สถานีอากาศ: 10 ขั้นตอน

2025 ผู้เขียน: John Day | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2025-01-23 15:12

ในโครงการนี้ เราจะสร้างสถานีตรวจอากาศที่จะวัดอุณหภูมิ ความชื้น และดัชนี UV โดยใช้ Raspberry Pi, Python (การเข้ารหัส), MySQL (ฐานข้อมูล) และ Flask (เว็บเซิร์ฟเวอร์)

เสบียง

ส่วนประกอบที่จำเป็นสำหรับโครงการนี้

เป็น:

- ฝาปิด

- เซ็นเซอร์ความชื้น DHT11

- เซ็นเซอร์อุณหภูมิ DS18B20

- เซ็นเซอร์ยูวี GUVA-S12SD

- จอ LCD

- เซอร์โวมอเตอร์

-MCP3008

- ราสเบอร์รี่ Pi 3

- ทริมเมอร์

- ค่าใช้จ่ายทั้งหมดอยู่ที่ประมาณ 110 ยูโร

เครื่องมือที่ฉันใช้:

- สว่านทรงกรวย

- เทปกาวสองหน้า

ขั้นตอนที่ 1: วงจร

วงจร:

จอแอลซีดี:

- VSS กับพื้น Raspberry Pi

- VDD เป็น 5V. ของ Raspberry Pi

- V0 ถึงที่กันจอนขากลาง

- RS เป็น GPIO พิน

- R / W ถึงพื้น Raspberry Pi

- E ถึง GPIO พิน

- D4 ถึง GPIO พิน

- D5 ถึง GPIO พิน

- D6 ถึง GPIO พิน

- D7 ถึง GPIO พิน

- A ถึง 5V. ของ Raspberry Pi

- ที่กันจอนพื้นของ K ถึง Raspberry Pi

- ถึง 5V. ของ Raspberry Pi

- ไปยังขา LCD V0

- สู่พื้นดินของ Raspberry Pi

DHT11:

- VCC เป็น 3V3. ของ Raspberry Pi

- GND ถึงพื้น Raspberry Pi

- DAT ไปยัง GPIO pin 4. ของ Raspberry Pi

- 470 โอห์มระหว่าง VCC และ DAT

DS18B20:

- VCC เป็น 3V3. ของ Raspberry Pi

- GND ถึงพื้น Raspberry Pi

- DAT ไปยัง GPIO pin 4. ของ Raspberry Pi

-470 โอห์มระหว่าง VCC และ DAT

เซอร์โวมอเตอร์:

- VCC เป็น 5V. ของ Raspberry Pi

- GND ถึงพื้น Raspberry Pi

- DAT เป็นพิน GPIO ของ Raspberry Pi

MCP3008:

- VDD เป็น 3V3. ของ Raspberry Pi

- VREF เป็น 3V3. ของ Raspberry Pi

- AGND สู่พื้นของ Raspberry Pi

- CLK ถึง GPIO พิน 11 SCLK

- DOUT ถึง GPIO พิน 9 MISO

- DIN ถึง GPIO พิน 10 MOSI

- CS เป็น GPIO พิน 8 CE0

- DGND ถึงพื้น Raspberry Pi

- CH0 ถึง GUVA-S12SD (เซ็นเซอร์ UV)

ขั้นตอนที่ 2: DHT11

DHT11 เป็นดิจิตอล

เซ็นเซอร์อุณหภูมิและความชื้น ส่งออกไปยังขาดิจิตอล

ข้อกำหนด DHT11:

- ทำงานบน: 3.3 - 6V.

- ช่วงอุณหภูมิ: -40 - +80 ºC

- ความแม่นยำของอุณหภูมิ: ± 0.5 ºC

- ช่วงความชื้น: 0-100% RH

- ความแม่นยำของความชื้น: ± 2.0% RH

- เวลาตอบสนอง: วินาที

ขั้นตอนที่ 3: DS18B20

ข้อมูลจำเพาะของเซนเซอร์ DS18B20

- เซ็นเซอร์อุณหภูมิดิจิตอลที่ตั้งโปรแกรมได้

- สื่อสารโดยใช้วิธี 1-Wire

- แรงดันไฟฟ้าที่ใช้งาน: 3V ถึง 5V

- ช่วงอุณหภูมิ: -55 °C ถึง +125 °C.

- ความแม่นยำ: ±0.5°C.

