Stacja pogodowa z bezprzewodową transmisją danych: 8 kroków

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

Ta instrukcja jest aktualizacją mojego poprzedniego projektu - Stacja pogodowa z rejestracją danych.

Poprzedni projekt można zobaczyć tutaj - Stacja pogodowa z rejestracją danych

Jeśli masz jakieś pytania lub problemy, możesz skontaktować się ze mną na mój mail:[email protected].

Komponenty dostarczone przez DFRobot

Więc zacznijmy

Krok 1: Co nowego?

Wprowadziłem kilka ulepszeń i ulepszeń do mojego poprzedniego projektu - Stacja pogodowa z rejestracją danych.

Dodałem bezprzewodową transmisję danych ze stacji pogodowej do odbiornika znajdującego się wewnątrz budynku.

Usunięto również moduł karty SD i zastąpiono go nakładką interfejsu Arduino Uno. Głównym powodem tej wymiany było wykorzystanie przestrzeni, ekran interfejsu jest w pełni kompatybilny z Arduino Uno, więc nie trzeba używać przewodów do połączenia.

Przeprojektowano stanowisko stacji pogodowej. Poprzednia podstawka stacji pogodowej była zbyt niska i bardzo niestabilna, więc zrobiłem nową wyższą i stabilniejszą podstawkę stacji pogodowej.

Dodałem również nowy uchwyt na obudowę, który montowany jest bezpośrednio do stojaka stacji pogodowej.

Do zasilania dodano dodatkowy panel słoneczny.

Krok 2: Materiały

Prawie wszystkie potrzebne materiały do tego projektu można kupić w sklepie internetowym: DFRobot

Do tego projektu będziemy potrzebować:

-Zestaw stacji pogodowej

-Arduino Uno

-Arduino Nano

-Moduł RF 433 MHz dla Arduino (odbiornik i nadajnik)

-Płyta prototypowa

-Karta SD

-Menedżer energii słonecznej

-5V 1A Panel słoneczny 2x

- Tarcza interfejsu Arduino Uno

-Niektóre nylonowe opaski kablowe

-Zestaw montażowy

-Wyświetlacz LCD

-Płytka do krojenia chleba

-Baterie litowo-jonowe (użyłem baterii Sanyo 3,7V 2250mAh)

-Wodoodporna plastikowa skrzynka przyłączeniowa

-Niektóre przewody

Do stojaka na stację pogodową potrzebne będą:

- rura stalowa o długości około 3,4m lub można zastosować profil stalowy.

-lina stalowa (ok 4m)

-zacisk linowy 8x

- Śruby rzymskie ze stali nierdzewnej 2x

-pręt stalowy fi10 (ok 50cm)

-Stalowa nakrętka oczkowa 4x

Będziesz także potrzebować kilku narzędzi:

-lutownica

-śrubokręty

-szczypce

-wiertarka

-spawarka

-szlifierka kątowa

-Szczotka druciana

Krok 3: Podsumowanie

Jak powiedziałem, ten Instructable jest ulepszeniem mojego poprzedniego Instructable o stacji pogodowej.

Więc jeśli chcesz wiedzieć, jak złożyć zestaw stacji pogodowej, który jest potrzebny do tego projektu, możesz zajrzeć tutaj:

Jak złożyć zestaw stacji pogodowej

Spójrz także na moje poprzednie instrukcje dotyczące tej stacji pogodowej.

Stacja pogodowa z rejestracją danych

Krok 4: Rozwiązanie do montażu stacji pogodowej

Wraz ze stacją pogodową pojawia się również pytanie, jak wykonać stojak montażowy, który wytrzyma elementy zewnętrzne.

Musiałem zrobić kilka badań na temat typów i konstrukcji stojaków na stacje pogodowe. Po kilku badaniach postanowiłem postawić stojak z rurą stalową o długości 3m. Zaleca się, aby anemometr znajdował się w najwyższym punkcie na około 10m (33ft), ale ponieważ posiadam zestaw stacji pogodowej, która jest All-In-One, wybieram zalecaną wysokość - około 3m (10ft).

