Метеостанция с беспроводной передачей данных: 8 шагов

2025 Автор: John Day | [email protected]. Последнее изменение: 2025-01-23 15:05

Это поучительное обновление моего предыдущего проекта - Метеостанция с регистрацией данных.

Предыдущий проект можно посмотреть здесь - Метеостанция с регистрацией данных

Если у вас есть вопросы или проблемы, вы можете связаться со мной по электронной почте: [email protected].

Компоненты предоставлены DFRobot

Итак, начнем

Шаг 1. Что нового?

Я сделал несколько обновлений и улучшений в своем предыдущем проекте - Метеостанция с регистрацией данных.

Я добавил беспроводную передачу данных с метеостанции на приемник, который находится в помещении.

Также был удален модуль SD-карты и заменен на интерфейсный экран Arduino Uno. Основной причиной этой замены было использование пространства, интерфейсный экран полностью совместим с Arduino Uno, поэтому вам не нужно использовать провода для подключения.

Переделан стенд метеостанции. Предыдущая стойка метеостанции была слишком низкой и очень неустойчивой, поэтому я сделал новую стойку более высокой и устойчивой.

Я также добавил новый держатель для корпуса, который крепится непосредственно к стойке метеостанции.

Для питания добавлена дополнительная солнечная панель.

Шаг 2: материалы

Практически все необходимые материалы для этого проекта можно купить в интернет-магазине: DFRobot.

Для этого проекта нам понадобятся:

-Комплект погодной станции

-Arduino Uno

-Arduino Nano

-RF 433 МГц модуль для Arduino (приемник и передатчик)

-Протоборд

-SD Card

-Солнечный менеджер питания

-5V 1A Солнечная панель 2x

-Arduino Uno интерфейсный экран

-Некоторые нейлоновые кабельные стяжки

-Монтажный комплект

-ЖК дисплей

- макетная плата

-Ли-ионные аккумуляторы (я использовал аккумуляторы Sanyo 3,7 В 2250 мАч)

-Влагонепроницаемая пластиковая распределительная коробка

-Некоторые провода

Для стенда метеостанции вам понадобятся:

- стальная труба длиной около 3,4 м или также можно использовать стальной профиль.

-проволочный трос (около 4м)

-проволочно-канатный зажим 8x

- Натяжные муфты из нержавеющей стали 2x

-fi10 стальной стержень (около 50 см)

-Стальная подъемная рым-гайка 4x

Также вам понадобятся инструменты:

-паяльник

-отвертки

-плоскогубцы

-дрель

-сварочный аппарат

-угловая шлифовальная машина

-металличесая щетка

Шаг 3: Резюме

Как я уже сказал, эта инструкция является обновлением моей предыдущей инструкции по метеостанции.

Итак, если вы хотите узнать, как собрать комплект метеостанции, необходимый для этого проекта, вы можете взглянуть здесь:

Как собрать комплект метеостанции

Также взгляните на мою предыдущую инструкцию об этой метеостанции.

Метеостанция с регистрацией данных

Шаг 4: Решение для монтажа метеостанции

С метеостанцией также возникает вопрос, как сделать монтажную стойку, которая выдержит внешние воздействия.

Мне нужно было немного поинтересоваться типами и конструкциями подставки для метеостанции. Поработав немного, решил сделать подставку из стальной трубы длиной 3 метра. Рекомендуется, чтобы анемометр был на самой высокой точке на высоте около 10 м (33 фута), но поскольку у меня есть комплект метеостанции, который является универсальным, я выбираю рекомендуемую высоту - около 3 м (10 футов).

Главное, что мне нужно было учесть, это то, что эта подставка должна быть модульной и простой в сборке и разборке, чтобы ее можно было перенести в другое место.

Сборка:

1. Я начал со стальной трубы Fi18 длиной 3,4 м (11,15 фута). Сначала мне нужно было удалить ржавчину с трубы, поэтому я покрыл ее кислотой для удаления ржавчины.
2. Через 2–3 часа, когда кислота сделала свое дело, я начал все сваривать. Сначала я приварил рым-гайку к противоположным сторонам стальной трубы. Я поставил его на высоте 2 м от земли, его тоже можно поставить выше, но не ниже, потому что тогда верхняя часть станет неустойчивой.
3. Затем мне нужно было сделать два «якоря», по одному с каждой стороны. Для этого я взял два стальных стержня Fi12 длиной 50 см (1,64 фута). К верхней части каждого стержня я приварил одну подъемную рым-гайку и небольшую стальную пластину, чтобы вы могли наступить на нее или забить ее в землю. Это можно увидеть на картинке (напиш на кири слики)
4. Мне нужно было соединить «анкеры» с подъемными проушинами с обеих сторон стойки, для этого я использовал трос. Сначала я использовал два куска троса длиной около 1,7 м (5,57 фута), одна сторона была прикреплена непосредственно к подъемной рым-гайке с помощью зажима для троса, а другая сторона была прикреплена к стяжкам из нержавеющей стали. Стяжки из нержавеющей стали используются для натяжения троса.
5. Для крепления пластиковой распределительной коробки к стойке. Я напечатал на 3D-принтере рукоятку. Подробнее об этом можно узнать на шаге 5.
6. В конце я покрасил каждую стальную деталь основным цветом (два слоя). Затем на этот цвет вы можете нанести любой цвет, какой захотите.

