Arduino Weathercloud ამინდის სადგური: 16 ნაბიჯი (სურათებით)

2025 ავტორი: John Day | [email protected]. ბოლოს შეცვლილი: 2025-01-23 14:50

მე გავაკეთე მეტეოროლოგიური სადგური ინტერნეტთან დაკავშირებული. ის ზომავს ტემპერატურას, ტენიანობას, წნევას, ნალექებს, ქარის სიჩქარეს, ულტრაიისფერი ინდექსს და ითვლის კიდევ რამდენიმე მნიშვნელოვან მეტეოროლოგიურ მნიშვნელობას. შემდეგ ის აგზავნის ამ მონაცემებს weathercloud.net– ზე, რომელსაც აქვს ლამაზი გრაფიკა და UX. მას ასევე აქვს ამინდის ვებკამერა. დამიჯდა დაახლოებით 140 ევრო. მე გავაკეთე ეს სადგური, როგორც ჩემი სკოლის პროექტი. სადგური დამონტაჟებულია ბრატისლავაში, სლოვაკეთის ჩემს სკოლაში. აქ არის მიმდინარე მონაცემები.

ფოტო კრედიტი: ჟურნალი Mimo. გამოიყენება ნებართვით.

შენიშვნა: მე უკვე ორ წელზე მეტია ვმუშაობ ამ პროექტზე. ეს სასწავლო არის ბასიული, უბრალოდ გადატვირთვა ინსტრუქციისა, რომელიც გამოვაქვეყნე ერთი წლით ადრე, მაგრამ იმდენი ცვლილება მოხდა, რომ გადავწყვიტე ახალი სასწავლო. ასევე, არავინ არასოდეს უყურებს ერთი წლის ინსტრუქციებს

განახლება 14.12.2018: გამარჯობა! მე დავამატე ანემიომეტრი (ქარის მრიცხველი) ჩემს სადგურს. არის ახალი ტექსტი და ფოტოები, ასე რომ აუცილებლად შეამოწმეთ

ნაბიჯი 1: ამინდის ღრუბელი

უპირველეს ყოვლისა, რა არის Weatherclud? Weathercloud არის ამინდის სადგურების დიდი ქსელი, რომელიც აცნობებს მონაცემებს რეალურ დროში მთელი მსოფლიოდან. ის უფასოა და მას 10 000 -ზე მეტი ამინდის სადგური უკავშირდება. პირველ რიგში, მე მქონდა ჩემი HTML ვებ გვერდი, სადაც ყველა მონაცემი იგზავნებოდა, მაგრამ საკუთარი ვებსაიტისა და გრაფიკის შექმნა რთულია და გაცილებით ადვილია ყველა მონაცემის გაგზავნა ღრუბლის დიდ პლატფორმაზე, რომელსაც აქვს ლამაზი გრაფიკა და სტაბილური სერვერები. მე ვეძებდი, თუ როგორ უნდა გაეგზავნა მონაცემები weathercloud– ში და აღმოვაჩინე, რომ ამის მიღწევა მარტივად შეგიძლიათ მარტივი GET ზარის საშუალებით. Weathercloud– ის ერთადერთი პრობლემა ის არის, რომ უფასო ანგარიშით ის გაძლევთ მონაცემების გაგზავნას მხოლოდ ყოველ ათ წუთში, მაგრამ ეს არ უნდა იყოს პრობლემა უმეტეს სარგებლობაში. თქვენ უნდა შექმნათ Weathercloud ანგარიში, რათა ის იმუშაოს. შემდეგ თქვენ უნდა შექმნათ სადგურის პროფილი მათ ვებსაიტზე. Weathercloud– ზე ამინდის ამინდის სადგურის პროფილის შექმნისას გეძლევათ Weathercloud ID და Weathercloud KEY. შეინახეთ ეს, რადგან არდუინოს დასჭირდება, რომ იცოდეს სად გაგზავნოს მონაცემები.

