ამინდის სადგური მონაცემების აღრიცხვით: 7 ნაბიჯი (სურათებით)

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

ამ სასწავლო ინსტრუქციაში მე გაჩვენებთ თუ როგორ უნდა გააკეთოთ ამინდის სადგურის სისტემა საკუთარი ხელით. ყველაფერი რაც თქვენ გჭირდებათ არის ძირითადი ცოდნა ელექტრონიკაში, პროგრამირებაში და ცოტა დრო.

ეს პროექტი ჯერ კიდევ დამუშავების პროცესშია. ეს მხოლოდ პირველი ნაწილია. განახლებები აიტვირთება მომდევნო ერთ ან ორ თვეში.

თუ თქვენ გაქვთ რაიმე შეკითხვა ან პრობლემა შეგიძლიათ დამიკავშირდეთ ჩემს ფოსტაზე: [email protected]. DFRobot– ის მიერ მოწოდებული კომპონენტები

ასე რომ დავიწყოთ

ნაბიჯი 1: მასალები

ამ პროექტისთვის თითქმის ყველა საჭირო მასალის შეძენა შესაძლებელია ონლაინ მაღაზიაში: DFRobot

ამ პროექტისთვის დაგვჭირდება:

-ამინდის სადგურის ნაკრები

-არდინო SD ბარათის მოდული

-SD ბარათი

-მზის ენერგიის მენეჯერი

-5V 1A მზის პანელი

-რაღაც ნეილონის საკაბელო კავშირები

-სამონტაჟო ნაკრები

-LCD დისპლეი

-პურის დაფა

- ლიონური ბატარეები (მე გამოვიყენე Sanyo 3.7V 2250mAh ბატარეები)

-წყალგაუმტარი პლასტიკური გადასატანი ყუთი

-რამდენიმე მავთული

რეზისტორები (2x 10kOhm)

ნაბიჯი 2: მოდულები

ამ პროექტისთვის მე გამოვიყენე ორი განსხვავებული მოდული.

მზის ენერგიის მენეჯერი

ეს მოდული შეიძლება იკვებებოდეს ორი განსხვავებული მარაგით, 3.7 ვ ბატარეით, 4.5 ვ - 6 ვ მზის პანელით ან USB კაბელით.

მას აქვს ორი განსხვავებული გამოსავალი. 5V USB გამომავალი, რომელიც შეიძლება გამოყენებულ იქნას Arduino– ს ან სხვა კონტროლერის მიწოდებისთვის და 5V ქინძისთავები სხვადასხვა მოდულისა და სენსორების კვებისათვის.

სპეციფიკაციები:

• მზის შეყვანის ძაბვა (SOLAR IN): 4.5V ~ 6V
• ბატარეის შეყვანა (BAT IN): 3.7V ერთუჯრედიანი Li-polymer/Li-ion
• ბატარეის დატენვის დენი (USB/SOLAR IN): 900mA მაქსიმალური დატენვა
• დატენვის გამორთვის ძაბვა (USB/SOLAR IN): 4.2V ± 1%
• რეგულირებადი კვების წყარო: 5V 1A
• დარეგულირებული ელექტრომომარაგების ეფექტურობა (3.7V BAT IN): 86%@50%დატვირთვა
• USB/მზის დატენვის ეფექტურობა: 73%@3.7V 900mA BAT IN

SD მოდული

ეს მოდული სრულად შეესაბამება Arduino– ს. ეს საშუალებას გაძლევთ დაამატოთ მასიური შესანახი და მონაცემთა ჟურნალი თქვენს პროექტს.

მე გამოვიყენე მონაცემების შეგროვება ამინდის სადგურიდან 16 GB SD ბარათით.

სპეციფიკაციები:

• გატეხეთ დაფა სტანდარტული SD ბარათისა და მიკრო SD (TF) ბარათისთვის
• შეიცავს გადამრთველს ფლეშ ბარათის სლოტის შესარჩევად
• ზის პირდაპირ არდუინოზე
• ასევე გამოიყენება სხვა მიკროკონტროლებთან ერთად

ნაბიჯი 3: ამინდის სადგურის ნაკრები

ამ პროექტის მთავარი კომპონენტია ამინდის სადგურის ნაკრები. ის იკვებება არდუინოს 5V– ით ან ასევე შეგიძლიათ გამოიყენოთ გარე 5V კვების წყარო.

მას აქვს 4 ქინძისთავები (5V, GND, TX, RX). TXD მონაცემთა პორტი იყენებს 9600bps.

