Arduino Weathercloud Weerstasie: 16 stappe (met foto's)

2024 Outeur: John Day | [email protected]. Laas verander: 2024-01-30 07:25

Ek het 'n weerstasie gemaak wat aan die internet gekoppel is. Dit meet temperatuur, humiditeit, druk, reënval, windspoed, UV -indeks en dit bereken nog 'n paar belangrike meteorologiese waardes. Dit stuur dan hierdie data na weathercloud.net, met goeie grafika en UX. Dit het ook 'n weer -webkamera. Dit het my ongeveer 140 € gekos. Ek het hierdie stasie as my skoolprojek gemaak. Die stasie is gemonteer by my skool in Bratislava, Slowakye. Hier is die huidige data.

Fotokrediet: Mimo magazín. Met toestemming gebruik.

Let wel: ek werk nou al meer as twee jaar aan hierdie projek. Hierdie instruksie is basies net 'n herlaai van 'n instruksies wat ek 'n jaar tevore gepubliseer het, maar daar was soveel veranderings dat ek besluit het om 'n nuwe instruksies te maak. Niemand kyk ook ooit na eenjarige instruksies nie

UPDATE 14.12.2018: Hallo daar! Ek het 'n annemometer (windmeter) by my stasie gevoeg. Daar is 'n paar nuwe teks en foto's, so kyk gerus daarna

Stap 1: Weathercloud

In die eerste plek, wat is Weatherclud? Weathercloud is 'n groot netwerk van weerstasies wat intyds data van regoor die wêreld rapporteer. Dit is gratis en daar is meer as 10 000 weerstasies daaraan gekoppel. Eerstens het ek my eie HTML -webwerf gehad waarheen al die data gestuur is, maar dit is moeilik om u eie webwerf en grafika te maak, en dit is baie makliker om al die data na 'n groot wolkplatform te stuur met goeie grafika en stabiele bedieners. Ek het gesoek hoe om data na weathercloud te stuur, en ek het gevind dat u dit maklik kan bereik deur 'n eenvoudige GET -oproep. Die enigste probleem met Weathercloud is dat u slegs elke tien minute data kan stuur met 'n gratis rekening, maar dit behoort vir die meeste gebruike nie 'n probleem te wees nie. U moet 'n Weathercloud -rekening maak om dit te laat werk. Dan moet u 'n stasieprofiel op hul webwerf skep. As u u weerstasieprofiel op Weathercloud skep, kry u 'n Weathercloud ID en 'n Weathercloud SLEUTEL. Hou dit, want die Arduino het hulle nodig om te weet waarheen hulle data moet stuur.

Stap 2: Onderdele lys

Google -blaaie BOM

GESKATTE PRYS: 140 €/150 $

Stap 3: gereedskap

Hierdie gereedskap kan handig te pas kom:

draadstropper

battery boor

soldeerbout

tang

skroewedraaiers

gomgeweer

multimeter

gesien het

boom boorpunt

lêer

Stap 4: DS18B20 sonstralingsskerm

'N Sonnestralingsskerm is 'n baie algemene ding wat in meteorologiese stasies gebruik word om direkte sonstraling te blokkeer en dus foute in die gemete temperatuur te verminder. Dit dien ook as 'n houer vir die temperatuursensor. Stralingsskerms is baie handig, maar word gewoonlik van staal gemaak en dit is duur, so ek het besluit om 'n eie skild te bou. Ek het 'n instruksie gemaak wat wys hoe om 'n bestralingsskerm soos hierdie te maak. Hier is die instruksies.

Ek het ook 'n video gevind wat presies dieselfde prosedures toon, sodat u dit kan gebruik:

Stap 5: Terminal Box

Die eindkas is die middelpunt van die stasie. Die hoofkabel van 14 kerns verbind dit met die bedienerkas. Die kabel van DS18B20 gaan daarin. Die kabel van die UV -boks gaan daarin. Dit huisves ook die humiditeits- en druksensor. As u 'n eindkas kies, kan u 'n IP65 -plastiek aansluitkas gebruik wat meer as 10x5x5cm (4 "x2" x2 ") is.