ნაბიჯი 2: ნაწილების სია

Google ფურცლები BOM

სავარაუდო ფასი: 140 €/150 $

ნაბიჯი 3: ინსტრუმენტები

ეს ინსტრუმენტები შეიძლება სასარგებლო იყოს:

მავთულის სტრიპტიზიორი

ბატარეის საბურღი

soldering რკინის

ფანქარი

screwdrivers

წებოს იარაღი

მულტიმეტრი

დაინახა

ხის საბურღი

ფაილი

ნაბიჯი 4: მზის რადიაციული ფარი DS18B20

მზის რადიაციული ფარი არის ძალიან გავრცელებული რამ მეტეოროლოგიურ სადგურებში მზის პირდაპირი გამოსხივების დაბლოკვის მიზნით და, შესაბამისად, გაზომვის ტემპერატურის შეცდომების შესამცირებლად. ის ასევე მოქმედებს როგორც ტემპერატურის სენსორის დამჭერი. რადიაციული ფარები ძალიან სასარგებლოა, მაგრამ ჩვეულებრივ ფოლადისგან არის დამზადებული და ძვირია, ამიტომ გადავწყვიტე საკუთარი ფარი ავაშენო. მე გავაკეთე ინსტრუქცია, რომელიც გვიჩვენებს, თუ როგორ უნდა გავაკეთოთ რადიაციული ფარი ასე. აქ არის სასწავლო.

მე ასევე ვიპოვე ვიდეო, რომელიც აჩვენებს ზუსტად იმავე პროცესს, ასე რომ თქვენ შეგიძლიათ გამოიყენოთ იგი:

ნაბიჯი 5: ტერმინალის ყუთი

ტერმინალის ყუთი არის სადგურის ცენტრი. მთავარი 14 ბირთვიანი კაბელი მას აკავშირებს სერვერის ყუთთან. კაბელი DS18B20– დან შედის მასში. ულტრაიისფერი ყუთიდან კაბელი შედის მასში. მას ასევე აქვს ტენიანობის და წნევის სენსორი. როდესაც თქვენ ირჩევთ ტერმინალის ყუთს, შეგიძლიათ გამოიყენოთ ნებისმიერი IP65 პლასტიკური დამაკავშირებელი ყუთი, რომლის ზომაა 10x5x5 სმ (4 "x2" x2 ").

ნაბიჯი 6: ულტრაიისფერი სენსორის ყუთი

ულტრაიისფერი სენსორის ყუთი მასპინძლობს UVM-30A ულტრაიისფერ სენსორს და ის ასევე არის შუა წერტილი მთავარ ტერმინალურ ყუთსა და წვიმისა და ქარის საზომებს შორის. ულტრაიისფერი სენსორის ყუთი შეიძლება იყოს ნებისმიერი პლასტიკური IP65 ყუთი სრულად გამჭვირვალე საფარით.