ამინდის სადგურის ნაკრები შედგება:

• ანემომეტრი
• Ქარის მიმართულება
• წვიმის ვედრო
• სენსორული დაფა
• უჟანგავი ფოლადის სამაგრ (30 სმ) (11.81 ")
• კომპონენტის პაკეტი

ის შეიძლება გამოყენებულ იქნას გასაზომად:

• ქარის სიჩქარე
• Ქარის მიმართულება
• ნალექების რაოდენობა

მას აქვს ტენიანობის და ტემპერატურის სენსორი, რომელსაც ასევე შეუძლია გაზომოთ ბარომეტრიული წნევა.

ანემომეტრს შეუძლია გაზომოს ქარის სიჩქარე 25 მ/წმ -მდე. ქარის მიმართულება ნაჩვენებია გრადუსში.

დამატებითი ინფორმაცია ამ ნაკრებისა და კოდის შესახებ შეგიძლიათ იხილოთ: DFRobot ვიკიზე

ნაბიჯი 4: როგორ შევიკრიბოთ ამინდის სადგურის ნაკრები

ამ ნაკრების შეკრება საკმაოდ მარტივია, მაგრამ შეკრების შესახებ მეტი ინფორმაციისთვის იხილეთ გაკვეთილი, თუ როგორ შეიკრიბება ეს ნაკრები.

გაკვეთილი: როგორ შევიკრიბოთ ამინდის სადგურის ნაკრები

ნაბიჯი 5: მიწოდება და საცხოვრებელი

ბატარეა:

ამ პროექტისათვის გამოვიყენე 3.7V ლითიუმ-იონური ბატარეები. ამ ბატარეის 5 -ჯერ გავაკეთე ბატარეის პაკეტი. თითოეულ ბატარეას აქვს დაახლოებით 2250 mAh, ასე რომ, 5x პაკეტი იძლევა დაახლოებით 11250 mAh, როდესაც პარალელურად არის დაკავშირებული.

კავშირი: როგორც აღვნიშნე მე დავუკავშირე ბატარეები პარალელურად, რადგან პარალელურად თქვენ ინარჩუნებთ თავდაპირველ ძაბვას, მაგრამ იძენთ ბატარეის უფრო მეტ სიმძლავრეს. მაგალითად: თუ თქვენ გაქვთ ორი 3.7V 2000 mAh ბატარეა და პარალელურად დააკავშირებთ თქვენ მიიღებთ 3.7V და 4000 mAh.

თუ გსურთ მიაღწიოთ უფრო დიდ ძაბვას, თქვენ უნდა დააკავშიროთ ისინი სერიულად. მაგალითად: თუ სერიულად დააკავშირებთ ორ 3.7V 2000 mAh ბატარეას, მიიღებთ 7, 4V და 2000 mAh.

მზის პანელი:

მე გამოვიყენე 5V 1A მზის პანელი. ამ პანელს აქვს დაახლოებით 5W გამომავალი სიმძლავრე. გამომავალი ძაბვა აღწევს 6 ვ -მდე. როდესაც ღრუბლიან ამინდში ვამოწმებდი პანელს, მისი გამომავალი ძაბვა იყო დაახლოებით 5.8-5.9 ვ.

მაგრამ თუ გსურთ ამ ამინდის სადგურის სრულად მომარაგება მზის ენერგიით, თქვენ უნდა დაამატოთ 1 ან 2 მზის პანელი და ტყვიის მჟავა ბატარეა ან სხვა რამ ენერგიის შესანახად და სადგურის მომარაგებისთვის, როდესაც მზე არ არის.

საცხოვრებელი:

არ ჩანს, მაგრამ საცხოვრებელი არის ამ სისტემის ერთ -ერთი ყველაზე მნიშვნელოვანი ნაწილი, რადგან ის იცავს სასიცოცხლო კომპონენტებს გარე ელემენტებისგან.

ამიტომ მე ვირჩევ წყალგაუმტარი პლასტმასის შესაერთებელ ყუთს. მას აქვს საკმაოდ დიდი მოცულობა, რომ მოთავსდეს ყველა კომპონენტი შიგნით. ეს არის დაახლოებით 19x15 სმ.

ნაბიჯი 6: გაყვანილობა და კოდი

არდუინო:

ყველა კომპონენტი დაკავშირებულია არდუინოსთან.

-SD მოდული:

• 5V -> 5V
• GND -> GND
• MOSI -> ციფრული პინი 9
• MISO -> ციფრული პინი 11
• SCK -> ციფრული პინი 12
• SS -> ციფრული პინი 10

ამინდის სადგურის დაფა:

• 5V -> 5V
• GND -> GND
• TX -> RX არდუინოზე
• RX -> TX არდუინოზე

ბატარეის პაკეტი პირდაპირ არის დაკავშირებული დენის მენეჯერთან (3.7 ვ ბატარეის შეყვანა). მე ასევე დავუკავშირდი ბატარეიდან ანალოგურ პინ A0- ს Arduino– ზე ძაბვის მონიტორინგისთვის.