Stap 6: UV Sensor Box

Die UV-sensorkas huisves die UVM-30A UV-sensor en dit is ook 'n middelpunt tussen die hoofaansluitkas en die reën- en windmeters. Die UV -sensorkas kan enige plastiek IP65 -boks wees met 'n volledig deursigtige omhulsel.

Stap 7: Weerkamera

Weerwebcams (of weercams soos ek dit graag noem) word gebruik om 'n beeld van die werklike weersomstandighede op te neem of te stroom. Uit die beeld kan u die ligintensiteit en troebelheid bepaal. Ek het gekies vir die goedkoopste wifi -kamera wat beskikbaar is, maar u kan enige wifi -kamera van u keuse gebruik. Hierdie goedkoop kamera werk goed, maar daar is een probleem. U moet voortdurend 'n rekenaar met 'n streaming sagteware hê. Dit was vir my geen probleem nie, want daar is reeds 'n bediener wat 'n webwerf in die netwerk bedryf, sodat dit ook vir die stroming kan sorg. Maar as u nie 'n rekenaar soos hierdie in u tuisnetwerk het nie, beveel ek aan dat u 'n framboospi en 'n framboospi -kamera koop. Dit is duurder (25 $ teenoor 70 $), maar u het nie regtig 'n ander opsie as u 'n webkamera wil hê nie. In beide gevalle moet u die kamera in 'n weerbestande boks sit. U kan dieselfde boks gebruik as vir die UV -sensor. Ek het my eie boks gemaak van 'n gewone plastiekboks en plexiglas, maar dit is onnodig. Die battery vir die kamera moet voortdurend herlaai word. U kan dit doen deur 'n USB -kabel af te sny en die + en - drade aan te sluit op die 5V -kraguitset vir die sensors. As u kamera weerbestand is, kan u dit op enige plek monteer waar dit goed is met ritsen.

Kom ons kyk nou na die sagteware. Hierdie deel vereis 'n paar gevorderde kodering vaardighede. U moet 'n 24/7 lopende rekenaar ('n framboospi) in u tuisnetwerk hê om dit alles te kan doen. Die eerste ding wat u moet doen, is om u IP-kamera aan te sluit op u tuis Wi-Fi-netwerk. Dan moet u die gebruikersnaam en wagwoord in die skrif verander volgens u gebruikersnaam en wagwoord op die kamera-koppelvlak. U moet ook die kamera se IP -adres in die script verander. Dan moet u 'n taakskeduleerder opstel om die ingeslote skrip elke 5 minute op u bediener/rekenaar uit te voer. Die draaiboek moet nou elke 5 minute 'n kiekie van die kamera se beeld neem en dit in die vooraf ingestelde gids stoor. Die gids moet openbaar wees, sodat u dit op 'n soekenjin soos hierdie kan soek: example.com/username/webcam.jpg. Weathercloud kan hierdie beeld dan uit die openbare gids neem en dit op die webblad plaas. U kan die "live" (opdaterings elke 5 minute) hier sien.

Stap 8: Houer van topsensors

Die boonste sensorshouer is 'n staalkomponent wat die boonste sensors (UV, reënval en windspoed) op die dak hou. Die gedeelte wat u op hierdie foto's sien, pas slegs by ons gebou. U kan hierdie sensors monteer soos u wil. Dit is maar net 'n voorbeeld. Ons het reeds 'n staalpyp op die dak aangebring, sodat dit maklik was om die houer te monteer.

Stap 9: Probleem met die verenigbaarheid van die skild

Daar is 'n eenvoudige verenigbaarheidsprobleem tussen die ethernet -skild en die protoshield. U kan nie protoshield bo -op die ethernet -skild plaas nie, want die ethernet -aansluiting laat u net nie toe nie. En u kan nie die ethernet -skild bo -op die protoshield sit nie, want die ethernet -skild moet 'n direkte verbinding met die arduino hê via die ICSP -aansluiting, maar die protoshield het nie een nie. Wel, 'n eenvoudige probleem, 'n eenvoudige oplossing. Ek het net 'n reghoekige gat in die protoshield gesny sodat die ethernet -aansluiting kan inpas.

