Si të ndërtoni një anemometër tuaj duke përdorur çelsat e kallamishteve, sensorin e efektit Hall dhe disa copëza në Nodemcu. - Pjesa 1 - Hardware: 8 hapa (me fotografi)

2024 Autor: John Day | [email protected]. E modifikuara e fundit: 2024-01-30 12:20

Prezantimi

Që kur kam filluar me studimet e Arduino dhe Krijuesit të Kulturës më ka pëlqyer të ndërtoj pajisje të dobishme duke përdorur copa junk dhe skrap si kapakët e shisheve, copa PVC, kanaçe për pije, etj. Më pëlqen t'i jap një jetë të dytë çdo pjese ose çfarëdo material. Një pjesë e madhe e materialeve të përdorura këtu hiqen skrap nga disa pajisje dhe riciklohen

Kur fillova një projekt të një stacioni moti për timen, kuptova se matja e intensitetit dhe drejtimit të erës nuk do të ishte shumë e lehtë ose e lirë. Pas disa muajsh ju paraqes këtë projekt që përdor kryesisht materiale të ricikluar dhe pjesë elektronike shumë të lira që gjenden lehtësisht në çdo dyqan elektronik.

Ky postim ka 2 pjesë.

Pjesa 1 - Ndërtimi i pajisjeve Anemometer dhe Wind Vane Drejtimi.

Pjesa 2 - Skica duke përdorur Arduino IDE për Esp8266 Nodemcu dhe transmetimi në ThingSpeak.

Shikoni videon për të ditur zgjidhjen përfundimtare.

Si të ndërtoni Anemometrin tuaj duke përdorur Sensorin e Efektit Hall dhe Çelsat e Kallamit

Përshkrimi i projektit

Anemometri është një pajisje e aftë për të matur shpejtësinë e erës dhe drejtimin e saj. Duke përdorur një sensor Hall Effect ne do të jemi në gjendje të numërojmë sa rrotullime japin kupat në një periudhë kohe. Intensiteti i erës është proporcional me shpejtësinë e rrotullimit të boshtit. Me disa ekuacione të thjeshta të fizikës, ju mund të përcaktoni shpejtësinë lineare të erës, në atë moment. Ne do t'i shpjegojmë të gjitha në pjesën 2.

Dhe drejtimin e erës do ta masim përmes një xhami me një magnet neodymium dhe çelsin e kallamit. Pikat e korsisë në drejtim të erës dhe magneti i bashkangjitur me të do të lidhin çelsat e kallamit duke lejuar që rryma elektrike të kalojë përmes lidhjes (ose lidhjeve). Qarqet që kanë rrymë pozitive tregojnë drejtimin e erës, si një busull.

Ne kemi 8 qarqe që do të imitojnë 16 drejtime: 4 kardinale dhe 4 pika kolaterale kur aktivizohet 1 ndërprerës (N, NE, E, SE, S, SW, W, NW) dhe kur 2 çelsin aktivizohen njëkohësisht kemi 8 nën -kolateral pikat (NNE, ENE, ESE, SSE, SSW, WSW, WNW, NNW).

Shpejtësia dhe drejtimi i erës do të llogariten dhe përcaktohen me një skicë në nodemcu. Por kjo do të shpjegohet në pjesën 2. Tani le të shkojmë në asamblenë e harduerit.

Përgjegjësia: Ky anemometër nuk duhet të përdoret për qëllime profesionale. Shtë vetëm për përdorim akademik ose shtëpiak.

Shënim: Anglishtja nuk është gjuha ime natyrore. Nëse gjeni gabime gramatikore që ju pengojnë të kuptoni projektin, ju lutem më njoftoni për t'i korrigjuar ato. Shume faleminderit.

Hapi 1: Fatura e Materialeve

Wind Vane

8 x Çelësa kallami

Rezistorë 8 x 10 k Ohm

Tub PVC 10 cm

2 kapakë PVC me diametër 5 cm

1 kapak PVC me diametër 2.5 cm

1 CD4051 Multiplekser analog

1 disk plastik

20 x 20 copë plastike e fortë

1 magnet neodymium (Dimensionet e magnetit duhet të lejojnë që dy ndërprerës të lidhen njëkohësisht. Miniera është 0.5 x 0.5 cm dhe po ecën mirë.)