მზის პანელი პირდაპირ არის დაკავშირებული ამ მოდულთან (მზის შეყვანა). მზის პანელი ასევე დაკავშირებულია ძაბვის გამყოფთან. ძაბვის გამყოფი გამომავალი დაკავშირებულია Arduino– ს ანალოგი P1– თან.

მე ასევე გავაკეთე კავშირი ისე, რომ თქვენ შეგიძლიათ დააკავშიროთ LCD ეკრანი მასზე ძაბვის შესამოწმებლად. ასე რომ, LCD არის დაკავშირებული 5V, GND და SDA LCD– დან მიდის SDA– ზე Arduino– ზე და იგივე SCK pin– ით.

Arduino დაკავშირებულია დენის მენეჯერის მოდულთან USB კაბელით.

კოდი:

ამ ამინდის სადგურის კოდი შეგიძლიათ იხილოთ DFRobot ვიკიზე. მე ასევე დავამატე ჩემი კოდი ყველა განახლებით.

-თუ გსურთ მიიღოთ ქარის სწორი მიმართულება თქვენი პოზიციისთვის, თქვენ უნდა ხელით შეცვალოთ პროგრამის შემცირების მნიშვნელობები.

ასე რომ, ყველა მონაცემი ინახება txt ფაილში, სახელად ტესტი. თუ გსურთ, შეგიძლიათ გადაარქვათ სახელი ამ ფაილს. მე ვწერ ყველა შესაძლო მნიშვნელობას ამინდის სადგურიდან და ის ასევე წერს ბატარეის ძაბვას და მზის ძაბვას. ასე რომ თქვენ შეგიძლიათ ნახოთ როგორ არის ბატარეის მოხმარება.

ნაბიჯი 7: ძაბვის გაზომვა და ტესტირება

მე დამჭირდა ძაბვის მონიტორინგი ბატარეაზე და მზის პანელზე ჩემი პროექტისთვის.

ბატარეაზე ძაბვის მონიტორინგისთვის გამოვიყენე ანალოგური პინი. მე დავუკავშირე + ბატარეიდან ანალოგურ პინ A0 და - ბატარეიდან GND არდუინოზე. პროგრამაში გამოვიყენე "analogRead" ფუნქცია და "lcd.print ()" ეკრანზე ძაბვის მნიშვნელობის გამოსახატავად. მესამე სურათი გვიჩვენებს ძაბვას ბატარეაზე. გავზომე არდუინოთი და ასევე მულტიმეტრით, რომ შევადარო მნიშვნელობა. ამ ორ მნიშვნელობას შორის სხვაობა იყო დაახლოებით 0.04V.

იმის გამო, რომ მზის პანელიდან გამომავალი ძაბვა 5 ვ -ზე მეტია, მე მჭირდება ძაბვის გამყოფის შესაქმნელად. ანალოგურ შეყვანას შეუძლია მიიღოს მაქსიმუმ 5 ვ შეყვანის ძაბვა. მე გავაკეთე ორი 10kOhm რეზისტორით. ორი თანაბარი მნიშვნელობის რეზისტორის გამოყენება ძაბვას ზუსტად ნახევარზე ყოფს. ასე რომ, თუ თქვენ დაუკავშირდებით 5 ვ, გამომავალი ძაბვა იქნება დაახლოებით 2.5 ვ. ეს ძაბვის გამყოფი პირველ სურათზეა. განსხვავება LCD და მულტიმეტრზე ძაბვის მნიშვნელობას შორის იყო დაახლოებით 0.1-0.2 ვ

ძაბვის გამყოფის გამოტოვება არის: Vout = (Vcc*R2)/R1+R2

ტესტირება

როდესაც ყველაფერი ერთმანეთთან დავაკავშირე და ყველა კომპონენტი ჩავალაგე საცხოვრებლად, დამჭირდა გარე ტესტის გაკეთება. ასე რომ, მე ავიღე ამინდის სადგური გარეთ, რომ ვნახო როგორ იმუშავებს ის რეალურ გარე პირობებში. ამ ტესტის მთავარი მიზანი იყო იმის დანახვა, თუ როგორ იმუშავებს ბატარეები ან რამდენად გამოიყოფა იგი ამ ტესტის დროს. გარე ტემპერატურის შემოწმებისას იყო დაახლოებით 1 ° C გარეთ და დაახლოებით 4 ° C კორპუსში.

ბატარეის ძაბვა 3.58 -დან დაახლოებით 3.47 -მდე დაეცა ხუთ საათში.