Nodemcu पर रीड स्विच, हॉल इफेक्ट सेंसर और कुछ स्क्रैप का उपयोग करके अपना खुद का एनीमोमीटर कैसे बनाएं। - भाग 1 - हार्डवेयर: 8 चरण (चित्रों के साथ)

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

परिचय

जब से मैंने Arduino और मेकर कल्चर के अध्ययन के साथ शुरुआत की है, मुझे जंक और स्क्रैप के टुकड़ों जैसे बोतल के ढक्कन, पीवीसी के टुकड़े, पेय के डिब्बे आदि का उपयोग करके उपयोगी उपकरण बनाना पसंद है। मुझे किसी भी टुकड़े या किसी को दूसरा जीवन देना पसंद है। सामग्री। यहां उपयोग की जाने वाली सामग्रियों का एक बड़ा हिस्सा कुछ उपकरणों से स्क्रैप हटा दिया जाता है और पुनर्नवीनीकरण किया जाता है

जब मैंने अपने लिए एक मौसम केंद्र की परियोजना शुरू की तो मैंने महसूस किया कि हवा की तीव्रता और दिशा का मापन बहुत आसान या सस्ता नहीं होगा। कई महीनों के बाद मैं आपके सामने यह परियोजना प्रस्तुत करता हूं जिसमें ज्यादातर पुनर्नवीनीकरण सामग्री और बहुत सस्ते इलेक्ट्रॉनिक भागों का उपयोग किया जाता है जो किसी भी इलेक्ट्रॉनिक स्टोर में आसानी से मिल जाते हैं।

इस पोस्ट के 2 भाग हैं।

भाग 1 - उपकरणों का निर्माण एनीमोमीटर और विंड वेन दिशा।

भाग 2 - Esp8266 Nodemcu के लिए Arduino IDE का उपयोग करने वाला स्केच और ThingSpeak को ट्रांसमिशन।

अंतिम समाधान जानने के लिए वीडियो देखें।

हॉल इफेक्ट सेंसर और रीड स्विच का उपयोग करके अपना खुद का एनीमोमीटर कैसे बनाएं

परियोजना विवरण

एनीमोमीटर एक ऐसा उपकरण है जो हवा की गति और उसकी दिशा को मापने में सक्षम है। हॉल इफेक्ट सेंसर का उपयोग करके हम यह गिनने में सक्षम होंगे कि कप कितने चक्कर लगाते हैं। हवा की तीव्रता धुरी के घूमने की गति के समानुपाती होती है। कुछ सरल भौतिकी समीकरणों के साथ, आप उस समय हवा के रैखिक वेग को निर्धारित कर सकते हैं। हम उन सभी को भाग 2 में समझाएंगे।

और हवा की दिशा हम एक नियोडिमियम चुंबक और रीड स्विच के साथ विंडशील्ड के माध्यम से मापेंगे। फलक हवा की दिशा में इंगित करता है और इससे जुड़ा चुंबक रीड स्विच को जोड़ देगा जिससे विद्युत प्रवाह कनेक्शन (या कनेक्शन) से गुजर सके। जिन परिपथों में धनात्मक धारा होती है, वे कंपास की तरह हवा की दिशा का संकेत देते हैं।

हमारे पास 8 सर्किट हैं जो 16 दिशाओं का अनुकरण करेंगे: 4 कार्डिनल और 4 संपार्श्विक बिंदु जब 1 स्विच सक्रिय होता है (एन, एनई, ई, एसई, एस, एसडब्ल्यू, डब्ल्यू, एनडब्ल्यू) और जब 2 स्विच एक साथ सक्रिय होते हैं तो हमारे पास 8 उप संपार्श्विक होते हैं अंक (एनएनई, ईएनई, ईएसई, एसएसई, एसएसडब्ल्यू, डब्ल्यूएसडब्ल्यू, डब्ल्यूएनडब्ल्यू, एनएनडब्ल्यू)।

हवा की गति और दिशा की गणना और निर्धारण नोडमकू में एक स्केच द्वारा किया जाएगा। लेकिन इसे भाग 2 में समझाया जाएगा। अब हार्डवेयर असेंबली पर चलते हैं।

