დაბალი სიმძლავრის ამინდის სადგური: 6 ნაბიჯი (სურათებით)

2024 ავტორი: John Day | [email protected]. ბოლოს შეცვლილი: 2024-01-30 10:19

ახლა უკვე მესამე ვერსიაში და უკვე ორ წელზე მეტი გამოცდილია, ჩემი ამინდის სადგური განახლდება უკეთესი დაბალი სიმძლავრის და მონაცემთა გადაცემის საიმედოობისთვის.

ელექტროენერგიის მოხმარება - პრობლემა არ არის დეკემბრისა და იანვრის გარდა სხვა თვეებში, მაგრამ ამ ძალიან ბნელ თვეებში მზის პანელი, მართალია 40 ვატი, მაგრამ ვერ აკმაყოფილებს სისტემის მოთხოვნას … და მოთხოვნის უმეტესი ნაწილი 2G FONA GPRS მოდული, რომელიც გადასცემს მონაცემებს პირდაპირ ინტერნეტში.

შემდეგი პრობლემა იყო თავად FONA GPRS მოდული, ან, ალბათ, მობილური ტელეფონის ქსელი. მოწყობილობა მშვენივრად იმუშავებდა კვირის / თვის განმავლობაში, მაგრამ შემდეგ მოულოდნელად გაჩერდა ყოველგვარი აშკარა მიზეზის გამო. როგორც ჩანს, ქსელი ცდილობს გამოაგზავნოს რაიმე სახის "სისტემის განახლების ინფორმაცია", რომელიც, თუ არ მიიღება, იწვევს მოწყობილობის გათიშვას ქსელიდან, ამიტომ GPRS ნამდვილად არ არის მონაცემთა გადაცემის მოვლის უფასო გადაწყვეტა. სირცხვილია, რადგან როდესაც ის მუშაობდა, ის მშვენივრად მუშაობდა.

ეს განახლება იყენებს დაბალი სიმძლავრის LoRa პროტოკოლს მონაცემების Raspberry Pi ადგილობრივ სერვერზე გასაგზავნად, რომელიც შემდეგ აგზავნის მას ინტერნეტში. ამგვარად, მეტეოროლოგიური სადგური თავისთავად შეიძლება იყოს დაბალი ენერგიით მზის პანელზე და პროცესის „მძიმე აწევის“ნაწილი, რომელიც შესრულებულია სადღაც WIFI დიაპაზონში ქსელის ენერგიაზე. რა თქმა უნდა, თუ თქვენ გაქვთ საჯარო LoRa კარიბჭე დიაპაზონში, Raspberry Pi არ იქნება საჭირო.

ამინდის სადგურის PCB- ის შექმნა ადვილია, რადგან SMD კომპონენტები საკმაოდ დიდია (1206) და PCB– ზე ყველაფერი მუშაობს 100%. ზოგიერთი კომპონენტი, კერძოდ, სასულე ინსტრუმენტები, საკმაოდ ძვირია, მაგრამ ზოგჯერ Ebay– ზე მეორადი პოვნაა შესაძლებელი.

ნაბიჯი 1: კომპონენტები

Arduino MKR1300 LORAWAN ………………………………………………………………. 1 -დან

ჟოლო Pi (სურვილისამებრ დამოკიდებულია ადგილობრივი LoRa კარიბჭის ხელმისაწვდომობაზე) ………… 1

BME280 წნევის, ტენიანობის, ტემპერატურისა და სიმაღლისთვის ………………………….. 1

RJ 25 კონექტორი 477-387 ……………………………………………………………………… 1

L7S505 …………………………………………………………………………………………. 1 -დან

ბიპერი 754-2053 ……………………………… 1-დან

შოკური დიოდი (1206) …………………………………… 2 -დან

R1K რესტავრატორი …………………………………… 3 -დან

R4.7K რეზისტორი ………………………………… 1

C100nF კონდენსატორი …………………………….. 3

R100K ………………………………………………… 1

R10K ………………………………………………….. 4 -დან

C1uF ……………………………………………… 1 -დან

C0.33uF ………………………………………… 1 -დან

R100 ………………………………………………….. 1 -დან

R0 …………………………………………………….. 1 -დან

Dallas DS18B20 ტემპერატურის ზონდი ………… 1

PCB …………………………………………………………… 1

წვიმის საზომი ……………………………………………. 1 -დან

ნიადაგის ზონდი ……………………………………… 1 (იხ. ნაბიჯი 6 წვრილმანი ზონდისთვის)

