Powerածր էներգիայի եղանակային կայան. 6 քայլ (նկարներով)

2024 Հեղինակ: John Day | [email protected]. Վերջին փոփոխված: 2024-01-30 09:49

Այժմ արդեն երրորդ տարբերակում և արդեն ավելի քան երկու տարի փորձարկված, իմ եղանակային կայանը արդիականացվում է ավելի ցածր էներգիայի կատարման և տվյալների փոխանցման հուսալիության համար:

Էլեկտրաէներգիայի սպառումը - խնդիր չէ այլ ամիսներին, քան դեկտեմբերն ու հունվարը, բայց այս շատ մութ ամիսներին արևային վահանակը, չնայած 40 Վտ հզորությամբ, չկարողացավ հետևել համակարգի պահանջներին … և պահանջարկի մեծ մասը գալիս էր 2G FONA GPRS մոդուլը, որը տվյալները փոխանցում է անմիջապես միջքաղաքային ցանցերին:

Հաջորդ խնդիրը վերաբերում էր հենց FONA GPRS մոդուլին, կամ, ամենայն հավանականությամբ, բջջային հեռախոսի ցանցին: Սարքը կատարյալ կաշխատի շաբաթներ / ամիսներ, բայց հետո հանկարծակի կանգ առավ առանց որևէ ակնհայտ պատճառի: Ըստ երևույթին, ցանցը փորձում է ուղարկել մի տեսակ «համակարգի թարմացման տեղեկատվություն», որը, չընդունվելու դեպքում, սարքը ցանցից դուրս է բերում, ուստի GPRS- ը իրականում տվյալների փոխանցման տեխնիկական սպասարկման անվճար լուծում չէ: Ամոթ է, քանի որ երբ այն աշխատում էր, իսկապես շատ լավ էր աշխատում:

Այս արդիականացումը օգտագործում է ցածր էներգիայի LoRa արձանագրությունը ՝ տվյալները Raspberry Pi տեղական սերվերին ուղարկելու համար, որն այնուհետև դրանք կուղարկի միջքաղաքային ցանցերին: Այս կերպ, եղանակային կայանն ինքնին կարող է լինել ցածր էներգիա արևային վահանակի վրա և գործընթացի «ծանրաբեռնվածության» մասը, որն արվում է WIFI տիրույթում ՝ հիմնական էներգիայի միջոցով: Իհարկե, եթե դուք ունեք LoRa հանրային դարպաս միջակայքում, ապա Raspberry Pi- ը չի պահանջվի:

Եղանակային կայանի PCB- ի կառուցումը հեշտ է, քանի որ SMD- ի բաղադրիչները բոլորը բավականին մեծ են (1206), և PCB- ի վրա ամեն ինչ աշխատում է 100%-ով: Որոշ բաղադրիչներ, այն է ՝ փողային գործիքները, բավականին թանկ են, բայց երբեմն կարող են օգտագործվել երկրորդ ձեռքով Ebay- ում:

Քայլ 1: Բաղադրիչներ

Arduino MKR1300 ԼՈՐԱՎԱՆ ……………………………………………………………… 1 -ից

Ազնվամորու Pi (ըստ ցանկության ՝ կախված տեղական LoRa դարպասի առկայությունից) ………… 1 -ը

BME280 ճնշման, խոնավության, ջերմաստիճանի և բարձրության համար ………………………….. 1 -ը

RJ 25 միակցիչ 477-387 ……………………………………………………………………… 1-ից

L7S505 ……………………………………………………………………………………………… 1 -ից

Բիփեր 754-2053 ……………………………… 1-ից

Շոտկի դիոդ (1206) …………………………………… 2 -ը

R1K վերականգնողներ …………………………………… 3 -ը

R4.7K դիմադրություն ………………………………… 1 -ը

C100nF կոնդենսատոր …………………………….. 3 -ը

R100K …………………………………………… 1 -ից

R10K ………………………………………………….. 4 -ը

C1uF ……………………………………………… 1 -ից

C0.33uF ………………………………………… 1 -ից

R100 …………………………………………….. 1 -ը

R0 ……………………………………………….. 1 -ը

Dallas DS18B20 ջերմաստիճանի զոնդ ………… 1 -ից

PCB …………………………………………………………… 1 -ը

Անձրևաչափ ………………………………………………… 1 -ից

Հողի զոնդ ……………………………………… 1 -ից (տե՛ս DIY զոնդի 6 -րդ քայլը)