अस्वीकरण: इस एनीमोमीटर का उपयोग व्यावसायिक उद्देश्यों के लिए नहीं किया जाना चाहिए। यह केवल अकादमिक या घरेलू उपयोग के लिए है।

नोट: अंग्रेजी मेरी स्वाभाविक भाषा नहीं है। यदि आपको व्याकरण संबंधी त्रुटियां मिलती हैं जो आपको प्रोजेक्ट को समझने से रोकती हैं, तो कृपया मुझे उन्हें ठीक करने के लिए बताएं। बहुत - बहुत धन्यवाद।

चरण 1: सामग्री का बिल

वात दिग्दर्शक

8 एक्स रीड स्विच

8 x 10 k ओम प्रतिरोधक

10 सेमी पीवीसी पाइप

2 पीवीसी कैप 5 सेमी व्यास

1 पीवीसी कैप 2.5 सेमी व्यास

1 सीडी4051 एनालॉग मल्टीप्लेक्सर

1 प्लास्टिक डिस्क

20 x 20 मजबूत प्लास्टिक का टुकड़ा

1 नियोडिमियम चुंबक (चुंबक के आयामों को दो स्विच को एक साथ जोड़ने की अनुमति देनी चाहिए। मेरा 0.5 x 0.5 सेमी है और यह अच्छा कर रहा है।)

10 अलग-अलग रंग के तार

1 सामान्य पीसीबी

एल्यूमीनियम ट्यूबों के समान व्यास के साथ 1 बॉल बेयरिंग

1 एल्यूमीनियम ट्यूब लगभग 20 सेमी

1 एल्यूमीनियम ट्यूब लगभग 10 सेमी

1 नली क्लैंप

एपॉक्सी मास

तत्काल गोंद - साइनोएक्रिलेट और सोडियम बाइकार्बोनेट

एनीमोमीटर

2 पिंग पोंग बॉल्स

4 लकड़ी या एल्यूमीनियम की छड़ें लगभग 12 सेमी

1 बॉल बेयरिंग

1 एल्यूमीनियम ट्यूब लगभग 5 सेमी

तारों के 3 टुकड़े अलग-अलग रंग

1 हॉल सेंसर SS49E

1 नियोडिमियम चुंबक

एपॉक्सी मास और इंस्टेंट ग्लू - साइनोएक्रिलेट और सोडियम बाइकार्बोनेट

२ प्लास्टिक के नल लगभग ३ a ५ सेमी व्यास

1 पीवीसी टोपी और 5 सेमी पीवीसी पाइप

1 पीवीसी कैप 2.5 सेमी व्यास

• Nodemcu
• इलेक्ट्रॉनिक परियोजनाओं के लिए प्लास्टिक का मामला
• सोल्डरिंग आयरन
• 1 पीवीसी पाइप लगभग 2 मीटर और "टी" पीवीसी कनेक्टर
• 1 पीवीसी 90 डिग्री कनेक्शन
• 5V बिजली की आपूर्ति (मैं सौर पैनल का उपयोग कर रहा हूँ)

चरण 2: विंड वेन रोसेटा को असेंबल करना

पीसीबी पर लगे रीड स्विच और रेसिस्टर्स

जेनेरिक पीसीबी को पीवीसी कैप से थोड़े छोटे व्यास वाले सर्कल के रूप में काटें क्योंकि जब यह तैयार हो जाएगा तो इसमें फिट हो जाएगा।

रीड स्विच के पैरों को 90 डिग्री में मोड़ें ताकि उन्हें पीसीबी में सावधानी से फिट किया जा सके ताकि सुरक्षात्मक कांच टूट न जाए। आदर्श कांच से 3 मिमी दूर है। आरेख के अनुसार प्रत्येक रीड स्विच को फिट करें। आरेख के रूप में प्रत्येक को 0 से 7 तक संख्या दें। टर्मिनलों को मल्टीप्लेक्सर से जोड़ते समय सही पहचान महत्वपूर्ण होगी। प्लेट पर उन्हें मिलाप करने के लिए टांका लगाने वाले लोहे का उपयोग करें।

