सौर मौसम स्टेशन: 5 कदम

2024 लेखक: John Day | [email protected]. अंतिम बार संशोधित: 2024-01-30 09:21

क्या आपने कभी अपने पिछवाड़े से मौसम की वास्तविक समय की जानकारी चाही है? अब आप स्टोर में मौसम स्टेशन खरीद सकते हैं लेकिन उन्हें आमतौर पर बैटरी की आवश्यकता होती है या आउटलेट से कनेक्ट होने की आवश्यकता होती है। इस मौसम केंद्र को ग्रिड से जोड़ने की आवश्यकता नहीं है क्योंकि इसमें सौर पैनल हैं जो अधिक दक्षता के लिए सूर्य की ओर घूमते हैं। अपने आरएफ मॉड्यूल के साथ यह बाहर के स्टेशन से डेटा को आपके घर के अंदर रास्पबेरी पाई में स्थानांतरित कर सकता है। रास्पबेरी पाई एक वेबसाइट होस्ट करती है जिस पर आप डेटा देख सकते हैं।

चरण 1: सामग्री इकट्ठा करें

सामग्री

• रास्पबेरी पाई 3 मॉडल बी+ + एडेप्टर + माइक्रो एसडी कार्ड 16GB
• Arduino Uno
• Arduino Pro Mini + FTDI बेसिक ब्रेकआउट
• 4 6V 1W सौर पैनल
• 4 18650 बैटरी
• बूस्टर 5v
• 4 टीपी 4056 बैटरी चार्जर
• Adafruit DHT22 तापमान और आर्द्रता सेंसर
• BMP180 बैरोमीटर का दबाव सेंसर
• 4 एलडीआर
• आरएफ 433 रिसीवर और ट्रांसमीटर
• 2 नेमा 17 स्टेपर मोटर्स
• 2 DRV8825 स्टेपर मोटर चालक
• एलसीडी 128*64
• बहुत सारे तार

उपकरण और सामग्री

• गोंद
• लकड़ी के तख्ते
• देखा
• स्क्रू + स्क्रू ड्राइवर
• डक टेप
• 2 एल्यूमीनियम स्ट्रिप्स

चरण 2: यांत्रिक डिजाइन

वेदर स्टेशन की बॉडी प्लाईवुड से बनी है। आपको लकड़ी का उपयोग करने की आवश्यकता नहीं है, आप इसे अपनी पसंद की किसी भी सामग्री से बना सकते हैं। मोटर माउंट के लिए, मैंने लकड़ी के एक ब्लॉक में पूरी तरह से ड्रिल किया और फिर मोटर के शाफ्ट पर एक फ्लैट स्क्रू में पेंच किया, जो मुझे उम्मीद से बेहतर काम करता है। इस तरह आपको मोटर माउंट को 3डी प्रिंट करने की आवश्यकता नहीं है और इसे बनाना आसान है। फिर मैंने मोटर्स को बहुत कसकर पकड़ने के लिए 2 एल्यूमीनियम स्ट्रिप्स को झुका दिया। फिर मैंने सोलर पैनल के लिए एक तख्ती और उसमें ड्रिल किए गए छेद को काट दिया। फिर उस पर सोलर पैनल और सोलर पैनल पर सोल्डर वायर चिपका दें। फिर आपको काली सामग्री से एक क्रॉस बनाने की भी आवश्यकता होगी। यदि आपके पास कुछ काला नहीं है, तो आप काले टेप का उपयोग कर सकते हैं। यह क्रॉस प्रत्येक कोने में एक LDR धारण करेगा ताकि Arduino LDR से मापों की तुलना कर सके और गणना कर सके कि इसे किस दिशा में मुड़ना है। इसलिए प्रत्येक कोने में छोटे-छोटे छेद करें ताकि आप वहां एक एलडीआर फिट कर सकें। अब बस इतना करना बाकी है कि एक बेस प्लेट बनाएं और उसमें इलेक्ट्रॉनिक्स डालने के लिए कुछ है। बेस प्लेट के लिए, आपको सभी तारों के गर्त को रूट करने के लिए इसमें एक पूरी ड्रिल करनी होगी। माप के लिए, मैं आपको कोई नहीं दूंगा क्योंकि यह वास्तव में आप पर निर्भर है कि आप इसे कैसे डिजाइन करना चाहते हैं। यदि आपके पास अन्य मोटर या अन्य सौर पैनल हैं तो आपको स्वयं माप का पता लगाना होगा।

