olmadıqda stansiya təmin etməlisiniz.

MƏNZİL:

Görünür, amma mənzil bu sistemin ən vacib hissələrindən biridir, çünki həyati komponentləri kənar elementlərdən qoruyur.

Buna görə suya davamlı plastik qovşaq seçirəm. İçərisində olan bütün komponentləri uyğunlaşdıracaq qədər böyükdür. Təxminən 19x15 sm -dir.

Addım 6: Kablolama və Kod

Arduino:

Bütün komponentlər Arduino ilə bağlıdır.

-SD modulu:

• 5V -> 5V
• GND -> GND
• MOSI -> rəqəmsal pin 9
• MISO -> rəqəmsal pin 11
• SCK -> rəqəmsal pin 12
• SS -> rəqəmsal pin 10

Hava stansiyası lövhəsi:

• 5V -> 5V
• GND -> GND
• TX -> Arduino -da RX
• Arduinoda RX -> TX

Batareya paketi birbaşa güc menecerinə qoşulur (3.7V batareya girişi). Mən də gərginliyi izləmək üçün batareyadan Arduino -dakı analog pin A0 ilə əlaqə qurdum.

Günəş paneli bu modula (günəş girişi) birbaşa bağlıdır. Günəş paneli də gərginlik bölücüyə bağlıdır. Gərginlik bölücü çıxışı Arduino üzərindəki analog pin A1 -ə bağlıdır.

Gərginliyi yoxlamaq üçün LCD ekranı bağlaya biləcəyiniz üçün də əlaqə qurdum. Belə ki, LCD 5V -ə qoşulur, LCD -dən GND və SDA Arduino -da SDA -ya gedir və SCK pimi ilə eynidir.

Arduino, USB kabeli ilə güc meneceri moduluna qoşulur.

KOD:

Bu hava stansiyasının kodunu DFRobot vikisində tapa bilərsiniz. Kodumu bütün təkmilləşdirmələrə əlavə etdim.

-Vəzifəniz üçün doğru külək istiqaməti əldə etmək istəyirsinizsə, proqramdakı degress dəyərlərini əl ilə dəyişdirməlisiniz.

Beləliklə, bütün məlumatlar test adlı txt faylında saxlanılır. İstəyirsinizsə bu faylın adını dəyişə bilərsiniz. Mümkün olan bütün dəyərləri hava stansiyasından yazıram və batareya gərginliyi və günəş gərginliyi ilə də yazıram. Batareya istehlakının necə olduğunu görə bilərsiniz.

Addım 7: Gərginliyin ölçülməsi və yoxlanılması

Layihəm üçün batareyada və günəş panelində gərginlik monitorinqi etməliydim.

Batareyadakı gərginliyi izləmək üçün analog pin istifadə etdim. + Batareyadan A0 analog pininə və - batareyadan GND -yə Arduino -da bağladım. Proqramda "analogRead" funksiyasından və LCD -də gərginlik dəyərinin göstərilməsi üçün "lcd.print ()" istifadə etdim. Üçüncü şəkil batareyanın gərginliyini göstərir. Dəyəri müqayisə etmək üçün Arduino və multimetr ilə ölçdüm. Bu iki dəyər arasındakı fərq təxminən 0.04 V idi.

Günəş panelindən çıxan gərginlik 5V -dən çox olduğu üçün gərginlik bölücü etməliyəm. Analog giriş maksimum 5V giriş gərginliyi ala bilər. İki 10kOhm rezistorla düzəltdim. Bərabər dəyəri olan iki rezistorun istifadəsi gərginliyi yarıya bölür. Beləliklə, 5V bağlasanız, çıxış gərginliyi təxminən 2,5 V olacaq. Bu gərginlik bölücü ilk şəkildədir. LCD və multimetrdəki gərginlik dəyəri arasındakı fərq təxminən 0.1-0.2V idi

Gərginlik bölücü çıxışı üçün bərabərlik: Vout = (Vcc*R2)/R1+R2

Test

Hər şeyi bir -birinə bağladığımda və bütün komponentləri korpusa yığdığımda kənar test etməliydim. Həqiqətən xarici şəraitdə necə işləyəcəyini görmək üçün hava stansiyasını bayıra çıxardım. Bu testin əsas məqsədi bu test zamanı batareyaların necə işləyəcəyini və ya nə qədər boşalacağını görmək idi. Sınaq zamanı xaricdəki temperatur təxminən 1 ° C idi və korpusda təxminən 4 ° C idi.

Batareya gərginliyi beş saat ərzində 3,58 -dən təxminən 3,47 -ə düşdü.