Najważniejszą rzeczą, którą musiałem wziąć pod uwagę, jest to, że stoisko to musi być modułowe i łatwe w montażu i demontażu, aby można je było przenieść w inne miejsce.

Montaż:

1. Zacząłem od rury stalowej fi18 o długości 3.4m (11.15ft). Najpierw musiałem usunąć rdzę z rury, więc pokryłem ją kwasem odrdzewiającym.
2. Po 2-3 godzinach, gdy kwas spełnił swoją rolę, zacząłem wszystko zespawać. Najpierw przyspawałem nakrętkę oczkową do podnoszenia po przeciwnych stronach rury stalowej. Ustawiłem go na wysokości 2m od ziemi, można go też postawić wyżej, ale nie niżej, bo wtedy górna część staje się niestabilna.
3. Następnie musiałem wykonać dwie „kotwy”, po jednej z każdej strony. Do tego wziąłem dwa stalowe pręty fi12 50cm(1.64ft). Na górze każdego pręta przyspawałem jedną nakrętkę oczkową do podnoszenia i małą stalową płytkę, dzięki czemu można na nią nadepnąć lub wbić ją w ziemię. Można to zobaczyć na zdjęciu (napiš na kiri sliki)
4. Musiałem połączyć "kotwy" z uchem do podnoszenia po obu stronach stojaka, do tego użyłem liny stalowej. Najpierw użyłem dwóch kawałków liny o długości około 1,7 m (5,57 stopy), z jednej strony przymocowano bezpośrednio do nakrętki oczkowej do podnoszenia za pomocą zacisku linowego, a z drugiej strony przymocowano do śrub rzymskich ze stali nierdzewnej. Śruby rzymskie ze stali nierdzewnej służą do naciągania liny stalowej.
5. Do mocowania plastikowej skrzynki przyłączeniowej do stojaka I uchwyt z nadrukiem 3D. Więcej na ten temat można zobaczyć w kroku 5
6. Na koniec pomalowałem każdą stalową część kolorem podstawowym (dwie warstwy). Na ten kolor możesz następnie nałożyć dowolny kolor.

Krok 5: Części drukowane 3D

Ponieważ chciałem, aby montaż stojaka był łatwy w montażu i demontażu, musiałem wykonać kilka części drukowanych w 3D. Każda część została wydrukowana z plastiku PLA i zaprojektowana przeze mnie.

Teraz muszę zobaczyć, jak te części wytrzymają czynniki zewnętrzne (ciepło, zimno, deszcz…). Jeśli chcesz mieć pliki STL tych części, możesz napisać do mnie na mój mail: [email protected]

Plastikowy uchwyt do skrzynki przyłączeniowej

Jeśli spojrzysz na moją poprzednią instrukcję, zobaczysz, że zrobiłem uchwyt ze stalowej płyty, co nie było zbyt praktyczne. Więc teraz postanowiłem zrobić to z części wydrukowanych w 3D. Składa się z pięciu wydrukowanych w 3D części, co pozwala na szybką wymianę uszkodzonej części.

Za pomocą tego uchwytu plastikową skrzynkę przyłączeniową można zamontować bezpośrednio na stalowej rurze. Wysokość montażu może być opcjonalnie.

Obudowa czujnika temperatury i wilgotności

Musiałem zaprojektować obudowę czujnika temperatury i wilgotności. Po poszukiwaniach w internecie doszedłem do wniosku co do ostatecznego kształtu tej obudowy. Zaprojektowałem ekran Stevensona z uchwytem, aby wszystko można było zamontować na stalowej rurze.

Składa się z 10 części. Podstawa główna z dwiema częściami i "nakrętką", która wychodzi na górę, aby wszystko było uszczelnione, aby woda nie dostała się do środka.

Wszystko zostało wydrukowane z filamentu PLA.