10 tela me ngjyra të ndryshme

1 PCB gjenerike

1 kushinetë me diametër të njëjtë të tubave të aluminit

1 tub alumini afërsisht 20 cm

1 tub alumini afërsisht 10 cm

1 pirg tubi

Masa epoksi

Ngjitës i menjëhershëm - cianoakrilat dhe bikarbonat natriumi

Anemometër

2 topa ping pongu

4 shkopinj druri ose alumini afërsisht 12 cm

1 mbajtës topi

1 tub alumini afërsisht 5 cm

3 copë tela me ngjyra të ndryshme

1 sensor salle SS49E

1 magnet neodymium

Masa Epoxy dhe Ngjitës i menjëhershëm - cianoacrylate dhe bikarbonat natriumi

2 çezma plastike afërsisht 3 me një diametër 5 cm

1 kapak PVC dhe tub PVC 5 cm

1 kapak PVC me diametër 2.5 cm

• Nodemcu
• Rast plastik për Projekte Elektronike
• Makine per ngjitjen e metalit
• 1 tub PVC afërsisht 2 metra dhe lidhës PVC "T"
• 1 lidhje PVC 90 gradë
• Furnizimi me energji 5V (Unë jam duke përdorur panel diellor)

Hapi 2: Montimi i Wind Vane Rosetta

Ndërprerës dhe rezistencë kallami të montuar në PCB

Pritini PCB -në e përgjithshme në formën e një rrethi me diametër pak më të vogël se PVC CAP sepse kur të jetë gati do të përshtatet në të.

Përkulni këmbët e kallamit të kallamit në 90 gradë për t'i futur me kujdes në PCB në mënyrë që të mos thyejnë xhamin mbrojtës. Ideali është 3 mm larg xhamit. Vendosni çdo ndërprerës kallami sipas diagramit. Numëroni secilën nga 0 në 7 si diagram. Identifikimi i saktë do të jetë i rëndësishëm kur lidhni terminalet me multiplexerin. Përdorni saldimin për t'i bashkuar ato në pjatë.

Poziciononi secilën rezistencë si diagramin në të cilin njëri nga terminalet është ngjitur në njërin nga terminalet e kallamit të kallamit dhe tjetri do të jetë i zakonshëm për të gjithë rezistorët, të pozicionuar në qendër të PCB.

Bashkoni një kabllo bakri që lidh të gjithë terminalet e jashtëm të çelsave të kallamit, duke lënë dy të fundit pa lidhje. Si një unazë. Rendi i saldimit nuk ka rëndësi.

Në kryqëzimin e secilës rezistencë dhe kaloni kallami lidhës tela të secilës ngjyrë. Ato janë 8 të ndryshme. Ngjitni një tel të kuq në unazën e bakrit të kallamave të kallamit si një pozitiv dhe një tel të zi në kryqëzimin e të gjithë rezistorëve në qendër të "rozeta", si një negativ.

Shikoni diagramet dhe kini kujdes që të mbani numërimin e kabllove për lidhje me multiplexerin.

Provoni lidhjet para montimit

Para se të vazhdoni me montimin, unë sugjeroj të testoni lidhjet. Përdorni një led, çdo bateri 18650 3.7 V, një magnet neodymium dhe kabllo me kthetra krokodili. Lidhni baterinë me terminalet VCC dhe GND dhe kabllon e krokodilit në GND me skajin tjetër në negativin e led (përdorni një blu që nuk ka nevojë për një rezistencë). Lidheni kabllon tjetër me pozitivin e led dhe tjetrin me secilin kabllo të lidhur me çelsin. Tani kaloni magnetin përmes skajit të jashtëm të ndërprerësit të lidhur. Nëse drita led ndizet, është në rregull. Nëse nuk ndizet, kontrolloni saldimet. Për të testuar dy lidhje në të njëjtën kohë përdorni një kabllo tjetër dhe një led tjetër njëkohësisht. Kur kaloni magnetin midis dy çelsave, dy LED duhet të ndizen. Essentialshtë thelbësore që të dy LED-të të ndizen në të njëjtën kohë në mënyrë që sinjali elektrik të mund të përfaqësojë pikat nën-kolateral të busullës si ENE, ESE, SSW, NNW, etj.

Hapi 3: Lidhjet me dhe nga CD4051 Multiplekseri

CD4051 Multiplekser analog

Multiplekserët janë qarqe kombinuese me disa hyrje dhe dalje të vetme të të dhënave. Ato janë të pajisura me hyrje kontrolli të afta për të zgjedhur një, dhe vetëm një, nga hyrjet e të dhënave për të lejuar transmetimin e tyre nga hyrja e zgjedhur në daljen në fjalë.

Nëse nuk e dini funksionimin e CD4051 ju rekomandoj të lexoni fletën e të dhënave që mund të gjeni në internet. Si përmbledhje, 4051 ka 8 hyrje analoge të numëruara nga 0 në 7, 3 dhe kunjat A, B dhe C që të kombinuara lejojnë të lexojnë hyrjet dhe të përcaktojnë se cila dalje analoge është duke u lidhur. Në çdo lexim, softueri analizon se cilat lidhje janë me rrymë pozitive dhe do të tregojnë drejtimin përkatës të erës. Kjo do të shpjegohet në detaje në pjesën 2 të postimit. Shikoni diagramin për të parë sesi rozeta është e lidhur me multiplexerin.