प्रत्येक रोकनेवाला को आरेख के रूप में रखें जिसमें एक टर्मिनल को रीड स्विच के टर्मिनलों में से एक में मिलाया जाता है और दूसरा पीसीबी के केंद्र में स्थित सभी प्रतिरोधों के लिए सामान्य होगा।

एक तांबे के केबल को मिलाएं जो रीड स्विच के सभी बाहरी टर्मिनलों को जोड़ता है, पिछले दो को बिना कनेक्शन के छोड़ देता है। एक अंगूठी की तरह। वेल्डिंग ऑर्डर कोई फर्क नहीं पड़ता।

प्रत्येक रोकनेवाला और प्रत्येक रंग के रीड स्विच सोल्डर तार के जंक्शन पर। वे 8 अलग हैं। ईख के तांबे की अंगूठी के लिए एक लाल तार मिलाप एक सकारात्मक और एक काले तार के रूप में "रोसेटा" के केंद्र में सभी प्रतिरोधों के जंक्शन के लिए एक नकारात्मक के रूप में स्विच करता है।

डायग्राम को देखें और मल्टीप्लेक्सर से कनेक्शन के लिए केबलों की नंबरिंग रखने में सावधानी बरतें।

विधानसभा से पहले कनेक्शन का परीक्षण करें।

असेंबली के साथ आगे बढ़ने से पहले मैं कनेक्शन का परीक्षण करने का सुझाव देता हूं। एक एलईडी, किसी भी 18650 बैटरी 3.7 वी, एक नियोडिमियम चुंबक और मगरमच्छ के पंजे वाले केबल का उपयोग करें। बैटरी को वीसीसी और जीएनडी के टर्मिनलों से और जीएनडी में मगरमच्छ केबल को एलईडी के नकारात्मक छोर से कनेक्ट करें (नीले रंग का उपयोग करें जिसे रोकनेवाला की आवश्यकता नहीं है)। दूसरे केबल को एलईडी के पॉजिटिव से और दूसरे को स्विच से जुड़े प्रत्येक केबल से कनेक्ट करें। अब चुंबक को कनेक्टेड स्विच के बाहरी किनारे से गुजारें। अगर एलईडी लाइट जलती है, तो ठीक है। यदि यह चालू नहीं होता है, तो वेल्ड की जांच करें। एक ही समय में दो कनेक्शनों का परीक्षण करने के लिए एक और केबल का उपयोग करें और दूसरा एक साथ एलईडी। चुंबक को दो स्विचों के बीच से गुजरते समय, दो एलईडी को प्रकाश देना चाहिए। यह आवश्यक है कि दोनों एल ई डी एक ही समय में प्रकाश करें ताकि विद्युत संकेत ईएनई, ईएसई, एसएसडब्ल्यू, एनएनडब्ल्यू, आदि जैसे कंपास के उप-संपार्श्विक बिंदुओं का प्रतिनिधित्व कर सके।

चरण 3: CD4051 मल्टीप्लेक्सर से और उससे कनेक्शन

CD4051 एनालॉग मल्टीप्लेक्सर

मल्टीप्लेक्सर्स कई इनपुट और सिंगल डेटा आउटपुट के साथ कॉम्बिनेशन सर्किट होते हैं। वे नियंत्रण इनपुट से लैस हैं जो चयनित इनपुट से उक्त आउटपुट में उनके संचरण की अनुमति देने के लिए डेटा इनपुट में से एक और केवल एक का चयन करने में सक्षम हैं।

यदि आप CD4051 के संचालन को नहीं जानते हैं, तो मैं आपको वेब पर मिलने वाली डेटाशीट को पढ़ने की सलाह देता हूं। संक्षेप में, ४०५१ में ० से ७, ३ और पिन ए, बी, और सी से ८ एनालॉग इनपुट हैं जो संयुक्त रूप से इनपुट को पढ़ने और यह परिभाषित करने की अनुमति देते हैं कि कौन सा एनालॉग आउटपुट कनेक्ट किया जा रहा है। प्रत्येक रीडिंग में, सॉफ्टवेयर विश्लेषण करता है कि कौन से कनेक्शन सकारात्मक प्रवाह के साथ हैं और हवा की संगत दिशा को इंगित करेंगे। इसे पोस्ट के पार्ट 2 में विस्तार से समझाया जाएगा। यह देखने के लिए आरेख को देखें कि रोसेटा मल्टीप्लेक्सर से कैसे जुड़ा है।