Krok 6: Wewnętrzny odbiornik danych

Głównym ulepszeniem tego projektu jest bezprzewodowa transmisja danych. W tym celu musiałem również wykonać wewnętrzny odbiornik danych.

Do tego użyłem odbiornika 430 MHz dla Arduino. Uaktualniłem go o antenę 17 cm (6,7 cala). Potem musiałem przetestować zasięg tego modułu. Pierwszy test przeprowadzono w pomieszczeniu, aby zobaczyć, jak ściany wpływają na zasięg sygnału i jak to wpływa na zakłócenia sygnału. Drugi test został wykonany na zewnątrz. Zasięg wynosił ponad 10 m (33 stopy), co było więcej niż wystarczające dla mojego odbiornika wewnętrznego.

Części odbiornika:

• Arduino Nano
• Moduł odbiornika Arduino 430 MHz
• Moduł RTC
• wyświetlacz LCD
• i niektóre złącza

Jak widać na zdjęciu, ten odbiornik może wyświetlać temperaturę i wilgotność na zewnątrz, datę i godzinę.

Krok 7: Testowanie

Zanim wszystko zmontuję, musiałem zrobić kilka testów.

Najpierw musiałem przetestować moduł nadawczo-odbiorczy dla Arduino. Musiałem znaleźć odpowiedni kod, a następnie zmienić go tak, aby odpowiadał wymaganiom projektu. Najpierw spróbowałem na prostym przykładzie, wysyłam jedno słowo z nadajnika do odbiornika. Kiedy to się udało, kontynuowałem wysyłanie większej ilości danych.

Następnie musiałem przetestować zakres tych dwóch modułów. Najpierw próbowałem bez anten, ale nie miał tak dużego zasięgu, około 4 metrów (13 stóp). Następnie dodano anteny. Po kilku badaniach natknąłem się na pewne informacje, więc zdecydowałem, że długość anteny będzie wynosić 17cm (6,7 cala). Następnie wykonałem dwa testy, jeden w pomieszczeniu, a drugi na zewnątrz, aby zobaczyć, jak różne otoczenie wpływa na sygnał.

Podczas ostatniego testu nadajnik znajdował się na zewnątrz, a odbiornik znajdował się w pomieszczeniu. Dzięki temu sprawdziłem, czy naprawdę mogę zrobić odbiornik wewnętrzny. Na początku pojawiły się problemy z przerwami w sygnale, ponieważ odebrana wartość nie była taka sama jak nadawana. Zostało to rozwiązane nową anteną, kupiłem na ebay "oryginalną" antenę do modułu 433 Mhz.

Ten moduł jest dobry, ponieważ jest bardzo tani i łatwy w użyciu, ale przydaje się tylko na małe odległości ze względu na przerwy w sygnale.

Więcej o testowaniu można przeczytać w mojej poprzedniej instrukcji - Stacja pogodowa z rejestracją danych

Krok 8: Wniosek

Budowanie takiego projektu od pomysłu do finalnego produktu może być nie tylko zabawą, ale też wyzwaniem. Trzeba poświęcić trochę czasu i zastanowić się nad wieloma opcjami dla tego projektu. Jeśli więc przyjmiemy ten projekt jako całość, potrzebujesz dużo czasu, aby naprawdę zrobić go tak, jak chcesz.

Ale takie projekty to naprawdę dobra okazja do poszerzenia wiedzy z zakresu projektowania i elektroniki.

Obejmuje również wiele innych obszarów technicznych, takich jak modelowanie 3D, drukowanie 3D, spawanie. Aby nie tylko uzyskać widok jednego obszaru technicznego, ale uzyskać przebłyski, jak obszary techniczne przeplatają się w takich projektach.

Ten projekt jest zaprojektowany w taki sposób, aby każdy z podstawowymi umiejętnościami w zakresie elektroniki, spawania, siatek, projektowania mógł go wykonać. Ale głównym składnikiem takiego projektu jest czas.