สถานีตรวจอากาศพร้อมการส่งข้อมูลแบบไร้สาย: 8 ขั้นตอน

2024 ผู้เขียน: John Day | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2024-01-30 13:05

คำแนะนำนี้คือการอัพเกรดโครงการก่อนหน้าของฉัน - สถานีตรวจอากาศพร้อมการบันทึกข้อมูล

สามารถดูโปรเจ็กต์ก่อนหน้าได้ที่นี่ - สถานีตรวจอากาศพร้อมการบันทึกข้อมูล

หากคุณมีคำถามหรือปัญหาใด ๆ คุณสามารถติดต่อเราได้ที่อีเมลของฉัน: [email protected]

ส่วนประกอบที่จัดเตรียมโดย DFRobot

มาเริ่มกันเลย

ขั้นตอนที่ 1: มีอะไรใหม่

ฉันได้อัปเกรดและปรับปรุงโปรเจ็กต์ก่อนหน้าของฉันแล้ว - สถานีตรวจอากาศพร้อมการบันทึกข้อมูล

ฉันเพิ่มการส่งข้อมูลแบบไร้สายจากสถานีตรวจอากาศไปยังเครื่องรับซึ่งตั้งอยู่ในอาคาร

โมดูลการ์ด SD ถูกลบและแทนที่ด้วยส่วนต่อประสาน Arduino Uno เหตุผลหลักในการเปลี่ยนคือการใช้พื้นที่ ตัวป้องกันอินเทอร์เฟซเข้ากันได้กับ Arduino Uno อย่างสมบูรณ์ คุณจึงไม่จำเป็นต้องใช้สายไฟในการเชื่อมต่อ

ขาตั้งสถานีตรวจอากาศได้รับการออกแบบใหม่ ขาตั้งสถานีตรวจอากาศก่อนหน้านั้นต่ำเกินไปและไม่เสถียรมาก ดังนั้นฉันจึงสร้างขาตั้งสถานีตรวจอากาศที่สูงและเสถียรขึ้นใหม่

ฉันยังเพิ่มที่ยึดใหม่สำหรับตัวเรือนซึ่งติดตั้งเข้ากับขาตั้งสถานีตรวจอากาศโดยตรง

มีการเพิ่มแผงโซลาร์เซลล์เพิ่มเติมสำหรับการจัดหา

ขั้นตอนที่ 2: วัสดุ

เกือบทุกวัสดุที่จำเป็นสำหรับโครงการนี้สามารถซื้อได้ที่ร้านค้าออนไลน์: DFRobot

สำหรับโครงการนี้เราต้องการ:

- ชุดสถานีตรวจอากาศ

-Arduino Uno

-Arduino นาโน

-RF 433 MHz โมดูลสำหรับ Arduino (เครื่องรับและเครื่องส่งสัญญาณ)

-โปรโตบอร์ด

-การ์ด SD

-ผู้จัดการพลังงานแสงอาทิตย์

-5V 1A แผงโซลาร์เซลล์ 2x

-Arduino Uno อินเทอร์เฟซโล่

- สายรัดไนลอนบางตัว

-ชุดติดตั้ง

-จอLCD

-เขียงหั่นขนม

- แบตเตอรี่ลิเธียมไอออน (ฉันใช้แบตเตอรี่ Sanyo 3.7V 2250mAh)

-กล่องแยกพลาสติกกันน้ำ

-สายบางๆ

สำหรับสถานีตรวจอากาศ คุณจะต้อง:

- ท่อเหล็กยาวประมาณ 3.4 เมตร หรือจะใช้โครงเหล็กก็ได้

- ลวดสลิง (ประมาณ 4 เมตร)

- ที่หนีบลวดสลิง 8x

- ข้อต่อสแตนเลส 2x

-fi10 เหล็กเส้น (ประมาณ 50 ซม.)