A100LK ანემომეტრი ………………………….. 1

W200P ქარის ამწე ………………………………..1

ნაბიჯი 2: როგორ მუშაობს

საკმაოდ ადვილია სენსორების მუშაობა ისეთი საკითხებისთვის, როგორიცაა ტემპერატურა, ტენიანობა და წნევა, მაგრამ ზოგიერთი სხვა რამ საკმაოდ სახიფათოა, თუმცა მთელი კოდი შედის ამ ბლოგში.

1. წვიმის ლიანდაგი არის "შეფერხების" და მუშაობს, როდესაც ცვლილება გამოვლინდა. წვიმა შემოდის ინსტრუმენტზე და წვეთ-წვეთებით იჭრება ხერხის ქანქარაზე, რომელიც ქანქარებს ერთ ბოლოში სავსეა, რაც ორჯერ იწვევს მაგნიტურ სენსორს გადაფრენისას. წვიმის სენსორი უპირატესობას ანიჭებს ყველაფერს და მუშაობს მაშინაც კი, თუ მონაცემები გადადის.

2. ანემომეტრი მუშაობს დაბალი სიმძლავრის პულსის გაგზავნით, რომლის სიხშირე დამოკიდებულია მის სიჩქარეზე. ეს ძალიან მარტივია კოდირებისთვის და იყენებს ძალიან მცირე ენერგიას, მიუხედავად იმისა, რომ მას სჭირდება ჩაწერა ყოველ წამში, რათა დაიჭიროს ყველაზე ძლიერი მტვრევები. კოდი ინახავს ჩანაწერს ქარის საშუალო სიჩქარისა და მაქსიმალური ნაკადი ჩაწერის სესიის დროს.

3. მიუხედავად იმისა, რომ პირველივე ფიქრისას ქარის საფარი ადვილად იქნებოდა კოდირებული, სირთულეების შესწავლის შემდეგ, ეს ბევრად უფრო რთულია. არსებითად, ეს მხოლოდ ძალიან დაბალი ბრუნვის პოტენომეტრია, მაგრამ მისგან კითხვის მიღების პრობლემას ემატება ის ფაქტი, რომ მას აქვს მოკლე „მკვდარი ზონა“ჩრდილოეთის მიმართულებით. მას სჭირდება რეზისტორების და კონდენსატორების ჩამოშლა ჩრდილოეთის მახლობლად უცნაური კითხვების თავიდან ასაცილებლად, რაც შემდგომ კითხვებში არაწრფივობას იწვევს. ასევე, ვინაიდან კითხვები არის პოლარული, საშუალო საშუალო საშუალო გაანგარიშება შეუძლებელია და ამიტომ უფრო რთული რეჟიმი უნდა გამოითვალოს რაც გულისხმობს მასიური მასივის შექმნას დაახლოებით 360 რიცხვიდან! … და ამით არ მთავრდება … განსაკუთრებული ყურადღება უნდა მიექცეს იმას, თუ რომელ კვადრატზეა მიმართული სენსორი, თითქოს ის ჩრდილოეთის ორივე მხარეს არის, რეჟიმი განსხვავებულად უნდა იქნას მიღებული.

4. ნიადაგის ტენიანობა არის მარტივი გამტარობის ზონდი, მაგრამ ენერგიის დაზოგვისა და კოროზიის თავიდან ასაცილებლად, ის ძალიან სწრაფად პულსირდება არდუინოს ერთ -ერთი სათადარიგო ციფრული ქინძისთავით.

