Arduino Weathercloud եղանակային կայարան. 16 քայլ (նկարներով)

2025 Հեղինակ: John Day | [email protected]. Վերջին փոփոխված: 2025-01-23 14:48

Ինտերնետին միացված եղանակային կայան ստեղծեցի: Այն չափում է ջերմաստիճանը, խոնավությունը, ճնշումը, տեղումները, քամու արագությունը, ուլտրամանուշակագույն ինդեքսը և հաշվարկում է մի քանի կարևոր օդերևութաբանական արժեքներ: Այնուհետև այն ուղարկում է այս տվյալները weathercloud.net- ին, որն ունի գեղեցիկ գրաֆիկա և UX: Այն ունի նաև եղանակային վեբ -տեսախցիկ: Դա ինձ արժեցավ մոտ 140 €: Այս կայանը պատրաստեցի որպես իմ դպրոցի նախագիծ: Կայանը տեղադրված է Սլովակիայի Բրատիսլավա քաղաքի իմ դպրոցում: Ահա ընթացիկ տվյալները:

Լուսանկարը ՝ Mimo ամսագիր: Օգտագործված է թույլտվությամբ:

Նշում. Ես աշխատում եմ այս նախագծի վրա արդեն ավելի քան երկու տարի: Այս հրահանգը բասսիկորեն պարզապես ուսանելիի վերբեռնում է, որը ես հրապարակել էի մեկ տարի առաջ, բայց այնքան փոփոխություններ են եղել, որ ես որոշեցի նոր ուսանելի դարձնել: Բացի այդ, ոչ ոք երբեք չի նայում մեկ տարեկան հրահանգներին:

ԹԱՐՄԱՈՄ 14.12.2018. Բարև ձեզ: Իմ կայանին ավելացրեցի անեմոմետր (քամաչափ): Կան մի քանի նոր տեքստ և լուսանկարներ, այնպես որ համոզվեք, որ դա ստուգեք:

Քայլ 1: Եղանակի ամպ

Նախ, ինչ է Weatherclud- ը: Weathercloud- ը եղանակային կայանների մի մեծ ցանց է, որն իրական ժամանակում տվյալներ է հաղորդում ամբողջ աշխարհից: Այն անվճար է և դրան միացված են ավելի քան 10 000 եղանակային կայաններ: Նախ, ես ունեի իմ սեփական HTML կայքը, որտեղ ուղարկվում էին բոլոր տվյալները, բայց սեփական վեբ կայքի և գրաֆիկայի ստեղծումը դժվար է, և շատ ավելի հեշտ է պարզապես ուղարկել բոլոր տվյալները մեծ ամպային հարթակ, որն ունի գեղեցիկ գրաֆիկա և կայուն սերվերներ: Ես փնտրեցի, թե ինչպես կարելի է տվյալներ ուղարկել weathercloud- ին և պարզեցի, որ դա հեշտությամբ կարող եք իրականացնել պարզ GET զանգով: Weathercloud- ի միակ խնդիրն այն է, որ անվճար հաշվի միջոցով այն թույլ է տալիս ձեզ տվյալներ ուղարկել միայն տասը րոպեն մեկ, սակայն դա օգտագործման մեծ մասի խնդիր չպետք է լինի: Այն աշխատեցնելու համար ձեզ հարկավոր է ստեղծել Weathercloud հաշիվ: Այնուհետեւ դուք պետք է ստեղծեք կայանի պրոֆիլ իրենց կայքում: Weathercloud- ում եղանակային կայանի ձեր պրոֆիլը ստեղծելիս ձեզ տրվում է Weathercloud ID և Weathercloud KEY: Պահպանեք դրանք, քանի որ Arduino- ին անհրաժեշտ կլինի, որ նրանք իմանան, թե որտեղ ուղարկեն տվյալները:

Քայլ 2: Մասերի ցուցակ

Google թերթ BOM

ԳՆԱՀԱՏՎԱ ԳԻՆ ՝ 140 €/150 $

Քայլ 3: Գործիքներ

Այս գործիքները կարող են օգտակար լինել

մետաղալար մերկացնող

մարտկոցի փորվածք

զոդման երկաթ

տափակաբերան աքցան

պտուտակահաններ

սոսինձ ատրճանակ

բազմաչափ

տեսավ

ծառի փորվածք

ֆայլը

Քայլ 4: DS18B20 Արևային ճառագայթման վահան

Արեգակնային ճառագայթման վահանը շատ տարածված բան է, որն օգտագործվում է օդերևութաբանական կայաններում `արևի ուղիղ ճառագայթումն արգելափակելու և, հետևաբար, չափված ջերմաստիճանի սխալները նվազեցնելու համար: Այն նաև գործում է որպես ջերմաստիճանի տվիչի պահող: Radառագայթային վահանակները շատ օգտակար են, բայց սովորաբար պատրաստված են պողպատից և թանկ են, ուստի որոշեցի ինքս իմ վահանը կառուցել: Ես պատրաստեցի մի հրահանգ, որը ցույց է տալիս, թե ինչպես պատրաստել ճառագայթային վահան այսպիսին: Ահա ուսանելիը:

