Stacja pogodowa ze wspomaganiem satelitarnym: 5 kroków

2024 Autor: John Day | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2024-01-30 11:26

Ten projekt jest przeznaczony dla osób, które chcą zbierać własne dane pogodowe. Może mierzyć prędkość i kierunek wiatru, temperaturę i wilgotność powietrza. Jest również w stanie nasłuchiwać satelitów pogodowych krążących wokół Ziemi raz na 100 minut. Wykorzystam ten projekt później do stworzenia własnej prognozy pogody przy użyciu sztucznej inteligencji wyszkolonej na tych obrazach.

Kieszonkowe dzieci:

Materiały

• U-profil aluminiowy 15mm i 12mm o długości 1 metra
• sklejka
• Rury aluminiowe o średnicy 10mm, 4,5m
• 8 mosiężnych uchwytów do rur
• 8 śrub i nakrętek M2
• Drewniana belka 2x4,5 cm o długości 1,2m
• 2 nakrętki i śruby M8
• Kabel koncentryczny 3m 50ohm
• Skrzynka elektryczna 12x12 cm
• termokurczy
• lutować
• statyw z otworem na śrubę M8
• trochę Lego
• 2 plastikowe pojemniki
• gorący klej

Elektronika

• Raspberry Pi 3 lub 4
• Zasilacz Raspberry Pi
• kabel Ethernet
• przedłużacz usb (co najmniej 40 cm długości)
• zasilacz raspberry pi
• Arduino Nano
• Czujnik DHT11
• kontaktron
• enkoder obrotowy
• brzęczyk
• Nooelec NESDR mini

Narzędzia

• wiertarka
• piła stołowa
• lutownica
• zapalniczka
• zestaw wkrętaków
• pistolet na gorący klej

Krok 1: Budowa anteny

Krzyż

Zrób 2 kawałki drewna o długości 54,2 cm. Wywierć otwór w środku na śrubę M8 i zamontuj dwie części na krzyż. Następnie zrób 4 kawałki o długości 4 cm i przytnij jeden koniec pod kątem 45 stopni. Przykręć je na końcach krzyża. To sprawi, że końce będą się pokrywać ze sobą. Na środku każdego końca wywierć otwór wystarczająco duży na kabel koncentryczny. Teraz zaznacz kąt 30 od pionu. Na tym kącie zamontuj 2 uchwyty rurowe ok. 1,5 cm od środka. Jeśli chcesz, możesz wywiercić otwory w krzyżu, aby był lżejszy.

Dipole aluminiowe

Wytnij 8 rurek aluminiowych 50 cm. 2 probówki tworzą 1 dipol.

Cięcie kabla koncentrycznego

Wytnij dwa 36cm kawałki kabla koncentrycznego. Wytnij jeszcze 2 kawałki, tym razem o długości 72 cm. Wytnij jeszcze jeden kawałek 60 cm, będzie to główna linia do odbiornika.

Zamontuj kable koncentryczne o tej samej długości naprzeciwko siebie. Boki z 36 cm koncentrycznym to dipole 1 i 2, boki z 72 cm dipolami 3 i 4.

Zdejmij końce kabla koncentrycznego do lutowania. Odbiornik SDR jest dostarczany z własną anteną i kablem koncentrycznym, przeciąć przewód na złączu. Później lutujemy to do naszego głównego kabla koncentrycznego z naszej własnej anteny.

Okablowanie

Na końcach krzyża połącz rdzeń kabla koncentrycznego z górną częścią dipola, ekran przechodzi do dolnej części. Pośrodku przylutuj ekran dipoli 1 i 2 do siebie. Zrób to samo dla 3 i 4. Teraz zlutuj razem żyły z dipoli 1 i 3, tak samo dla 2 i 4. Teraz zostały tylko 2 przewody.

Przylutuj rdzenie z dipola 1 i 3 do ekranu linii odbiorczej. Przylutuj rdzenie z dipoli 2 i 4 do rdzenia linii odbiorczej.

Montaż krzyża

Umieść 2 aluminiowe profile U jeden w drugim. Na jednym końcu umieść śrubę w środku krzyża na górze. Wywierć 2 otwory przez profile i śrubę, aby pasowały do śrub M2. Zrób to samo z drugą śrubą M8 po drugiej stronie profili. Umieść antenę na statywie.

