Stacioni i motit me fuqi të ulët: 6 hapa (me fotografi)

2024 Autor: John Day | [email protected]. E modifikuara e fundit: 2024-01-30 12:21

Tani në versionin e tij të tretë dhe i testuar për më shumë se dy vjet, stacioni im i motit përmirësohet për performancë më të mirë të energjisë së ulët dhe besueshmërinë e transferimit të të dhënave.

Konsumi i energjisë - nuk është problem në muajt e tjerë përveç dhjetorit dhe janarit, por në këta muaj shumë të errët, paneli diellor, megjithëse i vlerësuar në 40 Watts, nuk ishte në gjendje të vazhdonte me kërkesën e sistemit … dhe shumica e kërkesës erdhi nga moduli 2G FONA GPRS i cili transmeton të dhënat drejtpërdrejt në rrjetet e ndërlidhura.

Problemi tjetër ishte me vetë modulin FONA GPRS, ose më shumë gjasa rrjetin e celularëve. Pajisja do të funksiononte në mënyrë perfekte për javë / muaj, por më pas papritmas ndaloi pa ndonjë arsye të dukshme. Me sa duket rrjeti përpiqet të dërgojë një lloj "informacioni të azhurnimit të sistemit" i cili, nëse nuk pranohet, bën që pajisja të dalë jashtë rrjetit, kështu që GPRS nuk është me të vërtetë një zgjidhje pa mirëmbajtje për transmetimin e të dhënave. Ashtë turp sepse kur funksionoi, funksionoi vërtet bukur.

Ky azhurnim përdor protokollin LoRa me fuqi të ulët për të dërguar të dhënat në një server lokal Raspberry Pi, i cili më pas do t'i dërgojë ato në rrjetet e internetit. Në këtë mënyrë, stacioni i motit në vetvete mund të ketë fuqi të ulët në një panel diellor dhe pjesën e "ngritjes së rëndë" të procesit, e bërë diku brenda intervalit WIFI në fuqinë kryesore. Sigurisht, nëse keni një portë publike LoRa brenda rrezes, Raspberry Pi nuk do të kërkohej.

Ndërtimi i stacionit të motit PCB është i lehtë pasi përbërësit SMD janë të gjithë mjaft të mëdhenj (1206) dhe gjithçka në PCB funksionon 100%. Disa nga përbërësit, domethënë instrumentet e erës, janë mjaft të shtrenjta, por ndonjëherë mund të gjenden të dorës së dytë në Ebay.

Hapi 1: Përbërësit

Arduino MKR1300 LORAWAN ………………………………………………………………. 1 nga

Raspberry Pi (sipas dëshirës varet nga disponueshmëria e portës LoRa lokale) ………… 1 nga

BME280 për presionin, lagështinë, temperaturën dhe lartësinë ………………………….. 1 prej

Lidhësi RJ 25 477-387 ……………………………………………………………………… 1 i

L7S505 ………………………………………………………………………………………………. 1 nga

Beeper 754-2053 ……………………………… 1 nga

Diodë e ndezur (1206) …………………………………… 2 prej

R1K restauron …………………………………… 3 prej

R4.7K rezistencë ………………………………… 1 prej

Kondensatori C100nF …………………………….. 3 prej

R100K ………………………………………………… 1 prej

R10K …………………………………………….. 4 prej

C1uF ……………………………………………… 1 prej

C0.33uF ………………………………………… 1 prej

R100 …………………………………………….. 1 prej

R0 ……………………………………………….. 1 prej

Sonda e temperaturës Dallas DS18B20 ………… 1 prej

PCB …………………………………………………………… 1 prej

Matës shiu …………………………………………………. 1 nga

Sonda e tokës ……………………………………… 1 nga (shih hapin 6 për sondën DIY)

Anemometër A100LK ………………………….. 1 prej

Furra e erës W200P ………………………………..1 e

Hapi 2: Si funksionon

Easyshtë mjaft e lehtë për të bërë që sensorët të punojnë për gjëra të tilla si temperatura, lagështia dhe presioni, por disa nga të tjerat janë mjaft të ndërlikuara, megjithëse i gjithë kodi është përfshirë në këtë blog.

1. Matësi i shiut është në një 'ndërprerje' dhe funksionon kur zbulohet një ndryshim. Shiu hyn në instrument dhe pikon mbi një lëkundëse sharrash që tundet sapo njëra anë të jetë e mbushur, duke shkaktuar një sensor magnetik dy herë kur kalon. Sensori i shiut ka përparësi mbi gjithçka dhe funksionon edhe nëse të dhënat po transmetohen.