A100LK անեմոմետր ………………………….. 1 -ը

W200P քամու թև ………………………………..1 -ից

Քայլ 2: Ինչպես է այն աշխատում

Enoughերմաստիճանի, խոնավության և ճնշման համար սենսորներ գործադրելը բավականին հեշտ է, բայց որոշ այլ բաներ բավականին բարդ են, չնայած ամբողջ ծածկագիրը ներառված է այս բլոգում:

1. Անձրևաչափը գտնվում է «ընդհատման» վրա և աշխատում է փոփոխության հայտնաբերման դեպքում: Անձրևը ներս է մտնում գործիքի մեջ և կաթում ներքև ՝ տեսած ճոճվող ժայռի վրա, որը ժայռում է մեկ ծայրը լեփլեցվելուց մեկ անգամ, երբ այն անցնում է երկու անգամ: Անձրևի ցուցիչն ամեն ինչից առավելություն ունի և աշխատում է, նույնիսկ եթե տվյալները փոխանցվում են:

2. Անեմոմետրը գործում է ցածր էներգիայի իմպուլս ուղարկելով, որի հաճախականությունը կախված է դրա արագությունից: Կոդավորելը շատ պարզ է և շատ քիչ էներգիա է օգտագործում, չնայած որ ամեն վայրկյանը մեկ անգամ անհրաժեշտ է ձայնագրել ՝ ամենալուրջ պոռթկումները բռնելու համար: Կոդը պահում է ձայնագրման նիստի ընթացքում քամու միջին արագության և առավելագույն պոռթկման ընթացիկ նշումը:

3. Թեև առաջին մտքերով քամու թևը հեշտ կլիներ կոդավորել, բայց երբ բարդությունները ուսումնասիրվեն, դա շատ ավելի բարդ է: Ըստ էության, դա պարզապես շատ ցածր պտտվող պոտենցիոմետր է, սակայն դրանից ընթերցումներ ստանալու խնդիրը բարդանում է նրանով, որ հյուսիսային ուղղությամբ ունի կարճ «մեռած գոտի»: Հյուսիսին մոտ տարօրինակ ընթերցումներ թույլ չտալու համար, որոնք այնուհետև ընթերցումների մեջ առաջացնում են ոչ գծայնություն, անհրաժեշտ են ներքև քաշվող դիմադրիչներ և կոնդենսատորներ: Բացի այդ, քանի որ ընթերցումները բևեռային են, միջին միջին միջին հաշվարկները հնարավոր չեն, ուստի պետք է հաշվարկվի ավելի բարդ ռեժիմը, որը ներառում է մոտ 360 թվից զանգվածային զանգվածի ստեղծում: …. Եվ դա դեռ վերջը չէ… Հատուկ ուշադրություն պետք է դարձնել, թե որ քառակուսի է սենսորը մատնանշում, կարծես հյուսիսային երկու կողմերում է գտնվում, ռեժիմին պետք է այլ կերպ վերաբերվել:

4. Հողի խոնավությունը պարզ հաղորդունակության զոնդ է, սակայն էներգիան խնայելու և կոռոզիայից խուսափելու համար այն շատ արագ է զարկվում Arduino- ի պահեստային թվային կապում:

5. Համակարգը Arduino- ից տվյալներ է ուղարկում Raspberry Pi (կամ LoRa դարպաս), բայց նաև ստացողից պահանջում է «հետադարձ զանգ» `հաստատելու համար, որ այն իրականում ստացել է տվյալները պատշաճ կերպով` նախքան բոլոր տարբեր հաշվիչների և միջինների վերականգնումը և ընթերցումների թարմ հավաքածու: Ձայնագրման նիստը կարող է տևել մոտ 5 րոպե, որից հետո Arduino- ն փորձում է ուղարկել տվյալները: Եթե տվյալները վնասված են կամ ինտերնետ կապ չկա, ձայնագրման նիստը երկարաձգվում է մինչև հետադարձ զանգի հաջողության նշումը: Այս կերպ, քամու և անձրևի չափման առավելագույն պոռթկում բաց չի թողնվի:

6. Չնայած այս բլոգի շրջանակներից դուրս, մեկ անգամ ինտերնետ սերվերում (դա մեծ համակարգիչ է, որը գտնվում է Իփսվիչ, Միացյալ Թագավորություն), տվյալները այնուհետև հավաքվում են MySQL տվյալների բազայի մեջ, որին կարելի է հասնել պարզ PHP սցենարների միջոցով: Վերջնական օգտագործողը կարող է նաև տեսնել Amcharts- ի սեփական Java ծրագրային ապահովման շնորհիվ ցուցադրված տվյալները շքեղ հավաքման և գրաֆիկներում: Այնուհետև «վերջնական արդյունքը» կարելի է տեսնել այստեղ.

www.goatindustries.co.uk/weather2/

Քայլ 3: Ֆայլեր

Arduino- ի, Raspberry Pi- ի կոդի բոլոր ֆայլերը և «Design Spark» ծրագրաշարի վրա PCB ստեղծելու ֆայլը տեղադրված են Github պահոցում ՝ այստեղ.

github.com/paddygoat/Weather-Station

Քայլ 4. PCB- ի համալրում

SMD- ի բաղադրիչները եռակցելու համար ոչ մի տրաֆարետ չի պահանջվում. Պարզապես մի փոքր կպցրեք PCB բարձիկների վրա և տեղադրեք բաղադրիչները որոշ պինցետներով: Բաղադրիչներն այնքան մեծ են, որ ամեն ինչ կարող են անել աչքով, և կարևոր չէ, որ զոդը խառնաշփոթ տեսք ունի, թե բաղադրիչները մի փոքր կենտրոնից դուրս են:

Տեղադրեք PCB- ը թոնրի վառարանում և տաքացրեք մինչև 240 աստիճան C, օգտագործելով K տիպի ջերմաչափի զոնդը `ջերմաստիճանը վերահսկելու համար: Սպասեք 240 վայրկյան 30 վայրկյան, ապա անջատեք ջեռոցը և բացեք դուռը, որպեսզի տաքանա:

Այժմ մնացած բաղադրիչները կարող են ձեռքով զոդվել:

Եթե ցանկանում եք PCB գնել, ներբեռնեք սեղմված gerber ֆայլերը այստեղ ՝

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

և դրանք վերբեռնեք JLC այստեղ ՝

Ընտրեք 100 x 100 մմ տախտակի չափը և օգտագործեք բոլոր կանխադրվածները: Արժեքը 2 դոլար + փոստի առաքում 10 տախտակի համար:

Քայլ 5: Տեղակայումը

Օդերևութաբանական կայանը տեղակայված է դաշտի մեջտեղում, որտեղ փողային գործիքները գտնվում են բարձր ձողի վրա `տղայի մալուխներով: Տեղակայման մանրամասները տրված են այստեղ.

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

Քայլ 6: Նախորդ աշխատանք

Այս ուսանելի ծրագիրը վերջին փուլն է ընթացիկ նախագծում, որն իր զարգացման պատմությունն ունի նախորդ յոթ այլ նախագծերում.

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…