Antena zakończona!

Jeśli chcesz, możesz przetestować swoją antenę, postępując zgodnie z tym samouczkiem na rtl-sdr.com.

Krok 2: Tworzenie czujników wiatru

Prędkość

Możesz znaleźć części i instrukcje w przewodniku budowania w formacie PDF. Jest zrobiony z prostych i zwykłych klocków Lego.

Gdy skończysz budować konstrukcję Lego, przylutuj dwa przewody o długości 110 cm do pinów kontaktronu. przewlecz jeden z przewodów przez rurkę z boku belki. Następnie zginasz metalowe nóżki kontaktronu na górze, aby był bezpiecznie osadzony na rurze. Następnie przyklej magnes na dnie jednej z naczyń tak, aby ledwo dotykał kontaktronu. Zawsze, gdy magnes znajduje się nad kontaktronem, obwód powinien być zamknięty. Sprawdź za pomocą multimetru i w razie potrzeby wymień. Przymocuj belkę Lego za pomocą wkrętu do drewna do anteny.

Kierunek

Czujnik kierunku składa się z enkodera obrotowego z wiatrowskazem wydrukowanym w 3D. Wynalazca i plik STL znajdują się tutaj. Mocno dociśnij łopatkę na osi enkodera obrotowego. Wywierć 7 mm otwór w plastikowej skrzynce i zamontuj enkoder obrotowy. Enkoder jest dostarczany z nakrętką, którą przykręca się na górze plastikowego pudełka. Użyj dwóch wkrętów do drewna, aby przymocować skrzynkę do jednej z belek anteny.

Termokurczliwe

Po zamontowaniu należy użyć koszulek termokurczliwych, aby dokładnie zakryć przewody. Długość musi wynosić 86 cm, a szerokość 2,5 cm.

Krok 3: Wykonanie obudowy dla SDR

Do tej prostej obudowy musisz wyciąć te części ze sklejki:

• dwa 9,5x1,6 cm
• dwa 9,5x4,2 cm
• jeden 3x4,2 cm

Weź jeden kawałek 9,5x1,6 i wywierć otwór 8mm na kabel odbiornika. Ten otwór powinien znajdować się 1,8 cm poniżej góry i 0,5 cm z boku (patrz rysunek). Najpierw przyklej i przybij ściany boczne (9,5x.16 cm) do dolnej części (jeden z kawałków 9,5x4,2 cm). Następnie włóż SDR i włóż go przez otwór w ścianie bocznej. Zamknij obudowę ostatnią częścią 9,5x4,2 cm, 3x4,2 cm idzie na górę.

Krok 4: Obudowa do Raspberry Pi

Zasilacz

Wyjmij płytkę zasilacza z obudowy. Kondensator widoczny na zdjęciu jest za duży, aby zmieścić się w nowej obudowie.

Wylutuj go i umieść przedłużki (drut, stare nóżki opornika,..). Przylutuj zaślepkę do tych przedłużeń i wygnij tak, aby ściśle przylegała do obudowy. Przylutuj przewody 5V i GND z płytki zasilającej do padów na PI (pokazane na zdjęciach).

Kable zasilające przechodzą przez otwór w obudowie z boku.

LCD

Wytnij prostokątny otwór w przedniej pokrywie. Przyklej lcd na gorąco do środka, upewniając się, że szpilki na lcd są skierowane do góry.

Przylutuj przewody żeńskie do czarnej płytki drukowanej i podłącz je do Pi. Usuń otwór na dole po lewej stronie i przyklej wentylator Pi, aby zassać powietrze z tego otworu.

DHT

Przylutuj żeńskie przewody połączeniowe do czujnika dht i podłącz je do Pi. Przyklej czujnik na gorąco tuż pod portem Ethernet Pi, aby wentylator obok niego wydmuchał świeże powietrze na czujnik.

Krok 5: Oprogramowanie

Github

Całe oprogramowanie jest dostępne na Git. Upewnij się, że sklonujesz go w folderze domowym swojego Pi