2. Anemometri punon duke dërguar një impuls me fuqi të ulët, frekuenca e të cilit varet nga shpejtësia e tij. Veryshtë shumë e thjeshtë për të koduar dhe përdor shumë pak energji edhe pse duhet të regjistrohet rreth një herë në sekondë për të kapur goditjet më të rënda. Kodi mban një shënim të shpejtësisë mesatare të erës dhe goditjes maksimale gjatë seancës së regjistrimit.

3. Edhe pse në mendimet e para, korsia e erës do të ishte e lehtë për tu koduar, pasi të jenë eksploruar ndërlikimet, është shumë më e komplikuar. Në thelb, është vetëm një potenciometër çift rrotullues shumë i ulët, por problemi i marrjes së leximeve prej tij është i komplikuar nga fakti se ai ka një "zonë të shkurtër të vdekur" rreth drejtimit verior. Ajo ka nevojë për rezistenca dhe kondensatorë për të parandaluar leximet e çuditshme pranë veriut, të cilat më pas shkaktojnë jo linearitet në leximet. Gjithashtu, sepse leximet janë polare, llogaritjet mesatare normale mesatare nuk janë të mundshme dhe kështu mënyra më e komplikuar duhet të llogaritet e cila përfshin krijimin e një grupi masiv prej rreth 360 numrash! … Dhe ky nuk është fundi…. Një konsideratë e veçantë duhet të bëhet në lidhje me atë kuadrant që sensori po drejton sikur të jetë në kuadratin në secilën anë të veriut, mënyra duhet të trajtohet ndryshe.

4. Lagështia e tokës është një sondë e thjeshtë përçueshmërie, por për të kursyer energji dhe për të parandaluar gërryerjen, ajo pulson shumë shpejt me një nga kunjat digjitale të Arduino -s.

5. Sistemi dërgon të dhëna nga Arduino te Raspberry Pi (ose porta LoRa), por gjithashtu ka nevojë për një 'thirrje mbrapsht' nga marrësi për të konfirmuar se në fakt i ka marrë të dhënat siç duhet para se të rivendosë të gjithë numëruesit dhe mesataret e ndryshme dhe të marrë një grup i ri leximesh. Një seancë regjistrimi mund të jetë rreth 5 minuta secila, pas së cilës Arduino përpiqet të dërgojë të dhënat. Nëse të dhënat janë të korruptuara ose nuk ka lidhje interneti, sesioni i regjistrimit zgjatet derisa thirrja të tregojë sukses. Në këtë mënyrë, asnjë goditje maksimale e erës apo matje shiu nuk do të humbasë.

6. Edhe pse përtej fushëveprimit të këtij blogu, një herë në serverin e internetit (është një kompjuter i madh i vendosur në Ipswich, MB), të dhënat mblidhen më pas në një bazë të dhënash MySQL, e cila mund të arrihet duke përdorur skripte të thjeshta PHP. Përdoruesi përfundimtar gjithashtu mund të shohë të dhënat e shfaqura në numra dhe grafikë të zbukuruar falë softuerit të pronarit Java nga Amcharts. Pastaj 'rezultati përfundimtar' mund të shihet këtu:

www.goatindustries.co.uk/weather2/

Hapi 3: Skedarët

Të gjithë skedarët e kodit Arduino, Raspberry Pi dhe skedari për krijimin e PCB -së në softuerin "Design Spark" gjenden në depon e Github këtu:

github.com/paddygoat/Weather-Station

Hapi 4: Plotësimi i PCB

Asnjë klishe nuk kërkohet për bashkimin e komponentëve SMD - thjesht lyejini pak saldim në pllakat e PCB dhe vendosni përbërësit me disa piskatore. Komponentët janë mjaft të mëdhenj për të bërë gjithçka me sy dhe nuk ka rëndësi nëse saldimi duket i çrregullt ose përbërësit janë pak jashtë qendrës.

Vendoseni PCB -në në një furrë me dolli dhe ngrohni në 240 gradë C duke përdorur një sondë termometri të tipit K për të monitoruar temperaturat. Prisni për 30 sekonda në 240 gradë dhe më pas fikni furrën dhe hapni derën për të liruar nxehtësinë.

Tani pjesa tjetër e përbërësve mund të bashkohen me dorë.

Nëse dëshironi të blini një PCB, shkarkoni skedarët gerber të zipuar këtu:

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

dhe ngarkojini ato në JLC këtu:

Zgjidhni madhësinë e tabelës 100 x 100 mm dhe përdorni të gjitha standardet. Kostoja është $ 2 + postare për 10 dërrasa.

Hapi 5: Vendosja

Stacioni i motit është vendosur në mes të një fushe me instrumentet e erës në një shtyllë të gjatë me kabllo djaloshi. Detajet e vendosjes jepen këtu:

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

Hapi 6: Puna e mëparshme

Ky udhëzues është faza më e fundit në projektin në vazhdim e cila ka historinë e tij të zhvillimit në shtatë projekte të tjera të mëparshme:

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…