Nodemcu. से कनेक्शन

Nodemcu को जोड़ने के लिए हमें 8 केबलों की आवश्यकता होगी। आरेख देखें।

सकारात्मक (लाल) और जमीन (काले) तारों की 1 जोड़ी जो रोसेटा को करंट की आपूर्ति करती है

सकारात्मक (लाल) और जमीन (काले) केबल की 1 जोड़ी जो CD4051. को करंट की आपूर्ति करती है

एनालॉग आउटपुट A0 (ग्रे) के लिए 1 केबल

पिन A के डिजिटल इनपुट के लिए 1 केबल = D5 (नीला)

पिन B के डिजिटल इनपुट के लिए 1 केबल = D4 (हरा)

पिन C = D3 (पीला) के डिजिटल इनपुट के लिए 1 केबल

मैंने अंतिम असेंबली की सुविधा के लिए विभिन्न रंगों के 10-तार टेलीफोन केबल का उपयोग किया।

अंतिम असेंबली की सुविधा के लिए प्रत्येक केबल को उनके संबंधित पते के साथ पहचानें।

चरण 4: पीवीसी स्टैंड में सब कुछ माउंट करना

समर्थन बढ़ाना

पीवीसी के 5 सेमी व्यास का कैप, पीवीसी ट्यूब का एक टुकड़ा और 2.5 सेमी व्यास का कैप लें और उन सभी को फोटो के अनुसार इंस्टेंट ग्लू से गोंद दें। टुकड़ों के बीच संबंध को बेहतर बनाने के लिए आप ट्यूब के व्यास के साथ एक छेद भी बना सकते हैं। सभी टुकड़ों के चिपक जाने के बाद प्रत्येक टुकड़े के चिपके किनारों पर अधिक गोंद लगाएं और तुरंत बेकिंग सोडा से ढक दें। गोंद को सुखाते समय आपको बहुत अच्छी कठोरता मिलेगी।

आपको सीएपी के किनारे पर सिलिकॉन भी चिपका देना चाहिए जो 2 सीएपी के बीच संघ को सील करने की अनुमति देगा और रोसेटा की फिटिंग की सुविधा प्रदान करेगा। जारी रखने से पहले उन्हें सूखने दें।

पहले से ही सपोर्ट पीस पर लगे रोसेटा को सावधानी से डालें और यह CAP के किनारे पर अच्छी तरह से फिट हो जाए। याद रखें कि हम इसके ऊपर दूसरा CAP माउंट करेंगे। अंतिम समाधान के साथ फोटो देखें। और कृपया nodemcu के साथ कनेक्शन की सुविधा के लिए प्रत्येक केबल की पहचान करें।

चरण 5: फलक को माउंट करना

फलक की संरचना को बढ़ाना

फोटो में दिखाए गए आकार के साथ एपॉक्सी द्रव्यमान के साथ एक सूचक बनाएं। जब यह ठीक से सूख जाए तो टुकड़े को तौलें और मूल्य को बचाएं।

प्लास्टिक का टुकड़ा लें और इसे हवा को निर्देशित करने वाले फलक के पिछले हिस्से के लिए सममित रूप से काट लें। वजन भी करें और मूल्य बचाएं।

एल्यूमीनियम ट्यूबों में से एक लें और बीच में पंक्तिबद्ध सभी टुकड़ों के साथ पॉइंटर और वेदर वेन को इंस्टेंट ग्लू से चिपका दें। चिपके हुए प्रत्येक भाग की कठोरता को बढ़ाने के लिए बेकिंग सोडा के साथ वैसा ही करें जैसा आपने पहले किया था।