ნაბიჯი 7: ამინდის კამერა

ამინდის ვებკამერები (ან ამინდის კამერები, როგორც მე მათ ვუწოდებ) გამოიყენება რეალური ამინდის პირობების გამოსახულების ჩასაწერად ან გადასაცემად. სურათიდან შეგიძლიათ განსაზღვროთ სინათლის ინტენსივობა და ღრუბლიანობა. მე შევიძინე ყველაზე იაფი wifi კამერა, მაგრამ თქვენ შეგიძლიათ გამოიყენოთ ნებისმიერი wifi კამერა თქვენი არჩევანით. ეს იაფი კამერა მშვენივრად მუშაობს, მაგრამ არის ერთი პრობლემა. თქვენ უნდა გქონდეთ კომპიუტერი, რომელსაც აქვს გამშვები პროგრამული უზრუნველყოფა მუდმივად. ეს არ იყო ჩემთვის პრობლემა, რადგან ქსელში უკვე არის სერვერი, რომელიც მუშაობს ვებსაიტზე, ასე რომ მას შეუძლია ასევე იზრუნოს ნაკადზე. მაგრამ თუ თქვენ არ გაქვთ ასეთი კომპიუტერი თქვენს სახლის ქსელში, მაშინ გირჩევთ შეიძინოთ Raspberry pi და Raspberry pi კამერა. ეს უფრო ძვირია (25 $ vs 70 $), მაგრამ თქვენ ნამდვილად არ გაქვთ სხვა ვარიანტი, თუ გსურთ ვებკამერა. ორივე შემთხვევაში თქვენ უნდა ჩადოთ კამერა ამინდის საწინააღმდეგო ყუთში. თქვენ შეგიძლიათ გამოიყენოთ იგივე ყუთი, როგორც ულტრაიისფერი სენსორისთვის. მე საკუთარი ყუთი გავაკეთე ჩვეულებრივი პლასტიკური ყუთისა და პლექსიგლასისგან, მაგრამ ეს არასაჭიროა. კამერის ბატარეას დასჭირდება მუდმივი დატენვა. ამის გაკეთება შეგიძლიათ USB კაბელის ამოღებით და + და - მავთულის შეერთებით სენსორებისთვის 5V სიმძლავრის გამომუშავებასთან. როდესაც კამერას გაუძლებთ ამინდს, შეგიძლიათ დააინსტალიროთ ის ნებისმიერ ადგილას, სადაც კარგი ხედი ინახება ზიპით.

ახლა მოდით შევხედოთ პროგრამულ უზრუნველყოფას. ეს ნაწილი მოითხოვს კოდირების მოწინავე უნარებს. თქვენ უნდა გქონდეთ 24/7 გაშვებული კომპიუტერი (შეიძლება იყოს Raspberry pi) თქვენს სახლის ქსელში, რომ ეს ყველაფერი გააკეთოთ. ასე რომ, პირველი რაც თქვენ უნდა გააკეთოთ არის თქვენი IP კამერის დაკავშირება სახლის Wi-Fi ქსელთან შემდეგ თქვენ უნდა შეცვალოთ მომხმარებლის სახელი და პაროლი სკრიპტში თქვენი მომხმარებლის სახელისა და პაროლის შესაბამისად კამერის ინტერფეისზე. თქვენ ასევე უნდა შეცვალოთ კამერის IP მისამართი სკრიპტში. შემდეგ თქვენ უნდა დააინსტალიროთ დავალებების შემქმნელი, რომ ჩართოთ სკრიპტი ყოველ 5 წუთში თქვენს სერვერზე/კომპიუტერზე. სკრიპტმა უნდა მიიღოს კამერის სურათის ეკრანის ანაბეჭდი ყოველ 5 წუთში და შეინახოს წინასწარ დაყენებულ საქაღალდეში. საქაღალდე უნდა იყოს საჯარო, ასე რომ თქვენ შეგიძლიათ მოძებნოთ ის საძიებო სისტემაში შემდეგნაირად: example.com/username/webcam.jpg. Weathercloud– ს შეუძლია ამ სურათის ამოღება საჯარო საქაღალდიდან და მისი ვებგვერდზე განთავსება. თქვენ შეგიძლიათ ნახოთ "ცოცხალი" (განახლება ყოველ 5 წუთში) აქ.

ნაბიჯი 8: ზედა სენსორების მფლობელი

ზედა სენსორების დამჭერი არის ფოლადის კომპონენტი, რომელიც იკავებს ზედა სენსორებს (ულტრაიისფერი, ნალექის და ქარის სიჩქარე) სახურავზე. ნაწილი, რომელსაც ხედავთ ამ სურათებზე, შეესაბამება მხოლოდ ჩვენს შენობას. თქვენ შეგიძლიათ დააინსტალიროთ ეს სენსორები ისე, როგორც გსურთ. ეს მხოლოდ მაგალითია. ჩვენ უკვე გვქონდა ფოლადის მილი დამონტაჟებული სახურავზე, ასე რომ ადვილი იყო საყრდენის დამონტაჟება.