चरण 3: विद्युत डिजाइन

शक्ति

पूरा सिस्टम बैटरी पर चलता है (रास्पबेरी पाई को छोड़कर)। मैंने श्रृंखला में 3 बैटरी रखीं। 1 बैटरी औसतन 3.7V है, इसलिए श्रृंखला में 3 आपको लगभग 11V देते हैं। इस 3s बैटरी पैक का उपयोग मोटर्स और RF ट्रांसमीटर के लिए किया जाता है। दूसरी बैटरी जो बची है उसका उपयोग Arduino Pro Mini और सेंसर को पावर देने के लिए किया जाता है। बैटरी चार्ज करने के लिए, मैंने 4 TP4056 मॉड्यूल का उपयोग किया। प्रत्येक बैटरी में 1 TP4056 मॉड्यूल होता है, प्रत्येक मॉड्यूल एक सौर पैनल से जुड़ा होता है। क्योंकि मॉड्यूल में बी (इन) और बी (आउट) हैं, मैं उन्हें अलग से चार्ज कर सकता हूं और श्रृंखला में उन्हें डिस्चार्ज कर सकता हूं। सुनिश्चित करें कि आप सही टीपी 4056 मॉड्यूल खरीदते हैं क्योंकि सभी मॉड्यूल में बी (इन) और बी (आउट) नहीं होते हैं।

कॉन्रटोल

Arduino Pro Mini सेंसर और मोटर को नियंत्रित करता है। Arduino का रॉ और ग्राउंड पिन 5V बूस्टर से जुड़ा है। 5V बूस्टर सिंगल बैटरी से जुड़ा है। Arduino Pro Mini में बिजली की खपत बहुत कम है।

अवयव

DHT22: मैंने इस सेंसर को VCC और ग्राउंड से जोड़ा, फिर मैंने डेटा पिन को डिजिटल पिन 10 से जोड़ा।

BMP180: मैंने इस सेंसर को VCC और ग्राउंड से जोड़ा, मैंने Arduino पर SCL को SCL से और Arduino पर SDA को SDA से जोड़ा। सावधान रहें क्योंकि Arduino Pro Mini पर SCL और SDA पिन बोर्ड के बीच में हैं, इसलिए यदि आपने बोर्ड में पिन को मिलाया है और इसे ब्रेडबोर्ड में रखा है, तो यह काम नहीं करेगा क्योंकि आपके पास अन्य पिनों में हस्तक्षेप होगा। मैंने उन 2 पिनों को बोर्ड के शीर्ष पर मिलाया और एक तार को सीधे उससे जोड़ा।

आरएफ ट्रांसमीटर: मैंने इसे बेहतर सिग्नल और लंबी दूरी के लिए 3s बैटरी पैक से जोड़ा। मैंने इसे Arduino से 5V से जोड़ने की कोशिश की, लेकिन यह तब RF सिग्नल सुपर कमजोर है। फिर मैंने डेटा पिन को डिजिटल पिन 12 से जोड़ा।

LDR: मैंने 4 LDR को एनालॉग पिन A0, A1, A2, A3 से जोड़ा। मैंने LDR को 1K रेसिस्टर के साथ जोड़ा है।

मोटर्स: मोटर्स 2 DRV8825 नियंत्रण मॉड्यूल द्वारा संचालित होते हैं। ये बहुत आसान हैं क्योंकि वे केवल 2 इनपुट लाइन (दिशा और चरण) लेते हैं और मोटर्स को प्रति चरण 2A तक उत्पादन कर सकते हैं। मैंने उन्हें डिजिटल पिन 2, 3 और 8, 9 से जोड़ा है।