- น๊อตตาลิ่งเหล็ก 4x

คุณจะต้องใช้เครื่องมือบางอย่าง:

-หัวแร้ง

-ไขควง

-คีม

-เจาะ

-เครื่องเชื่อม

- เครื่องบดมุม

-แปรงลวด

ขั้นตอนที่ 3: สรุป

อย่างที่ฉันพูดไป Instructable นี้คือการอัพเกรดของ Instructable ก่อนหน้าของฉันเกี่ยวกับสถานีตรวจอากาศ

ดังนั้นหากคุณต้องการทราบวิธีการประกอบชุดสถานีตรวจอากาศที่จำเป็นสำหรับโครงการนี้ คุณสามารถดูได้ที่นี่:

วิธีการประกอบชุดสถานีตรวจอากาศ

ดูคำแนะนำก่อนหน้าของฉันเกี่ยวกับสถานีตรวจอากาศนี้ด้วย

สถานีตรวจอากาศพร้อมการบันทึกข้อมูล

ขั้นตอนที่ 4: โซลูชันการติดตั้งสถานีตรวจอากาศ

สำหรับสถานีตรวจอากาศ ยังมีคำถามอีกว่าจะทำอย่างไรให้ขาตั้งยึดที่ทนทานต่อองค์ประกอบภายนอก

ฉันต้องทำการวิจัยเกี่ยวกับประเภทและการออกแบบขาตั้งสถานีตรวจอากาศ หลังจากการวิจัยบางอย่าง ฉันตัดสินใจวางท่อสเตลล์ยาว 3 ม. ขอแนะนำว่าเครื่องวัดความเร็วลมอยู่ที่จุดสูงสุดที่ประมาณ 10 ม. (33 ฟุต) แต่เนื่องจากผมมีชุดตรวจอากาศซึ่งเป็นออล-อิน-วัน ผมจึงเลือกความสูงที่แนะนำ - ประมาณ 3 ม. (10 ฟุต)

สิ่งสำคัญที่ฉันต้องพิจารณาคือ ขาตั้งนี้จะต้องเป็นแบบแยกส่วนและง่ายต่อการประกอบและถอดแยกชิ้นส่วน เพื่อให้สามารถเคลื่อนย้ายไปยังตำแหน่งอื่นได้

การประกอบ:

1. ฉันเริ่มต้นด้วยท่อเหล็กยาว fi18 3.4 ม. (11.15 ฟุต) อันดับแรก ฉันต้องขจัดสนิมออกจากท่อ ดังนั้นฉันจึงเคลือบด้วยกรดกำจัดสนิม
2. หลังจากผ่านไป 2 ถึง 3 ชั่วโมงเมื่อกรดทำงานเสร็จแล้ว ผมก็เริ่มเชื่อมทุกอย่างเข้าด้วยกัน ก่อนอื่นฉันเชื่อมน็อตตายกที่ด้านตรงข้ามของท่อเหล็ก ฉันวางมันไว้ที่ความสูง 2 เมตรจากพื้นดิน มันสามารถวางให้สูงขึ้นได้ แต่ไม่ต่ำกว่านี้เพราะส่วนบนจะไม่เสถียร
3. จากนั้นฉันก็ต้องทำ "สมอ" สองอันสำหรับแต่ละด้าน เพื่อที่ฉันจะได้ใช้แท่งเหล็ก fi12 50 ซม. (1.64 ฟุต) สองอัน ที่ด้านบนของแท่งแต่ละอัน ฉันเชื่อมน็อตตายกหนึ่งอันและแผ่นเหล็กเล็กๆ หนึ่งอัน เพื่อให้คุณเหยียบมันหรือตอกมันลงไปที่พื้นได้ สามารถดูได้บนภาพ (napiš na kiri sliki)
4. ฉันต้องต่อ "พุก" กับตายกทั้งสองด้านของขาตั้ง เพราะฉันใช้ลวดสลิง ก่อนอื่นฉันใช้ลวดสลิงยาวประมาณ 1.7 ม. (5.57 ฟุต) สองชิ้น ด้านข้างติดกับน็อตตายกโดยตรงด้วยแคลมป์สลิงลวด และอีกด้านหนึ่งติดกับข้อต่อสเตนเลสสตีล Turnbuckles สแตนเลสใช้สำหรับขันลวดสลิงให้แน่น
5. สำหรับติดตั้งกล่องรวมสัญญาณพลาสติกเข้ากับขาตั้ง I ด้ามจับพิมพ์ 3 มิติ ข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับเรื่องนี้สามารถดูได้ในขั้นตอนที่ 5
6. ในตอนท้ายฉันทาสีทุกส่วนเหล็กด้วยสีรองพื้น (สองชั้น) บนสีนี้ คุณสามารถวางทุกสีที่คุณต้องการ

