Weerstasie met lae krag: 6 stappe (met foto's)

2024 Outeur: John Day | [email protected]. Laas verander: 2024-01-30 07:26

My weerstasie is nou in die derde weergawe, en dit is al meer as twee jaar lank getoets, vir 'n beter prestasie met lae krag en betroubaarheid van data -oordrag.

Kragverbruik - nie 'n probleem in die ander maande as Desember en Januarie nie, maar in hierdie baie donker maande kon die sonpaneel, hoewel dit op 40 Watt was, nie tred hou met die vraag van die stelsel nie … en die meeste van die vraag was afkomstig van die 2G FONA GPRS -module wat die data direk na die interwebs stuur.

Die volgende probleem was met die FONA GPRS -module self, of waarskynlik die selfoonnetwerk. Die toestel werk weke / maande perfek, maar stop dan skielik sonder 'n duidelike rede. Die netwerk probeer blykbaar 'n 'stelselopdateringsinligting' stuur, wat, indien dit nie aanvaar word nie, veroorsaak dat die toestel van die netwerk afgeskakel word, dus is GPRS nie regtig 'n onderhoudsvrye oplossing vir data -oordrag nie. Dit is jammer, want toe dit wel gewerk het, het dit baie goed gewerk.

Hierdie opgradering gebruik die lae -krag LoRa -protokol om die data na 'n Raspberry Pi -plaaslike bediener te stuur, wat dit dan na die interwebs stuur. Op hierdie manier kan die weerstasie self lae krag op 'n sonpaneel hê en die 'swaar opheffing' van die proses, iewers binne die WIFI -reeks op netkrag. As u 'n openbare LoRa -poort binne bereik het, is die Raspberry Pi natuurlik nie nodig nie.

Die opbou van die weerstasie -PCB is maklik, aangesien die SMD -komponente almal redelik groot is (1206) en alles op die PCB werk 100%. Sommige van die komponente, naamlik die blaasinstrumente, is redelik duur, maar kan soms tweedehands op Ebay gevind word.

Stap 1: Komponente

Arduino MKR1300 LORAWAN ……………………………………………………………………. 1 van

Framboos Pi (opsioneel afhanklik van die plaaslike LoRa -gateway -beskikbaarheid) ………… 1 van

BME280 vir druk, humiditeit, temperatuur en hoogte ………………………….. 1 van

RJ 25-aansluiting 477-387 …………………………………………………………………………… 1 van

L7S505 …………………………………………………………………………………………………………. 1 van

Pieper 754-2053 ……………………………… 1 van

Shottky -diode (1206) ……………………………………… 2 van

R1K herstel …………………………………… 3 van

R4.7K weerstand ………………………………… 1 van

C100nF -kondensator …………………………….. 3 van

R100K ………………………………………………… 1 van

R10K …………………………………………….. 4 van

C1uF ……………………………………………… 1 van

C0.33uF ………………………………………… 1 van

R100 …………………………………………….. 1 van

R0 ……………………………………………….. 1 van

Dallas DS18B20 temperatuur sonde ………… 1 van

PCB …………………………………………………………… 1 van

Reënmeter ……………………………………………. 1 van

Grondsonde …………………………………………… 1 van (sien stap 6 vir DIY sonde)

A100LK anemometer ………………………….. 1 van

W200P windwaaier ………………………………..1 van

Stap 2: Hoe dit werk

Dit is maklik genoeg om sensors te laat werk vir dinge soos temperatuur, humiditeit en druk, maar sommige van die ander is nogal lastig, hoewel al die kode in hierdie blog ingesluit is.

1. Die reënmeter is op 'n 'onderbreking' en werk aan wanneer 'n verandering opgespoor word. Die reën kom die instrument binne en drup af op 'n wipwaaier wat omwaai sodra die een kant vol is, wat 'n magnetiese sensor twee keer as dit oorgaan, aktiveer. Die reënsensor het voorrang bo alles en werk selfs al word data oorgedra.