Шаг 5: детали, напечатанные на 3D-принтере

Поскольку я хотел, чтобы монтажную подставку было легко собирать и разбирать, мне нужно было сделать некоторые детали, напечатанные на 3D-принтере. Каждая деталь была напечатана на пластике PLA и разработана мной.

Теперь мне нужно посмотреть, как эти детали будут противостоять внешним воздействиям (жара, холод, дождь…). Если вам нужны файлы STL этих частей, вы можете написать мне на мою почту: [email protected]

Пластиковый держатель для распределительной коробки

Если вы посмотрите на мои предыдущие инструкции, вы увидите, что я сделал поручень со стальной пластиной, что было непрактично. Итак, теперь я решил сделать его из деталей, напечатанных на 3D-принтере. Он состоит из пяти деталей, напечатанных на 3D-принтере, что позволяет быстро заменить сломанную деталь.

С помощью этого держателя пластиковую распределительную коробку можно установить непосредственно на стальную трубу. Высота крепления может быть произвольной.

Корпус датчика температуры и влажности

Мне нужно было спроектировать корпус для датчика температуры и влажности. Поработав в Интернете, я пришел к выводу об окончательной форме этого корпуса. Я разработал экран Стивенсона с держателем, чтобы все можно было установить на стальную трубу.

Он состоит из 10 частей. Основное основание из двух частей и «колпачок», который идет наверх, так что все герметично, чтобы вода не попадала внутрь.

Все было напечатано с помощью нити PLA.

Шаг 6: Внутренний приемник данных

Главное обновление этого проекта - беспроводная передача данных. Так что для этого мне также потребовалось сделать внутренний приемник данных.

Для этого я использовал приемник 430 МГц для Arduino. Я модернизировал его с помощью антенны на 17 см (6,7 дюйма). После этого мне нужно было протестировать дальность действия этого модуля. Первый тест был проведен в помещении, чтобы я увидел, как стены влияют на дальность сигнала и как это влияет на сбои сигнала. Второй тест проводился снаружи. Диапазон был более 10 м (33 фута), что было более чем достаточно для моего внутреннего приемника.

Детали ствольной коробки:

• Ардуино Нано
• Модуль приемника Arduino 430 МГц
• Модуль RTC
• ЖК дисплей
• и некоторые разъемы

Как видно на картинке, этот приемник может отображать температуру и влажность наружного воздуха, дату и время суток.

Шаг 7: Тестирование

Прежде чем собрать все вместе, пришлось провести несколько тестов.

Сначала мне пришлось протестировать передающий и приемный модуль для Arduino. Мне нужно было найти правильный код, а затем изменить его, чтобы он соответствовал требованиям проекта. Сначала я попробовал с простым примером, я отправляю одно слово от передатчика к приемнику. Когда это было успешно завершено, я продолжил отправлять дополнительные данные.

Затем мне пришлось протестировать линейку этих двух модулей. Сначала я попробовал без антенн, но у них не было такой большой дальности, около 4 метров (13 футов). Потом были добавлены антенны. После некоторых исследований я наткнулся на некоторую информацию, поэтому решил, что длина антенны будет 17 см (6,7 дюйма). Затем я провел два теста, один в помещении и один снаружи, чтобы увидеть, как разные окружающие условия влияют на сигнал.

При последнем тестировании передатчик находился на открытом воздухе, а приемник - в помещении. С этим я проверил, действительно ли я могу сделать комнатный ресивер. Сначала были проблемы с прерыванием сигнала, потому что полученное значение не совпадало с переданным. Это было решено с помощью новой антенны, я купил на ebay "оригинальную" антенну для модуля 433 МГц.

Этот модуль хорош тем, что очень дешев и прост в использовании, но он полезен только для небольших диапазонов из-за прерываний сигнала.

Подробнее о тестировании можно прочитать в моем предыдущем руководстве - Метеостанция с регистрацией данных

Шаг 8: Заключение

Создание такого проекта от идеи до конечного продукта может быть действительно увлекательным, но и сложным. Вам нужно потратить время и подумать о многочисленных вариантах всего этого проекта. Итак, если мы возьмем этот проект в целом, вам понадобится много времени, чтобы действительно сделать его таким, каким вы хотите.

Но подобные проекты - действительно хорошая возможность обновить свои знания в области дизайна и электроники.

Он также включает в себя множество других технических областей, таких как 3D-моделирование, 3D-печать, сварка. Так что вы не просто видите одну техническую зону, а получаете представление о том, как технические области переплетаются в таких проектах.

Этот проект разработан таким образом, чтобы его мог выполнить каждый, имеющий базовые навыки в области электроники, сварки, шлифования, проектирования. Но главная составляющая такого проекта - время.