Stap 10: Reënvalmeting

Die reënmeter wat ek bestel het, werk goed, maar daar is een groot probleem. Dit het geen kommunikasie -koppelvlak soos I2C of RX/TX nie. Daar is net 'n eenvoudige skakelaar wat vir 60 mikrosekondes aanskakel elke keer as dit meer as 0,28 mm/m2 reën. Die arduino kan dit maklik opspoor as hy niks anders doen as om reënval te meet nie. Maar as dit ander take moet doen (soos om temperatuur te meet en wolk toe te stuur), is die kans groot dat die verwerker van die arduino besig sal wees tydens die aanskakeling van die reënmeter. Dit sal 'n onakkurate lesing van reënval veroorsaak. Daarom het ek 'n tweede arduino bygevoeg - 'n arduino -nano. Die enigste taak van die nano is om reënval te meet en deur middel van I2C aan die meester arduino te stuur. Op hierdie manier sal die reënval altyd akkuraat wees. Ek het 'n PCB gemaak wat beide die arduino nano en die RTC -module bevat, maar u kan dit ook aan die protoshield soldeer. Ek weet dat dit nie die eenvoudigste en goedkoopste oplossing is nie, maar ek hou daarvan en dit is baie netjies en georganiseerd.

Stap 11: Meting van windsnelheid

Hierdie stap is baie soortgelyk aan die vorige. Ek het 'n bord gemaak wat windsnelheid meet en dit dan deur I2C stuur. Herhaal net die vorige stap sonder die RTC. Ek het probeer om albei borde in een te sit, maar dit het nie uitgewerk nie.

Stap 12: Server Box

Dit is altyd 'n goeie idee om al die elektronika in 'n klein, georganiseerde boks weg te steek. En dit is presies wat ek met die bedienerkas gedoen het. Die bedienerkassie huisves die Arduino UNO, die ethernet -skild, die protoshield, die 5V -reguleerder, die hoof datakabelterminaal en die meetbord vir reënval. Een opmerking oor die Arduino: die kode van die stasie gebruik ongeveer 90% van die Arduino UNO -geheue en dit kan probleme veroorsaak. U hoef Arduino Mega al dan nie te gebruik.

Stap 13: Verbindings

Koppel alles net volgens die meegeleverde skema.

Stap 14: KODE

Dit is die laaste deel, die deel waarop ons almal gewag het - toets of dit werk. U moet die IP -adres, die Weathercloud ID en die Weathercloud KEY verander volgens u tuisnetwerk en u Weathercloud -rekening. Dan is u gereed om dit na u arduino op te laai. U moet ook die I2C reën sender kode oplaai na die Arduino nano op die reënval bord en die I2C wind sender na die Arduino nano op die windspoed bord. Daar is ook die index.php script, meer inligting daaroor is in stap 7.

Stap 15: Installasie

Een ding is om u weerstasie in u werkswinkel te laat werk, maar dit is 'n ander ding om dit in die werklike omstandighede te laat werk. Die installasieprosedure hang baie af van die gebou waarop u u stasie wil monteer. Maar as u die sonstralingsskerm en die boonste sensorhouer het, behoort dit nie so moeilik te wees nie. Die temperatuur- en humiditeitsensor kan regtig oral op die gebou geplaas word, maar die UV -sensor en die reënmeter moet bo -aan die gebou wees. Die UV -sensor kan nie in die skaduwee wees nie en die reënmeter kan nie naby 'n muur wees nie, anders val die reëndruppels nie sterk in die meter nie en word die metings onakkuraat. Hier is 'n foto wat wys hoe u die stasie op 'n tipiese huis kan monteer. U moet baie versigtig wees as u 'n stasie op die dak monteer, en u moet 'n kragtige boor hê wat deur beton kan boor.

Stap 16: Klaar

Baie geluk. As u alle stappe korrek uitgevoer het, het u 'n ten volle operasionele wolkweerstasie. U kan die data van my stasie hier sien. As u vrae of voorstelle het, hoor ek dit graag in die kommentaarafdeling hieronder.

Ek is van plan om 'n soortgelyke stasie te bou met behulp van ESP32 Wi-Fi-bord en 'n paar ekstra sensors (windspoed/rigting, sonstraling, grondvog), maar meer hieroor later. Geniet dit!