ขั้นตอนที่ 5: ชิ้นส่วนที่พิมพ์ 3 มิติ

เนื่องจากฉันต้องการให้ขาตั้งติดตั้งง่ายต่อการประกอบและถอดแยกชิ้นส่วน ฉันจึงจำเป็นต้องทำชิ้นส่วนที่พิมพ์ 3 มิติ ทุกส่วนพิมพ์ด้วยพลาสติก PLA และออกแบบโดยฉัน

ตอนนี้ฉันต้องดูว่าส่วนนี้จะทนต่อองค์ประกอบภายนอกได้อย่างไร (ความร้อน เย็น ฝน…) หากคุณต้องการไฟล์ STL ในส่วนนี้ คุณสามารถเขียนถึงฉันได้ที่อีเมล: [email protected]

ที่จับกล่องแยกพลาสติก

หากคุณดูคำแนะนำก่อนหน้าของฉันคุณจะเห็นว่าฉันทำ handhold ด้วยแผ่นเหล็กซึ่งไม่สามารถใช้งานได้จริง ตอนนี้ฉันตัดสินใจสร้างมันขึ้นมาจากชิ้นส่วนที่พิมพ์ 3 มิติ มันทำมาจากชิ้นส่วนที่พิมพ์ 3 มิติห้าชิ้นซึ่งช่วยให้เปลี่ยนชิ้นส่วนที่หักได้อย่างรวดเร็ว

ด้วยที่ยึดนี้ กล่องรวมสัญญาณพลาสติกสามารถติดตั้งเข้ากับท่อเหล็กได้โดยตรง สามารถเลือกความสูงของ mouting ได้

ตัวเรือนเซ็นเซอร์อุณหภูมิและความชื้น

ฉันจำเป็นต้องออกแบบตัวเรือนสำหรับเซ็นเซอร์อุณหภูมิและความชื้น หลังจากหาข้อมูลทางอินเทอร์เน็ตแล้ว ฉันก็ได้ข้อสรุปสำหรับรูปแบบสุดท้ายของที่อยู่อาศัยนี้ ฉันออกแบบหน้าจอสตีเวนสันพร้อมตัวยึดเพื่อให้ติดตั้งทุกอย่างเข้ากับท่อเหล็กได้

มันถูกสร้างขึ้นจาก 10 ส่วน ฐานหลักประกอบด้วยสองส่วนและ "ฝา" ซึ่งอยู่ด้านบนเพื่อให้ทุกอย่างถูกปิดผนึก เพื่อไม่ให้น้ำเข้ามา

ทุกอย่างถูกพิมพ์ด้วยเส้นใย PLA

ขั้นตอนที่ 6: ตัวรับข้อมูลในร่ม

การอัพเกรดหลักของโครงการนี้คือการส่งข้อมูลแบบไร้สาย เพื่อที่ฉันยังต้องสร้างเครื่องรับข้อมูลในอาคารด้วย

เพื่อที่ฉันใช้ตัวรับ 430 MHz สำหรับ Arduino ฉันอัพเกรดด้วยเสาอากาศ 17 ซม. (6.7 นิ้ว) หลังจากนั้นฉันต้องทดสอบช่วงของโมดูลนี้ การทดสอบครั้งแรกทำในร่มเพื่อที่ฉันจะได้เห็นว่าผนังส่งผลต่อช่วงสัญญาณอย่างไรและส่งผลต่อการหยุดชะงักของสัญญาณอย่างไร การทดสอบครั้งที่สองทำภายนอก ช่วงนั้นมากกว่า 10 ม. (33 ฟุต) ซึ่งเพียงพอสำหรับเครื่องรับในร่มของฉัน

ชิ้นส่วนของเครื่องรับ:

• Arduino นาโน
• โมดูลตัวรับ Arduino 430 MHz
• โมดูล RTC
• จอ LCD
• และตัวเชื่อมต่อบางส่วน

ดังที่เห็นในภาพ เครื่องรับนี้สามารถแสดงอุณหภูมิและความชื้นภายนอกอาคาร วันที่และเวลาของวันได้