एलसीडी: मैंने अपना आईपी-पता दिखाने के लिए एलसीडी को रास्पबेरी पाई से जोड़ा। मैंने बैक-लाइट को रेगुलेट करने के लिए ट्रिमर का इस्तेमाल किया।

आरएफ रिसीवर: मैंने रिसीवर को 5V और ग्राउंड पर Arduino Uno से जोड़ा। रिसीवर को 5V से अधिक नहीं लेना चाहिए। मैंने तब डेटा पिन को डिजिटल पिन 11 से जोड़ा। यदि आप इन आरएफ मॉड्यूल के लिए एक पुस्तकालय पा सकते हैं जो रास्पबेरी पाई पर काम करता है, तो आपको Arduino Uno का उपयोग करने की आवश्यकता नहीं है।

रास्पबेरी पाई: रास्पबेरी पाई एक यूएसबी केबल के माध्यम से Arduino Uno से जुड़ा है। Arduino एक सीरियल कनेक्शन के माध्यम से रास्पबेरी पाई को RF सिग्नल भेजता है।

चरण 4: आइए कोडिंग शुरू करें

Arduino Pro Mini को कोड करने के लिए, आपको FTDI प्रोग्रामर की आवश्यकता होगी। चूंकि प्रो मिनी में कोई यूएसबी पोर्ट नहीं है (बिजली बचाने के लिए), आपको उस ब्रेकआउट बोर्ड की आवश्यकता होगी। मैंने Arduino IDE में कोड प्रोग्राम किया है, मुझे लगता है कि यह करने का यह सबसे आसान तरीका है। फ़ाइल से कोड अपलोड करें और इसे जाना अच्छा होगा।

Arduino Uno को कोड करने के लिए, मैंने इसे USB केबल के माध्यम से अपने कंप्यूटर से कनेक्ट किया। कोड अपलोड करने के बाद, मैंने इसे रास्पबेरी पाई से जोड़ा। मैं रास्पबेरी पाई पर कोड बदलने में भी सक्षम था क्योंकि मैंने Arduino IDE स्थापित किया था और इसलिए मैं इसे वहां से प्रोग्राम कर सकता था। कोड बहुत सरल है, यह रिसीवर से इनपुट लेता है और इसे सीरियल पोर्ट को रास्पबेरी पाई में भेजता है।

रास्पबेरी पाई को कोड करने के लिए, मैंने रास्पियन स्थापित किया। मैंने तब SSH कनेक्शन के माध्यम से इसे जोड़ने के लिए पुट्टी का उपयोग किया। मैं तब रास्पबेरी को कॉन्फ़िगर करता हूं ताकि मैं इसे वीएनसी के माध्यम से कनेक्ट कर सकूं और इस प्रकार एक जीयूआई हो। मैंने एक अपाचे वेबसर्वर स्थापित किया और इस परियोजना के लिए बैकएंड और फ्रंटएंड को कोड करना शुरू कर दिया। आप जीथब पर कोड पा सकते हैं:

चरण 5: डेटाबेस

डेटा को स्टोर करने के लिए मैं एक SQL डेटाबेस का उपयोग करता हूं। मैंने डेटाबेस को MySQL वर्कबेंच में बनाया है। डेटाबेस सेंसर रीडिंग और सेंसर डेटा रखता है। मेरे पास 3 टेबल हैं, एक टाइमस्टैम्प के साथ सेंसर मानों को संग्रहीत करने के लिए, दूसरा सेंसर के बारे में जानकारी संग्रहीत करने के लिए और अंतिम उपयोगकर्ताओं के बारे में जानकारी संग्रहीत करने के लिए। मैं उपयोगकर्ता तालिका का उपयोग नहीं करता क्योंकि मैंने परियोजना के उस हिस्से को कोड नहीं किया क्योंकि यह मेरे एमवीपी में नहीं था। SQL फ़ाइल डाउनलोड करें और इसे निष्पादित करें और डेटाबेस जाने के लिए अच्छा होना चाहिए।