Lidhjet me Nodemcu

Do të na duhen 8 kabllo për të lidhur Nodemcu. Shihni diagramin.

1 palë tela pozitivë (të kuq) dhe tokëzues (të zi) që furnizojnë rrymën me rrymë

1 palë kabllo pozitivë (të kuq) dhe tokëzues (të zi) që furnizojnë rrymë në CD4051

1 kabllo për dalje analoge A0 (gri)

1 kabllo për hyrjen dixhitale të pin A = D5 (blu)

1 kabllo për hyrjen dixhitale të pin B = D4 (jeshile)

1 kabllo për hyrjen dixhitale të pin C = D3 (e verdhë)

Kam përdorur një kabllo telefonike me 10 tela me ngjyra të ndryshme për të lehtësuar montimin përfundimtar.

Identifikoni secilën prej kabllove me adresën e tyre përkatëse për të lehtësuar montimin përfundimtar.

Hapi 4: Montimi i Gjithçka në Bazën e PVC

Montimi i mbështetësit

Merrni CAP me diametër PVC 5 cm, një copë tub PVC dhe CAP me diametër 2.5 cm dhe ngjitini të gjitha me zam të menjëhershëm sipas fotografisë. Ju gjithashtu mund të bëni një vrimë me diametrin e tubit për të përmirësuar lidhjen midis pjesëve. Pasi të jenë ngjitur të gjitha pjesët aplikoni më shumë zam në skajet e ngjitura të secilës pjesë dhe mbulojeni menjëherë me sodë buke. Gjatë tharjes së ngjitësit do të keni fortësi shumë të mirë.

Ju gjithashtu duhet të ngjitni silikonin në buzë të CAP që do t'ju lejojë të vulosni bashkimin midis 2 CAPs dhe të lehtësoni montimin e rozetës. Lërini të thahen para se të vazhdoni.

Futeni me kujdes rozetën tashmë të montuar në pjesën mbështetëse dhe që të përshtatet fort në skajin e CAP. Mos harroni se ne do të montojmë një CAP të dytë mbi këtë. Shikoni foton me zgjidhjen përfundimtare. Dhe ju lutemi identifikoni secilin prej kabllove për të lehtësuar lidhjet me nodemcu.

Hapi 5: Montimi i Furrës

Montimi i strukturës së korsisë

Bëni një tregues me masë epoksi me formën e treguar në foto. Kur të jetë tharë siç duhet peshoni copën dhe ruani vlerën.

Merrni copën e plastikës dhe priteni atë në mënyrë simetrike për pjesën e pasme të furgonit që shërben për të drejtuar erën. Peshoni gjithashtu dhe ruani vlerën.

Merrni një nga tubat e aluminit dhe ngjitni treguesin dhe kanalet e motit me zam të menjëhershëm me të gjitha pjesët e rreshtuara në mes. Bëni të njëjtën gjë si më parë me sodën e bukës për të rritur ngurtësinë e secilës prej pjesëve të ngjitura.

Merrni tubin e dytë të aluminit dhe le të përcaktojmë se ku do të mbërthehet në tubin tjetër. Për të ruajtur ekuilibrin e pjesës, distanca sipas peshës së shpinës duhet të jetë e barabartë me distancën nga pesha e treguesit. (Shih llogaritjet që tregohen në diagram.) Matjet e distancës duhet të bëhen pak a shumë në qendrën e masës së secilës pjesë. Përdorni zam të menjëhershëm dhe sodë buke.

Bëni një vrimë në qendër të CAP me diametrin e mbajtëses së topit. Përdorni zam të menjëhershëm për ta ngjitur në kapak. E rëndësishme për të zgjedhur mbajtësen e topit që ka të njëjtin diametër të brendshëm të tubit vertikal të aluminit të kopesë.

Së fundi, merrni diskun plastik me një diametër të përafërt prej 4.5 cm dhe ngjitni një pjesë të vogël metali në buzë. Shihni foton Në këtë mënyrë ju do të jeni në gjendje të "ngjisni" magnetin neodymium dhe ta rregulloni atë kur të kalibroni instrumentin. Mund të lëvizet në disa drejtime për të supozuar leximet e matjeve.

Vendoseni diskun plastik me pjesën metalike të mbërthyer në të njëjtin drejtim si treguesi horizontal i tubit të aluminit. Kjo është e rëndësishme që magneti të tregojë të njëjtin drejtim si kopja.