ขั้นตอนที่ 7: การทดสอบ

ก่อนที่ฉันจะรวบรวมทุกอย่างเข้าด้วยกันฉันต้องทำการทดสอบ

ตอนแรกฉันต้องทดสอบโมดูลส่งสัญญาณและตัวรับสัญญาณสำหรับ Arduino ฉันต้องหารหัสที่เหมาะสม จากนั้นจึงเปลี่ยนรหัสเพื่อให้สอดคล้องกับความต้องการของโครงการ อันดับแรก ฉันพยายามด้วยตัวอย่างง่ายๆ ฉันส่งหนึ่งคำจากเครื่องส่งไปยังเครื่องรับ เมื่อดำเนินการเสร็จเรียบร้อยแล้ว ฉันยังคงส่งข้อมูลเพิ่มเติมต่อไป

จากนั้นฉันต้องทดสอบช่วงของสองโมดูลนี้ ครั้งแรกที่ฉันพยายามโดยไม่ใช้เสาอากาศ แต่ไม่มีระยะไกลเช่นนี้ ประมาณ 4 เมตร (13 ฟุต) จากนั้นจึงเพิ่มเสาอากาศ หลังจากการค้นคว้า ฉันพบข้อมูลบางอย่าง ดังนั้นฉันจึงตัดสินใจว่าความยาวของเสาอากาศจะอยู่ที่ 17 ซม. (6.7 นิ้ว) จากนั้นฉันก็ทำการทดสอบสองครั้ง แบบในร่มและแบบนอกหนึ่งแบบ เพื่อที่ฉันจะได้เห็นว่าสภาพแวดล้อมต่างๆ ส่งผลต่อสัญญาณอย่างไร

ที่เครื่องส่งทดสอบครั้งสุดท้ายตั้งอยู่กลางแจ้งและตัวรับสัญญาณอยู่ในอาคาร ด้วยเหตุนี้ ฉันจึงทดสอบว่าสามารถสร้างเครื่องรับในอาคารได้จริงหรือไม่ ในตอนแรกมีปัญหาบางอย่างเกี่ยวกับการหยุดชะงักของสัญญาณ เนื่องจากค่าที่ได้รับไม่เหมือนกับที่ส่ง ที่ได้รับการแก้ไขด้วยเสาอากาศใหม่ ฉันซื้อเสาอากาศ "ดั้งเดิม" สำหรับโมดูล 433 Mhz บนอีเบย์

โมดูลนี้ดีเพราะราคาถูกมากและใช้งานง่าย แต่มีประโยชน์สำหรับช่วงขนาดเล็กเท่านั้นเนื่องจากการหยุดชะงักของสัญญาณ

ข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับการทดสอบสามารถอ่านได้ในคำสั่งก่อนหน้าของฉัน - Weather Station With Data Logging

ขั้นตอนที่ 8: สรุป

การสร้างโครงการดังกล่าวตั้งแต่แนวคิดจนถึงผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้ายนั้นสนุกจริงๆ แต่ก็ท้าทายเช่นกัน คุณต้องใช้เวลาและพิจารณาตัวเลือกตัวเลขสำหรับโครงการนี้ ดังนั้นหากเรานำโปรเจ็กต์นี้มารวมเข้าด้วยกัน คุณต้องใช้เวลามากในการทำให้เป็นอย่างที่คุณต้องการ

แต่โครงการเช่นนี้เป็นโอกาสที่ดีที่จะยกระดับความรู้ของคุณเกี่ยวกับการออกแบบและอิเล็กทรอนิกส์

นอกจากนี้ยังมีส่วนด้านเทคนิคอื่นๆ อีกมาก เช่น การสร้างแบบจำลอง 3 มิติ การพิมพ์ 3 มิติ การเชื่อม เพื่อที่คุณจะได้ไม่เพียงแค่เห็นมุมมองของพื้นที่ tehnical เพียงแห่งเดียว แต่คุณจะได้เห็นว่าพื้นที่ tehnical เกี่ยวพันกันในโครงการดังกล่าวอย่างไร

โปรเจ็กต์นี้ได้รับการออกแบบในลักษณะที่ทุกคนที่มีทักษะพื้นฐานด้านอิเล็กทรอนิกส์ การเชื่อม การกริด การออกแบบสามารถทำได้ แต่องค์ประกอบหลักของโครงการแบบนี้คือเวลา