ნაბიჯი 9: ფარის თავსებადობის პრობლემა

არსებობს მარტივი თავსებადობის პრობლემა ეთერნეტის ფარს და პროტოშილს შორის. თქვენ არ შეგიძლიათ დააყენოთ პროტოფილდი Ethernet ფარის თავზე, რადგან Ethernet კონექტორი უბრალოდ არ მოგცემთ უფლებას. თქვენ არ შეგიძლიათ დააყენოთ ეთერნეტის ფარი პროტოშილდის თავზე, რადგან ეთერნეტის ფარს უნდა ჰქონდეს პირდაპირი კავშირი არდუინოსთან ICSP კონექტორის საშუალებით, მაგრამ პროტოშილდს არ აქვს. ისე, მარტივი პრობლემა, მარტივი გამოსავალი. მე უბრალოდ დავჭრა მართკუთხა ხვრელი პროტოშილში, რათა Ethernet კონექტორი მოთავსდეს.

ნაბიჯი 10: ნალექის გაზომვა

წვიმის ლიანდაგი, რომელიც მე შევუკვეთე, მშვენივრად მუშაობს, მაგრამ მასში ერთი დიდი პრობლემაა. მას არ აქვს საკომუნიკაციო ინტერფეისი, როგორიცაა I2C ან RX/TX. არსებობს მხოლოდ მარტივი გადამრთველი, რომელიც ჩართულია 60 მიკროწამში ყოველ ჯერზე, როცა წვიმს 0,28 მმ/მ 2 -ზე მეტს. არდუინოს ადვილად შეუძლია ამის დაჭერა, როდესაც ის სხვას არაფერს აკეთებს, გარდა ნალექების გაზომვისა. მაგრამ როდესაც მას სხვა ამოცანები აქვს გასაკეთებელი (როგორიცაა ტემპერატურის გაზომვა და ღრუბელში გაგზავნა) დიდია ალბათობა რომ არდუინოს პროცესორი დაკავებული იყოს წვიმის მრიცხველის ჩართვის დროს. ეს გამოიწვევს წვიმის არაზუსტ კითხვას. ამიტომაც დავამატე მეორე არდუინო - არდუინო ნანო. ნანოს ერთადერთი ამოცანაა გაზომო ნალექი და გაუგზავნო მას სამაგისტრო არდუინოს I2C საშუალებით. ამრიგად, ნალექის მაჩვენებლები ყოველთვის ზუსტი იქნება. მე გავაკეთე PCB, რომელსაც აქვს არდუინო ნანო და RTC მოდული, მაგრამ თქვენ ასევე შეგიძლიათ შეაერთოთ იგი პროტოშილდზე. მე ვიცი, რომ ეს არ არის ყველაზე მარტივი და იაფი გამოსავალი, მაგრამ მე მომწონს და ის ძალიან მოწესრიგებული და ორგანიზებულია.

ნაბიჯი 11: ქარის სიჩქარის გაზომვა

ეს ნაბიჯი ძალიან ჰგავს წინა ნაბიჯს. მე გავაკეთე დაფა, რომელიც ზომავს ქარის სიჩქარეს და შემდეგ აგზავნის მას I2C საშუალებით. უბრალოდ გაიმეორეთ წინა ნაბიჯი RTC– ს გარეშე. მე შევეცადე ორივე დაფა ერთში ჩაეყარა, მაგრამ არ გამოვიდა.

ნაბიჯი 12: სერვერის ყუთი

ყოველთვის კარგი იდეაა დაიმალოთ ყველა ელექტრონიკა პატარა, ორგანიზებულ ყუთში. და ეს არის ზუსტად ის, რაც გავაკეთე სერვერის ყუთში. სერვერის ყუთი მასპინძლობს Arduino UNO- ს, Ethernet ფარს, პროტოშელდს, 5V რეგულატორს, მონაცემთა ძირითადი საკაბელო ტერმინალს და ნალექების გაზომვის დაფას. ერთი შენიშვნა არდუინოს შესახებ: სადგურის კოდი იყენებს Arduino UNO მეხსიერების დაახლოებით 90% -ს და ამან შეიძლება გამოიწვიოს გარკვეული პრობლემები. თქვენ შეიძლება დაგჭირდეთ ან არ დაგჭირდეთ Arduino Mega– ს გამოყენება.