Për të lehtësuar montimin përfundimtar të anemometrit dhe për të lidhur veriun e korsisë me gjeografinë në veri, shtypni një trëndafil dhe ngjitje të erës në kapakun e sipërm të CAP. Disku do të mbërthehet në tubin e aluminit, por së pari, futeni tubin e aluminit në kushinetën dhe futeni tubin e aluminit në disk. Rregulloni lartësinë në mënyrë që distanca midis magnetit dhe buzës së CAP të jetë midis 1 dhe 1.5 cm. Kjo duhet të jetë e mjaftueshme që magneti të lidhë siç duhet ndërprerësin e kallamit. Ngjiteni diskun me ngjitës të menjëhershëm dhe bikarbonat kalciumi sa më horizontalisht që të jetë e mundur.

Montoni të dy pjesët duke drejtuar veriun e trëndafilit të erës të rreshtuar me çelësin numër 0 (që përfaqëson veriun) dhe përdorni një kapëse për t'u bashkuar me to. Mos përdorni zam sepse do t'ju duhet të përshtateni dhe kalibroni shumë herë para se të jeni plotësisht gati.

Shikoni fotot për të parë zgjidhjen përfundimtare.

Hapi 6: Zhurmimi i anemometrit

Montimi i mbështetësit

Merrni 2 kapakët plastikë dhe ngjiteni me zam të menjëhershëm. Shponi 4 vrima në kapakë siç tregohet në diagram. Ngjitni shkopinj druri ose alumini në secilën vrimë. Pritini 2 topat e pingpongut në mes dhe ngjitini secilën në skajet e shufrave, të gjitha me pjesën konkave për të njëjtën anë. Matjet e përafërta janë treguar në diagram.

Bëni një vrimë në qendër të CAP 2.5 cm me diametrin e mbajtëses së topit. Përdorni zam të menjëhershëm për ta ngjitur në kapak. Përdorni sode buke gjithashtu me shumë kujdes.

Futeni tubin e aluminit në kushinetën e topit në një lartësi të pajtueshme (shiko foton). Nëse nuk është rregulluar siç duhet, vendosni me kujdes një pikë zam.

Montimi i modulit të sallës

Në buzë të CAP, bëni një vrimë të vogël në mënyrë që të kaloni kokën e sensorit Hall.

Ngjiteni magnetin neodymium në anën e kapakëve plastikë sipas fotografisë.

Përdorni 3 tela me ngjyra të ndryshme për të lidhur modulin e sensorit.

Futni modulin Hall dhe drejtojeni sensorin përballë magnetit në një distancë prej 2 deri në 4 mm. Provoni nëse rrotullimi i boshtit nuk godet magnetin me sensorin.

Përdorni një bateri 3.7 V për të provuar nëse moduli i përgjigjet afrimit të magnetit duke e kthyer led në çdo kontakt. Nëse led ndizet, gjithçka është në rregull. Nëse jo, lëvizni sensorin më afër magnetit derisa LED të ndizet.

Nëse gjithçka është në rregull, rregulloni modulin në mbështetës duke përdorur një rënie zam.

Së fundi, skaji tjetër i shufrës do të mbërthehet në kapakun plastik me zam të menjëhershëm dhe sodë buke, duke rregulluar lartësinë e duhur.

Identifikimi i telave

Identifikoni të gjitha kabllot - VCC, GND dhe Signal - për të lehtësuar lidhjen me nodemcu.

Hapi 7: Vendosja e të gjitha së bashku

Tani mund t'i montoni të dy pajisjet së bashku duke përdorur lidhjen "T" dhe një copë tub PVC siç tregohet në foto. Mos përdorni zam sepse nëse ka nevojë për ndonjë rregullim ose mirëmbajtje nuk do të jetë e mundur. Kam bërë vrima të vogla dhe kam përdorur vida për t'i mbajtur të shtrënguara. Kaloni kabllot e 2 pajisjeve përmes tubit. Ndërsa anemometri do të instalohet në çatinë e shtëpisë, unë gjithashtu bëra kabllo 3 metra për ta lidhur atë me nodemcu që do të instalohet brenda.

Hapi 8: Lidhja e Nodemcu dhe Instalimi

Diagramet tregojnë lidhjen e saktë të secilit kabllo. Për të testuar funksionimin kam përdorur një ekran OLED 0.96 për të lexuar matjet dhe për të verifikuar që ato janë të sakta, lidhni OLED në këtë mënyrë:

D1 - SCL

D2 - SDA

KQV dhe GND

Për të instaluar në tavan kujdesi i vetëm është të mbani të gjithë pajisjen në nivelin e duhur. Për këtë përdorni një nivel flluskë dhe shumë vida të mëdha. Dhe mos harroni të drejtoheni në veri të anemometrit tuaj për veriun gjeografik të busullës tuaj. Përndryshe, drejtimi i erës nuk do të korrespondojë me realitetin.

Dhe kjo eshte e gjitha. Në postimin tjetër, unë do të shpjegoj që skica të ngarkohet në nodemcu duke përdorur Arduino IDE.

Nëse keni ndonjë dyshim, mos hezitoni të më kontaktoni.

Të fala

Çmimi i Madh në Sfidën IoT