दूसरी एल्युमिनियम ट्यूब लें और निर्धारित करें कि यह दूसरी ट्यूब में कहां फंस जाएगी। टुकड़े के संतुलन को बनाए रखने के लिए, पीठ के वजन से दूरी सूचक के वजन से दूरी के बराबर होनी चाहिए। (आरेख में दिखाए गए गणना देखें।) दूरी माप प्रत्येक टुकड़े के द्रव्यमान केंद्र में कम या ज्यादा किया जाना चाहिए। इंस्टेंट ग्लू और बेकिंग सोडा का इस्तेमाल करें।

कैप के केंद्र में बॉल बेयरिंग के व्यास के साथ एक छेद बनाएं। इसे ढक्कन पर चिपकाने के लिए इंस्टेंट ग्लू का इस्तेमाल करें। बॉल बेयरिंग का चयन करना महत्वपूर्ण है जिसमें फलक के ऊर्ध्वाधर एल्यूमीनियम ट्यूब का समान आंतरिक व्यास हो।

अंत में, प्लास्टिक डिस्क को लगभग 4.5 सेमी के व्यास के साथ लें और किनारे पर धातु का एक छोटा टुकड़ा चिपका दें। फोटो देखें इस तरह आप नियोडिमियम चुंबक को "छड़ी" कर पाएंगे और जब आप उपकरण को कैलिब्रेट करेंगे तो इसे समायोजित कर पाएंगे। माप की रीडिंग का अनुमान लगाने के लिए इसे कई दिशाओं में ले जाया जा सकता है।

प्लास्टिक डिस्क को धातु के हिस्से के साथ क्षैतिज एल्यूमीनियम ट्यूब पॉइंटर के समान दिशा में रखें। चुंबक के लिए फलक के समान दिशा को इंगित करना महत्वपूर्ण है।

एनीमोमीटर की अंतिम असेंबली की सुविधा के लिए और उत्तरी भूगोल के साथ फलक के उत्तर को संरेखित करने के लिए एक पवन गुलाब प्रिंट करें और सीएपी की शीर्ष टोपी पर पेस्ट करें। डिस्क एल्यूमीनियम ट्यूब में फंस जाएगी, लेकिन पहले, एल्यूमीनियम ट्यूब को बॉल बेयरिंग में डालें और डिस्क में एल्यूमीनियम ट्यूब डालें। ऊंचाई समायोजित करें ताकि चुंबक और सीएपी के किनारे के बीच की दूरी 1 और 1.5 सेमी के बीच हो। यह चुंबक के लिए रीड स्विच को सही ढंग से जोड़ने के लिए पर्याप्त होना चाहिए। डिस्क को यथासंभव क्षैतिज गोंद और कैल्शियम बाइकार्बोनेट के साथ चिपका दें।

स्विच नंबर 0 (उत्तर का प्रतिनिधित्व) के साथ संरेखित हवा के उत्तर को निर्देशित करके दो टुकड़ों को माउंट करें और उन्हें जोड़ने के लिए एक क्लैंप का उपयोग करें। गोंद का उपयोग न करें क्योंकि पूरी तरह से तैयार होने से पहले आपको कई बार फिट और कैलिब्रेट करना होगा।

अंतिम समाधान देखने के लिए तस्वीरें देखें।

चरण 6: एनीमोमीटर को माउट करना

समर्थन बढ़ाना

2 प्लास्टिक के ढक्कन लें और इंस्टेंट ग्लू से चिपका दें। ढक्कन में 4 छेद ड्रिल करें जैसा कि चित्र में दिखाया गया है। प्रत्येक छेद में लकड़ी या एल्यूमीनियम की छड़ी चिपका दें। 2 पिंग पोंग गेंदों को बीच में काटें और प्रत्येक को छड़ के छोर पर चिपका दें, सभी एक ही तरफ अवतल भाग के साथ। अनुमानित माप आरेख में दिखाए गए हैं।

बॉल बेयरिंग के व्यास के साथ CAP 2.5 सेमी के केंद्र में एक छेद बनाएं। इसे ढक्कन पर चिपकाने के लिए इंस्टेंट ग्लू का इस्तेमाल करें। बेकिंग सोडा का भी प्रयोग बहुत सावधानी से करें।