ნაბიჯი 13: კავშირები

უბრალოდ დააკავშირეთ ყველაფერი ჩართული სქემის მიხედვით.

ნაბიჯი 14: კოდი

ეს არის ბოლო ნაწილი, ნაწილი, რომელსაც ჩვენ ყველა ველოდით - ტესტირება, თუ ის მუშაობს. თქვენ უნდა შეცვალოთ IP მისამართი, Weathercloud ID და Weathercloud KEY თქვენი სახლის ქსელისა და თქვენი Weathercloud ანგარიშის მიხედვით. ამის შემდეგ თქვენ მზად ხართ ატვირთოთ იგი თქვენს არდუინოში. თქვენ ასევე უნდა ატვირთოთ I2C წვიმის გამომგზავნის კოდი Arduino nano– ზე ნალექების დაფაზე და I2C ქარის გამგზავნი Arduino nano– ზე ქარის სიჩქარის დაფაზე. ასევე არის index.php სკრიპტი, ამის შესახებ მეტი ინფორმაცია არის ნაბიჯი 7 რა

ნაბიჯი 15: ინსტალაცია

თქვენი მეტეოროლოგიური სადგურის მუშაობა თქვენს სახელოსნოში არის ერთი რამ, მაგრამ რეალურ სამყაროში მკაცრ პირობებში მუშაობა სხვა. ინსტალაციის პროცედურა ძალიან არის დამოკიდებული შენობაზე, რომელზეც აყენებთ თქვენს სადგურს. მაგრამ თუ თქვენ გაქვთ მზის გამოსხივების ფარი და ზედა სენსორების დამჭერი, ეს არ უნდა იყოს რთული. ტემპერატურისა და ტენიანობის სენსორი შეიძლება განთავსდეს შენობის ნებისმიერ ადგილას, მაგრამ ულტრაიისფერი სენსორი და წვიმის საზომი უნდა იყოს შენობის თავზე. ულტრაიისფერი სენსორი არ შეიძლება იყოს ჩრდილში და წვიმის მაჩვენებელი არ შეიძლება იყოს კედელთან, წინააღმდეგ შემთხვევაში ძლიერი ქარის დროს წვიმის წვეთები არ მოხვდება ლიანდაგში და კითხვები არაზუსტი იქნება. აქ არის სურათი, რომელიც გვიჩვენებს, თუ როგორ შეგიძლიათ დააყენოთ სადგური ტიპიურ სახლში. ძალიან ფრთხილად უნდა იყოთ სახურავზე სადგურის დამონტაჟებისას და უნდა გქონდეთ მძლავრი საბურღი, რომელსაც შეუძლია ბეტონის ბურღვა.

ნაბიჯი 16: შესრულებულია

გილოცავთ. თუ ყველა ნაბიჯი სწორად გააკეთეთ, თქვენ გაქვთ სრულად ფუნქციონირების ღრუბლოვანი ამინდის სადგური. თქვენ შეგიძლიათ ნახოთ ჩემი სადგურის მონაცემები აქ. თუ თქვენ გაქვთ რაიმე შეკითხვა ან შემოთავაზება, მე სიამოვნებით მოვისმენ მათ ქვემოთ მოცემულ კომენტარების განყოფილებაში.

მე ვგეგმავ მსგავსი სადგურის აშენებას ESP32 Wi-Fi დაფის და დამატებითი სენსორების გამოყენებით (ქარის სიჩქარე/მიმართულება, მზის რადიაცია, ნიადაგის ტენიანობა), მაგრამ უფრო მოგვიანებით. ისიამოვნეთ!