2. Die windmeter werk deur 'n laesterktepuls te stuur, waarvan die frekwensie afhang van die spoed daarvan. Dit is baie eenvoudig om te kodeer en gebruik baie min krag, alhoewel dit ongeveer elke sekonde moet opneem om die ergste rukwinde te kry. Die kode hou 'n deurlopende nota van die gemiddelde windsnelheid en die maksimum rukwinde tydens die opnamesessie.

3. Alhoewel die windvaan met die eerste gedagte maklik sou wees om te kodeer, is die ingewikkeldhede baie ingewikkelder as dit eers ondersoek is. In wese is dit net 'n potensiometer met 'n baie lae wringkrag, maar die probleem om metings daaruit te kry, word vererger deur die feit dat dit 'n kort 'dooie sone' in die noordelike rigting het. Dit moet weerstande en kapasitors aftrek om vreemde metings in die noorde te voorkom, wat dan nie -lineariteit in die metings veroorsaak. Omdat die lesings polêr is, is normale gemiddelde gemiddelde berekeninge nie moontlik nie, en daarom moet die meer ingewikkelde modus bereken word, wat behels dat 'n massiewe skikking van ongeveer 360 getalle geskep word! …. En dit is nie die einde daarvan nie … Spesiale aandag moet gegee word aan watter kwadrant die sensor wys asof dit in die kwadrant weerskante van die noorde is; die modus moet anders behandel word.

4. Die grondvog is 'n eenvoudige geleidingsonde, maar om energie te bespaar en korrosie te voorkom, word dit baie vinnig gepols met een van die Arduino se ekstra digitale penne.

5. Die stelsel stuur data van die Arduino na die Raspberry Pi (of LoRa -gateway), maar het ook 'n terugbel van die ontvanger nodig om te bevestig dat dit die data behoorlik ontvang het voordat al die verskillende tellers en gemiddeldes teruggestel word en nuwe stel lesings. 'N Opnamesessie kan ongeveer 5 minute elk duur, waarna die Arduino probeer om die data te stuur. As die data beskadig is of daar geen internetverbinding is nie, word die opnamesessie verleng totdat die terugbel suksesvol is. Op hierdie manier word geen maksimum windstoot of reënmeting gemis nie.

6. Alhoewel dit buite die omvang van hierdie blog is, maar op die internetbediener (dit is 'n groot rekenaar in Ipswich, VK), word die data dan saamgestel in 'n MySQL -databasis wat met eenvoudige PHP -skrifte toeganklik is. Die eindgebruiker kan ook die data sien wat in fyn skyfies en grafieke vertoon word danksy eie Java -sagteware deur Amcharts. Dan kan 'eindresultaat' hier gesien word:

www.goatindustries.co.uk/weather2/

Stap 3: lêers

Alle Arduino-, Raspberry Pi -kode -lêers en die lêer vir die skep van die PCB op 'Design Spark' sagteware word hier in Github -bewaarplek gelê:

github.com/paddygoat/Weather-Station

Stap 4: Bevolk die PCB

Geen stensil is nodig om die SMD -komponente te soldeer nie - druk net 'n bietjie soldeer op die printplate en plaas die komponente met 'n pincet. Die komponente is groot genoeg om alles met die oog te doen, en dit maak nie saak of die soldeer slordig lyk of die komponente 'n bietjie uit die middel is nie.

Plaas die printplaat in 'n broodrooster en verhit tot 240 grade C met 'n K -termometer om die temperatuur te monitor. Wag 30 sekondes by 240 grade en skakel dan die oond af en maak die deur oop om die hitte vry te laat.

Nou kan die res van die komponente met die hand gesoldeer word.

As u 'n PCB wil koop, laai die gerber -lêers met rits hier af:

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

en laai dit op na JLC hier:

Kies die 100 x 100 mm -bordgrootte en gebruik al die standaardinstellings. Die koste is $ 2 + posgeld vir 10 borde.

Stap 5: Ontplooiing

Die weerstasie word ontplooi in die middel van 'n veld met die blaasinstrumente op 'n lang paal met ou kabels. Besonderhede van ontplooiing word hier gegee:

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

Stap 6: Vorige werk

Hierdie instruksies is die nuutste stadium in die voortgesette projek met sy ontwikkelingsgeskiedenis in sewe ander vorige projekte:

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…