एल्युमिनियम ट्यूब को एक संगत ऊंचाई पर बॉल बेयरिंग में डालें (फोटो देखें)। यदि इसे ठीक से समायोजित नहीं किया गया है, तो सावधानी से गोंद की बूंद डालें।

हॉल मॉड्यूल को माउंट करना

सीएपी के किनारे पर, हॉल सेंसर के सिर को पार करने के लिए एक छोटा सा छेद बनाएं।

फोटो के अनुसार प्लास्टिक कैप के किनारे नियोडिमियम चुंबक को गोंद दें।

सेंसर मॉड्यूल को जोड़ने के लिए 3 अलग-अलग रंगीन तारों का उपयोग करें।

हॉल मॉड्यूल डालें और चुंबक का सामना करने वाले सेंसर को 2 से 4 मिमी की दूरी पर इंगित करें। परीक्षण करें कि क्या शाफ्ट का घुमाव सेंसर के साथ चुंबक से नहीं टकराता है।

यह जांचने के लिए 3.7 वी बैटरी का उपयोग करें कि क्या मॉड्यूल प्रत्येक संपर्क के लिए नेतृत्व को मोड़कर चुंबक के दृष्टिकोण पर प्रतिक्रिया करता है। अगर एलईडी चालू हो जाती है, तो सब कुछ ठीक है। यदि नहीं, तो सेंसर को तब तक चुंबक के करीब ले जाएं जब तक कि एलईडी चालू न हो जाए।

यदि सब कुछ ठीक है, तो ग्लू ड्रॉप का उपयोग करके मॉड्यूल को समर्थन में ठीक करें।

अंत में, रॉड का दूसरा सिरा प्लास्टिक के ढक्कन में इंस्टेंट ग्लू और बेकिंग सोडा के साथ फंस जाएगा, जिससे सही ऊंचाई समायोजित हो जाएगी।

तारों की पहचान

सभी केबलों की पहचान करें - वीसीसी, जीएनडी, और सिग्नल - नोडमक्यू के साथ कनेक्शन की सुविधा के लिए।

चरण 7: सभी को एक साथ रखना

अब आप "टी" कनेक्शन और पीवीसी ट्यूब के एक टुकड़े का उपयोग करके दो उपकरणों को एक साथ माउंट कर सकते हैं जैसा कि फोटो में दिखाया गया है। गोंद का उपयोग न करें क्योंकि अगर कुछ समायोजन या रखरखाव की आवश्यकता होगी तो यह संभव नहीं होगा। मैंने छोटे-छोटे छेद किए और उन्हें कसने के लिए स्क्रू का इस्तेमाल किया। ट्यूब के माध्यम से 2 उपकरणों के केबल पास करें। चूंकि घर की छत पर एनीमोमीटर स्थापित किया जाएगा, इसलिए मैंने इसे नोडमक्यू से जोड़ने के लिए 3 मीटर केबल भी बनाए जो घर के अंदर स्थापित किए जाएंगे।

चरण 8: Nodemcu और स्थापना को जोड़ना

आरेख प्रत्येक केबल का सही कनेक्शन दिखाते हैं। ऑपरेशन का परीक्षण करने के लिए मैंने माप को पढ़ने के लिए 0.96 OLED स्क्रीन का उपयोग किया और सत्यापित किया कि वे सही हैं, OLED को इस तरह से कनेक्ट करें:

डी1 - एससीएल

D2 - एसडीए

वीसीसी और जीएनडी

छत पर स्थापित करने के लिए एकमात्र देखभाल पूरे उपकरण को सही स्तर पर रखना है। इसके लिए बबल लेवल और कई बड़े स्क्रू का इस्तेमाल करें। और अपने कम्पास के भौगोलिक उत्तर के लिए अपने एनीमोमीटर के उत्तर को संबोधित करना न भूलें। अन्यथा, हवा की दिशा वास्तविकता के अनुरूप नहीं होगी।

और बस यही। अगली पोस्ट में, मैं Arduino IDE का उपयोग करके nodemcu में लोड किए जाने वाले स्केच के बारे में बताऊंगा।

यदि आपको कोई संदेह है, तो मुझसे संपर्क करने में संकोच न करें।

सादर

IoT चैलेंज में भव्य पुरस्कार