5. სისტემა აგზავნის მონაცემებს Arduino– დან Raspberry Pi– ზე (ან LoRa კარიბჭეზე), მაგრამ ასევე სჭირდება მიმღებიდან „გამოძახება“იმის დასადასტურებლად, რომ მან რეალურად მიიღო მონაცემები ყველა სხვადასხვა მრიცხველისა და საშუალო მნიშვნელობის გადაყენებამდე და კითხვის ახალი ნაკრები. ჩაწერის სესია შეიძლება იყოს დაახლოებით 5 წუთი თითოეული, რის შემდეგაც Arduino ცდილობს მონაცემების გაგზავნას. თუ მონაცემები დაზიანებულია ან არ არის ინტერნეტ კავშირი, ჩაწერის სესია გაგრძელდება მანამ, სანამ ზარი არ მიუთითებს წარმატებაზე. ამრიგად, ქარის მაქსიმალური წვიმა და წვიმის გაზომვა არ გამოტოვდება.

6. მიუხედავად იმისა, რომ ამ ბლოგის ფარგლებს სცილდება, ერთხელ ინტერნეტ სერვერზე (ეს არის დიდი კომპიუტერი, რომელიც მდებარეობს იპსვიჩში, დიდი ბრიტანეთი), მონაცემები შემდეგ იკრიბება MySQL მონაცემთა ბაზაში, რომლის წვდომა შესაძლებელია მარტივი PHP სკრიპტების გამოყენებით. საბოლოო მომხმარებელს ასევე შეუძლია დაინახოს მონაცემები, რომლებიც ნაჩვენებია ლამაზი აკრიფეთ და გრაფიკებში Amcharts– ის საკუთრებაში არსებული Java პროგრამული უზრუნველყოფის წყალობით. შემდეგ 'საბოლოო შედეგი' შეგიძლიათ ნახოთ აქ:

www.goatindustries.co.uk/weather2/

ნაბიჯი 3: ფაილები

ყველა Arduino, Raspberry Pi კოდის ფაილი და ფაილი PCB- ის შესაქმნელად "Design Spark" პროგრამული უზრუნველყოფა ინახება Github საცავში აქ:

github.com/paddygoat/Weather-Station

ნაბიჯი 4: შეავსეთ PCB

SMD კომპონენტების შესადუღებლად არ არის საჭირო შაბლონი - უბრალოდ ცოტაოდენი შედუღება მოახდინეთ PCB ბალიშებზე და მოათავსეთ კომპონენტები პინცეტით. კომპონენტები საკმარისად დიდია იმისათვის, რომ ყველაფერი გააკეთოს თვალით და არ აქვს მნიშვნელობა თუ არა სახვევი არეულად გამოიყურება თუ კომპონენტები ცენტრიდან ოდნავ მოშორებულია.

მოათავსეთ PCB ტოსტერის ღუმელში და გააცხელეთ 240 გრადუსამდე C ტემპერატურის მონიტორინგისთვის K ტიპის თერმომეტრის ზონდის გამოყენებით. დაელოდეთ 30 წამი 240 გრადუსზე და შემდეგ გამორთეთ ღუმელი და გააღეთ კარი სითბოს გასათავისუფლებლად.

ახლა დანარჩენი კომპონენტები შეიძლება ხელით შედუღდეს.

თუ გსურთ შეიძინოთ PCB, გადმოწერეთ zipped gerber ფაილები აქ:

github.com/paddygoat/Weather-Station/blob/master/PCB/Gerbers_Weather%20station%203_Tx_01.zip

და ატვირთეთ ისინი JLC– ში აქ:

შეარჩიეთ დაფის ზომა 100 x 100 მმ და გამოიყენეთ ყველა ნაგულისხმევი. ღირებულება 2 დოლარია + 10 დაფაზე განთავსებული ფოსტა.

ნაბიჯი 5: განლაგება

მეტეოროლოგიური სადგური განლაგებულია მინდვრის შუაგულში, ქარის ინსტრუმენტებით მაღალ ბოძზე ბიჭების კაბელებით. განლაგების დეტალები მოცემულია აქ:

www.instructables.com/id/Arduino-GPRS-Weat…

ნაბიჯი 6: წინა სამუშაო

ეს სასწავლო არის უახლესი ეტაპი მიმდინარე პროექტში, რომელსაც აქვს განვითარების ისტორია შვიდ სხვა წინა პროექტში:

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…