Ես գտա նաև մի տեսանյութ, որը ցույց է տալիս ճիշտ նույն ընթացակարգերը, այնպես որ կարող եք օգտագործել դա.

Քայլ 5: Տերմինալային տուփ

Տերմինալային տուփը կայանի կենտրոնն է: Հիմնական 14 միջուկային մալուխը այն միացնում է սերվերային տուփին: DS18B20- ից մալուխը մտնում է դրա մեջ: Ուլտրամանուշակագույն արկղից մալուխը մտնում է դրա մեջ: Այն պարունակում է նաև խոնավության և ճնշման ցուցիչ: Տերմինալային տուփ ընտրելիս կարող եք օգտագործել ցանկացած IP65 պլաստիկ միացման տուփ, որն ունի ավելի քան 10x5x5 սմ (4 "x2" x2 "):

Քայլ 6: Ուլտրամանուշակագույն ցուցիչների տուփ

Ուլտրամանուշակագույն սենսորների տուփը պարունակում է UVM-30A ուլտրամանուշակագույն սենսորը, և դա նաև միջին կետ է հիմնական տերմինալի տուփի և անձրևի և քամու չափիչների միջև: Ուլտրամանուշակագույն տվիչների տուփը կարող է լինել ցանկացած պլաստիկ IP65 տուփ ՝ լիովին թափանցիկ ծածկով:

Քայլ 7: Եղանակի տեսախցիկ

Եղանակի տեսախցիկները (կամ եղանակային տեսախցիկները, ինչպես ես սիրում եմ նրանց անվանել) օգտագործվում են իրական եղանակային պայմանների պատկերը ձայնագրելու կամ հոսելու համար: Պատկերից կարող եք որոշել լույսի ուժգնությունը և ամպամածությունը: Ես գնեցի մատչելի ամենաէժան wifi տեսախցիկը, բայց դուք կարող եք օգտագործել ձեր ընտրած ցանկացած wifi տեսախցիկ: Այս էժան տեսախցիկը լավ է աշխատում, բայց դրա հետ մեկ խնդիր կա. Դուք պետք է անընդհատ հոսող ծրագրակազմ աշխատող համակարգիչ ունենաք: Դա ինձ համար խնդիր չէր, քանի որ ցանցում արդեն կա սերվեր, որն աշխատում է վեբ կայք, որպեսզի այն կարողանա հոգալ նաև հոսքի մասին: Բայց եթե ձեր տնային ցանցում նման համակարգիչ չունեք, ապա խորհուրդ եմ տալիս գնել Raspberry pi և Raspberry pi տեսախցիկ: Դա ավելի թանկ է (25 $ ընդդեմ 70 $), բայց իրականում այլ տարբերակ չունեք, եթե ցանկանում եք վեբ -տեսախցիկ: Երկու դեպքում էլ անհրաժեշտ է տեսախցիկը տեղադրել եղանակից պաշտպանված տուփի մեջ: Դուք կարող եք օգտագործել նույն տուփը, ինչ ուլտրամանուշակագույն սենսորի համար: Ես պատրաստել եմ իմ սեփական տուփը սովորական պլաստիկ տուփից և պլեքսիգլասից, բայց դա ավելորդ է: Խցիկի մարտկոցը մշտական լիցքավորման կարիք կունենա: Դուք կարող եք դա անել ՝ USB մալուխը հանելով և սենսորների համար + և - լարերը միացնելով 5 Վ ելքային հզորությանը: Երբ ձեր տեսախցիկը պաշտպանված է եղանակից, կարող եք այն տեղադրել ցանկացած վայրում, որտեղ լավ տեսարան է տեղադրված zipties- ով:

Այժմ եկեք նայենք ծրագրակազմին: Այս մասը պահանջում է կոդավորման առաջադեմ հմտություններ: Այս ամենը կատարելու համար դուք պետք է ունենաք 24/7 աշխատող համակարգիչ (կարող է լինել Raspberry pi) ձեր տան ցանցում: Այսպիսով, առաջին բանը, որ դուք պետք է անեք, ձեր IP տեսախցիկը միացնելն է ձեր տան Wi-Fi ցանցին: Այնուհետև դուք պետք է փոխեք օգտվողի անունը և գաղտնաբառը սցենարով `ըստ ձեր օգտանվան և գաղտնաբառի` տեսախցիկի ինտերֆեյսի վրա: Դուք նաև պետք է փոխեք տեսախցիկի IP հասցեն սցենարում: Այնուհետև ձեզ հարկավոր է կարգավորել առաջադրանքների ժամանակացույց ՝ ներառված սցենարը ձեր սերվերի/համակարգչի վրա ամեն 5 րոպեն մեկ գործարկելու համար: Այժմ սցենարը պետք է յուրաքանչյուր 5 րոպեն մեկ վերցնի տեսախցիկի պատկերի սքրինշոթը և պահի այն կանխադրված թղթապանակում: Թղթապանակը պետք է լինի հանրային, որպեսզի կարողանաք այն որոնել հետևյալ կերպ ՝ example.com/username/webcam.jpg: Weathercloud- ն այնուհետև կարող է վերցնել այս պատկերը հանրային թղթապանակից և տեղադրել այն իր վեբ էջում: Այստեղ կարող եք տեսնել «ուղիղ» (թարմացումները յուրաքանչյուր 5 րոպեն մեկ) թարմացվող բովանդակությունը:

Քայլ 8. Լավագույն սենսորների սեփականատեր

Վերևի սենսորների պահողը պողպատե բաղադրիչ է, որը տանիքում պահում է վերին տվիչները (ուլտրամանուշակագույն, անձրևի և քամու արագություն): Այն հատվածը, որը տեսնում եք այս նկարների վրա, տեղավորվում է միայն մեր շենքի համար: Դուք կարող եք տեղադրել այս տվիչները ցանկացած ձևով, ինչպես ցանկանում եք: Սա ընդամենը օրինակ է: Մենք արդեն պողպատե խողովակ էինք ամրացրել տանիքին, այնպես որ հեշտ էր ամրացնել ամրակը:

Քայլ 9. Վահանի համատեղելիության խնդիր

Կա պարզ համատեղելիության խնդիր ethernet վահանի և protoshield- ի միջև: Դուք չեք կարող տեղադրել protoshield- ը ethernet վահանի վերևում, քանի որ ethernet միակցիչը պարզապես թույլ չի տա ձեզ: Եվ դուք չեք կարող տեղադրել ethernet վահանը protoshield- ի վերևում, քանի որ ethernet վահանը պետք է անմիջական կապ ունենա arduino- ի հետ ICSP միակցիչի միջոցով, սակայն protoshield- ը չունի այն: Դե, պարզ խնդիր, պարզ լուծում: Ես ուղղակի ուղղանկյուն անցք եմ կտրել protoshield- ում, որպեսզի ethernet միակցիչը տեղավորվի:

Քայլ 10: Անձրևի չափում

Անձրևաչափը, որը ես պատվիրեցի, լավ է աշխատում, բայց դրա հետ մեկ մեծ խնդիր կա: Այն չունի որևէ հաղորդակցման ինտերֆեյս, ինչպես I2C կամ RX/TX: Կա ընդամենը մի պարզ անջատիչ, որը միանում է 60 միկրովայրկյանով ամեն անգամ, երբ ավելի քան 0,28 մմ/մ 2 անձրև է տեղում: Արդուինոն կարող է հեշտությամբ որսալ դա, երբ այլ բան չի անում, քան անձրևի չափումը: Բայց երբ այն ունի այլ առաջադրանքներ (օրինակ ՝ ջերմաստիճանը չափելը և այն ամպ ուղարկելը), մեծ է հավանականությունը, որ arduino- ի պրոցեսորը զբաղված կլինի անձրևաչափի միացման պահին: Սա կառաջացնի անձրևների ոչ ճշգրիտ ընթերցում: Ահա թե ինչու ես ավելացրեցի երկրորդ arduino- ն `arduino nano: Նանոյի միակ խնդիրն է չափել տեղումները և դրանք ուղարկել հիմնական arduino- ին I2C- ի միջոցով: Այդ կերպ անձրևի ցուցանիշները միշտ ճշգրիտ կլինեն: Ես պատրաստեցի PCB, որը պահում է ինչպես arduino nano- ն, այնպես էլ RTC մոդուլը, բայց այն կարող եք զոդել նաև protoshield- ին: Ես գիտեմ, որ սա ամենապարզ և ամենաէժան լուծումը չէ, բայց ինձ դուր է գալիս, և դա շատ կոկիկ և կազմակերպված է:

Քայլ 11: Քամու արագության չափում

Այս քայլը շատ նման է նախորդին: Ես պատրաստեցի տախտակ, որը չափում է քամու արագությունը, այնուհետև այն ուղարկում է I2C- ով: Պարզապես կրկնեք նախորդ քայլը առանց RTC- ի: Փորձեցի երկու տախտակները մեկում դնել, բայց չստացվեց:

Քայլ 12: Սերվերի արկղ

Միշտ լավ գաղափար է ամբողջ էլեկտրոնիկան թաքցնել փոքր, կազմակերպված տուփի մեջ: Եվ դա հենց այն է, ինչ ես արեցի սերվերների տուփի հետ: Սերվերային արկղում տեղակայված են Arduino UNO- ն, ethernet վահանը, protoshield- ը, 5V կարգավորիչը, տվյալների հիմնական մալուխային տերմինալը և անձրևների չափման տախտակը: Arduino- ի վերաբերյալ մեկ նշում. Կայանի ծածկագիրը օգտագործում է Arduino UNO հիշողության մոտ 90% -ը, և դա կարող է որոշ խնդիրներ առաջացնել: Դուք կարող եք կամ կարիք չունեք օգտագործել Arduino Mega- ն:

Քայլ 13: Միացումներ

Պարզապես միացրեք ամեն ինչ ՝ ներառված սխեմատիկայի համաձայն:

Քայլ 14: ԿՈԴ

Սա վերջին մասն է, այն մասը, որին մենք բոլորս սպասում էինք `փորձարկում, եթե այն աշխատի: Դուք պետք է փոխեք IP հասցեն, Weathercloud ID- ն և Weathercloud KEY- ը ՝ ըստ ձեր տան ցանցի և ձեր Weathercloud հաշվի: Դրանից հետո դուք պատրաստ եք այն վերբեռնել ձեր arduino- ում: Անհրաժեշտ է նաև I2C անձրև ուղարկողի ծածկագիրը վերբեռնել Arduino nano- ին անձրևների տախտակի վրա, իսկ I2C քամու ուղարկողը ՝ Arduino nano- ի վրա `քամու արագության տախտակի վրա: Կա նաև index.php սցենարը, որի մասին լրացուցիչ տեղեկությունները ներկայացված են 7 -րդ քայլում:.

Քայլ 15: Տեղադրում

Ձեր արհեստանոցում եղանակային կայանի աշխատանքը դարձնելը մի բան է, բայց իրական աշխարհի ծանր պայմաններում աշխատելն այլ բան է: Տեղադրման կարգը շատ կախված է այն շենքից, որի վրա տեղադրում եք ձեր կայանը: Բայց եթե դուք ունեք արևային ճառագայթման վահան և սենսորների վերևի կրիչը, դա չպետք է այդքան դժվար լինի: Temperatureերմաստիճանի և խոնավության տվիչը կարող է տեղադրվել շենքի ցանկացած վայրում, սակայն ուլտրամանուշակագույն սենսորը և անձրևաչափը պետք է լինեն շենքի վերևում: Ուլտրամանուշակագույն սենսորը չի կարող ստվերում լինել, իսկ անձրևաչափը չի կարող լինել պատի մոտ, հակառակ դեպքում ուժեղ քամու դեպքում անձրևի կաթիլները չեն ընկնի չափիչի մեջ, իսկ ընթերցումները կլինեն ոչ ճշգրիտ: Ահա մի նկար, որը ցույց է տալիս, թե ինչպես կարող եք կայարանը տեղադրել սովորական տան վրա: Դուք պետք է շատ զգույշ լինեք, երբ կայանը տեղադրեք տանիքին, և պետք է ունենաք հզոր փորվածք, որը կարող է բետոնի միջոցով փորել:

Քայլ 16: Կատարված է

Շնորհավորում եմ: Եթե դուք կատարել եք բոլոր քայլերը ճիշտ, դուք ունեք լիովին գործող ամպային եղանակային կայան: Իմ կայանի տվյալները կարող եք տեսնել այստեղ: Եթե ունեք որևէ հարց կամ առաջարկ, ես ուրախ կլինեմ լսել դրանք ստորև բերված մեկնաբանությունների բաժնում:

Ես պլանավորում եմ կառուցել նման կայան ESP32 Wi-Fi տախտակի և որոշ լրացուցիչ տվիչների միջոցով (քամու արագություն/ուղղություն, արևային ճառագայթում, հողի խոնավություն), բայց դրա մասին ավելի ուշ: Վայելեք: