Акустический измеритель DISDRO: открытая метеостанция Raspebbery Pi (часть 2): 4 шага (с изображениями)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последнее изменение: 2024-01-30 11:53

DISDRO означает раздачу капель. Устройство записывает размер каждой капли с отметкой времени. Эти данные полезны для множества приложений, включая метеорологические (погодные) исследования и сельское хозяйство. Если disdro очень точный, он может измерять общее количество осадков, как датчик дождя. Его также можно использовать как простой датчик дождя.

DISDRO также полезен для расчета скорости дождя, как и другие компьютеризированные датчики дождя (ультразвуковой датчик дождя и опрокидывающиеся кронштейны).

Я решил построить этот DISDRO, потому что мой ультразвуковой датчик дождя на данном этапе не очень точен для первых 1-2 мм дождя, потому что его основание не идеально выровнено, а также потому, что это может быть весело.

Шаг 1. Что вам понадобится

1) Raspberry pi, максимально быстро, я использовал raspberry pi 3

2) Хлебная доска

3) Множество перемычек (подойдет 20) и несколько метров тонкого электрического кабеля от вашего PI к DISDRO.

4) АЦП MCP3008 (аналого-цифровой преобразователь, подойдут и другие АЦП).

5) Пьезоэлектрический элемент

6) Старый компакт-диск

7) Плотницкий нож

8) Суперклей

9) ПЛАСТИК 70 (оптический)

10) Навыки Python (я предоставлю примеры скриптов)

Большинство этих товаров должно быть доступно на eBay. Южноафриканцы могут использовать Communica,

Шаг 2: Соберите свое оборудование

Снимите фольгу с акрилового слоя компакт-диска. Прикрепите пьезо к задней части компакт-диска. Лицевая сторона компакт-диска будет использоваться для прослушивания дождя. Синий кабель (сигнальный) должен быть подключен к каналу 0 MCP3008, красный и черный должны быть подключены к 3,3 В и заземлению соответственно.

Вы можете использовать конформное покрытие (Plastik 70) для гидроизоляции передней части компакт-диска и пьезо. Не распыляйте его на заднюю часть компакт-диска и пьезо в местах крепления проводов и керамики. При напылении керамики пьезоэлемент не будет должным образом вибрировать.

Шаг 3: Создайте свою схему для подключения PI, MCP3008 и пьезо

Есть много наставников по подключению MCP3008 и Raspberry PI. Сначала я использовал учебник Adafruit:

Аппаратный SPI Чтобы использовать аппаратный SPI, сначала убедитесь, что вы включили SPI с помощью инструмента raspi-config (или перейдите на рабочий стол, откройте меню «Приложения» (Пуск), «Настройки», «Конфигурация Raspberry Pi», «Интерфейсы»). Обязательно ответьте утвердительно как на включение интерфейса SPI, так и на загрузку модуля ядра SPI, затем перезагрузите Pi. Теперь подключите MCP3008 к Raspberry Pi следующим образом:

MCP3008 VDD для Raspberry Pi 3,3 В

MCP3008 VREF для Raspberry Pi 3,3 В

MCP3008 AGND на Raspberry Pi GND

MCP3008 DGND для Raspberry Pi GND

MCP3008 CLK для Raspberry Pi SCLK

MCP3008 DOUT для Raspberry Pi MISO

MCP3008 DIN для Raspberry Pi MOSI

MCP3008 CS / SHDN для Raspberry Pi CE0

Эта схема теперь может использоваться для многих аналоговых датчиков, принимающих входное напряжение 3,3 В, включая наш пьезоэлектрический элемент.

Подключите красный кабель пьезоэлемента (Вольт на входе) к PI 3.3 В, заземление к земле, а пьезо выход (синий) к CH0 (нулевой канал) MCP3008.

Если у вас есть только пьезоэлектрический элемент с красно-черным кабелем (без платы), подключите красный кабель к каналу 0 MCP 3008, а черный - к GND. Также подключите резистор 1 МОм между каналом 0 MCP3008 и землей (Пьезо и резистор подключены параллельно). Резистор защитит MCP 3008 от пиков тока и напряжения, создаваемых пьезоэлектрическим элементом.

Я также проверил пьезоискатель с помощью микроскопа битоскопа в прикрепленном видео. Однако в этом нет необходимости.

Шаг 4: Программное обеспечение

Я написал простой скрипт с использованием библиотеки GPIOZERO для MCP3008. Он прилагается.

Убедитесь, что SPI включен (меню приложений (начало), настройки, конфигурация Raspberry Pi, интерфейсы или sudo raspi-config)

Запустите сценарий, закапайте несколько капель и посмотрите, каков результат. возможно, вам придется изменить порог в коде Python.