- ที่อยู่ 64 บิตที่ไม่ซ้ำเปิดใช้งานมัลติเพล็กซ์

ขั้นตอนที่ 4: LCD

คอนโทรลเลอร์ LCD พร้อมโมดูลแสดงผล 16 × 2 ตัวอักษรพร้อมสีน้ำเงิน

แสงไฟและตัวอักษรสีขาว 2 บรรทัด 16 ตัวอักษรต่อบรรทัด คอนทราสต์สูงและมุมมองที่กว้าง คอนทราสต์ปรับได้โดยใช้ตัวต้านทานแบบปรับได้ (โพเทนชิออมิเตอร์ / ทริมเมอร์)

ข้อมูลจำเพาะ LCD 16 × 2 สีน้ำเงิน:

- ทำงานบน: 5V

- คอนทราสต์ที่ปรับได้

- ขนาด: 80 มม. x 35 มม. x 11 มม.

- จอแสดงผลที่มองเห็นได้: 64.5 มม. x 16 มม.

ขั้นตอนที่ 5: MCP3008

ตัวแปลงแอนะล็อกเป็นดิจิทัลหรือ AD-converter (ADC) จะแปลงสัญญาณอนาล็อก เช่น สัญญาณเสียงพูด เป็นสัญญาณดิจิทัล MCP3008 มีอินพุตแบบอะนาล็อก 8 ช่องและสามารถอ่านได้ด้วยอินเทอร์เฟซ SPI บน Arduino, Raspberry Pi, ESP8266 MCP จะแปลงแรงดันไฟฟ้าแอนะล็อกเป็นตัวเลขระหว่าง 0 ถึง 1023 (10 บิต)

เมื่อใช้ MCP3008 คุณต้องเปิดใช้งาน SPI คุณสามารถทำได้โดย (ภาพที่เพิ่มด้วยขั้นตอน):

1. พิมพ์ในคอนโซล: sudo raspi-config
2. การดำเนินการนี้จะเปิดยูทิลิตี raspi-config เลือก "ตัวเลือกการเชื่อมต่อ"
3. เน้นตัวเลือก “SPI” และเปิดใช้งาน.
4. เลือกและเปิดใช้งาน
5. เน้นและเปิดใช้งาน
6. เมื่อได้รับแจ้งให้รีบูตไฮไลต์และเปิดใช้งาน
7. Raspberry Pi จะรีบูตและอินเทอร์เฟซจะเปิดใช้งาน

ขั้นตอนที่ 6: เซอร์โวมอเตอร์

ขนาด: 32 × 11.5 × 24 มม. (รวมแท็บ) 23.5 × 11.5 × 24 มม. (ไม่รวมแท็บ)

น้ำหนัก: 8.5g (ไม่รวมสายเคเบิลและตัวเชื่อมต่อ) 9.3g (รวมสายเคเบิลและตัวเชื่อมต่อ)

ความเร็ว: 0.12 วินาที/60 องศา (4.8 โวลต์) 0.10 วินาที/60 องศา (6.0 โวลต์)

แรงบิด: 1.5kgf-cm (4.8V) 2.0kgf-cm (6.0V)

แรงดันไฟฟ้า: 4.8V-6.0V

ประเภทตัวเชื่อมต่อ: ประเภท JR (สีเหลือง: สัญญาณ, สีแดง: VCC, สีน้ำตาล:GND)

ขั้นตอนที่ 7: UV-SENSOR GUVA-S12SD

ข้อมูลจำเพาะของเซนเซอร์ GUVA-S12SD

- แรงดันไฟฟ้าที่ใช้งาน: 3.3 V ถึง 5 V

- แรงดันไฟขาออก: 0 V ถึง 1 V (ดัชนี UV 0-10)

- เวลาตอบสนอง: 0.5 s

- ความแม่นยำ: ± 1 ดัชนี UV

- ความยาวคลื่น: 200-370 nm

- การบริโภค: 5 mA

- ขนาด: 24 x 15 mm

ขั้นตอนที่ 8: กรณี

ฉันใช้ฝาปิดสำหรับตัวถังซึ่งฉันเจาะรู 2 รูสำหรับอุณหภูมิและเซ็นเซอร์ UV, เซ็นเซอร์ความชื้น, เซอร์โวมอเตอร์และจอแอลซีดีติดตั้งอยู่ใน 1 รูที่ด้านบน ฝาครอบถูกติดตั้งบนกระดานเพื่อให้ดูดีขึ้น

ขั้นตอนที่ 9: ฐานข้อมูล

ขั้นตอนที่ 10: รหัส

github.com/NMCT-S2-Project-1/nmct-s2-project-1-QuintenDeClercq.git