लो पावर वेदर स्टेशन: 6 कदम (चित्रों के साथ)

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

अब यह तीसरे संस्करण में है और दो साल से अधिक समय से परीक्षण किया जा रहा है, मेरा मौसम स्टेशन बेहतर कम बिजली प्रदर्शन और डेटा ट्रांसफर विश्वसनीयता के लिए उन्नत हो गया है।

बिजली की खपत - दिसंबर और जनवरी के अलावा अन्य महीनों में कोई समस्या नहीं है, लेकिन इन बहुत ही अंधेरे महीनों में सौर पैनल, हालांकि 40 वाट पर रेट किया गया था, सिस्टम की मांग को पूरा करने में असमर्थ था … और अधिकांश मांग से आया था 2जी फोना जीपीआरएस मॉड्यूल जो डेटा को सीधे इंटरवेब तक पहुंचाता है।

अगली समस्या फोना जीपीआरएस मॉड्यूल के साथ थी, या शायद सेल फोन नेटवर्क के साथ। डिवाइस हफ्तों/महीनों के लिए पूरी तरह से काम करेगा, लेकिन फिर बिना किसी स्पष्ट कारण के अचानक बंद हो जाएगा। जाहिर तौर पर नेटवर्क किसी तरह की 'सिस्टम अपडेट जानकारी' भेजने की कोशिश करता है, जो अगर स्वीकार नहीं किया जाता है, तो डिवाइस नेटवर्क से बूट हो जाता है, इसलिए जीपीआरएस वास्तव में डेटा ट्रांसमिशन के लिए रखरखाव मुक्त समाधान नहीं है। यह शर्म की बात है क्योंकि जब इसने काम किया, तो इसने वास्तव में अच्छा काम किया।

यह अपग्रेड डेटा को रास्पबेरी पाई स्थानीय सर्वर पर भेजने के लिए कम शक्ति वाले लोरा प्रोटोकॉल का उपयोग करता है, जो तब इसे इंटरवेब पर भेज देगा। इस तरह, मौसम स्टेशन ही सौर पैनल पर कम शक्ति और प्रक्रिया का 'भारी भारोत्तोलन' हिस्सा हो सकता है, जो कहीं मुख्य शक्ति पर वाईफ़ाई सीमा के भीतर किया जाता है। बेशक, यदि आपके पास सीमा के भीतर सार्वजनिक लोरा गेटवे है, तो रास्पबेरी पाई की आवश्यकता नहीं होगी।

मौसम स्टेशन पीसीबी का निर्माण आसान है क्योंकि एसएमडी घटक काफी बड़े (1206) हैं और पीसीबी पर सब कुछ 100% काम करता है। कुछ घटक, अर्थात् पवन उपकरण, काफी महंगे हैं लेकिन कभी-कभी eBay पर सेकेंड हैंड पाए जा सकते हैं।

चरण 1: अवयव

Arduino MKR1300 LORAWAN ……………………………………………………। 1 का

रास्पबेरी पाई (स्थानीय लोरा गेटवे उपलब्धता पर वैकल्पिक निर्भर) ………… 1 का

दबाव, नमी, तापमान और ऊंचाई के लिए BME280 ………………………….. 1 का

आरजे २५ कनेक्टर ४७७-३८७ …………………………………………………………… 1 का

L7S505 ……………………………………………………………………………………। 1 का

बीपर 754-2053 ……………………… 1 का

शॉट्की डायोड (१२०६) …………………………… 2 of

R1K पुनर्स्थापित करता है …………………………………… 3 का

R4.7K रोकनेवाला ………………………………… 1 का

C100nF संधारित्र …………………………….. 3 of

R100K …………………………………………… 1 का

R10K …………………………………………….. 4 के

C1uF ……………………………………………… 1 का

C0.33uF ………………………………… 1 का

R100 …………………………………………….. 1 का

R0 …………………………………………….. 1 का

डलास DS18B20 तापमान जांच …………… 1 का

पीसीबी ……………………………………………… 1 का

वर्षा नापने का यंत्र ……………………………………………। 1 का

मृदा जांच …………………………………… का १ (DIY जांच के लिए चरण ६ देखें)

A100LK एनीमोमीटर ………………………….. 1 का

W200P विंड वेन ………………………..1 का

चरण 2: यह कैसे काम करता है

तापमान, आर्द्रता और दबाव जैसी चीजों के लिए काम करने वाले सेंसर प्राप्त करना काफी आसान है, लेकिन कुछ अन्य काफी मुश्किल हैं, हालांकि सभी कोड इस ब्लॉग में शामिल हैं।

1. रेन गेज 'इंटरप्ट' पर होता है और बदलाव का पता चलने पर काम करता है। बारिश उपकरण में प्रवेश करती है और एक देखे-देखे घुमाव पर टपकती है जो एक बार एक छोर से भर जाता है, एक चुंबकीय संवेदक को दो बार ट्रिगर करता है क्योंकि यह खत्म हो जाता है। रेन सेंसर हर चीज पर प्राथमिकता लेता है और डेटा प्रसारित होने पर भी काम करता है।

2. एनीमोमीटर एक लो पावर पल्स भेजकर काम करता है, जिसकी फ्रीक्वेंसी इसकी स्पीड पर निर्भर करती है। यह कोड करने के लिए बहुत आसान है और बहुत कम शक्ति का उपयोग करता है, भले ही इसे हर सेकेंड में एक बार रिकॉर्ड करने की आवश्यकता होती है ताकि सबसे गंभीर गस्ट को पकड़ने के लिए इसे रिकॉर्ड किया जा सके। कोड रिकॉर्डिंग सत्र के दौरान औसत हवा की गति और अधिकतम झोंके का एक चालू नोट रखता है।

3. हालांकि पहले विचारों पर विंड वेन को कोड करना आसान होगा, एक बार पेचीदगियों का पता लगाने के बाद, यह बहुत अधिक जटिल है। संक्षेप में, यह सिर्फ एक बहुत ही कम टॉर्क पोटेंशियोमीटर है, लेकिन इससे रीडिंग प्राप्त करने की समस्या इस तथ्य से जटिल है कि इसमें उत्तर दिशा के चारों ओर एक छोटा 'डेड ज़ोन' है। उत्तर के पास अजीब रीडिंग को रोकने के लिए इसे प्रतिरोधों और कैपेसिटर को खींचने की जरूरत है, जो तब रीडिंग में गैर रैखिकता का कारण बनता है। इसके अलावा, क्योंकि रीडिंग ध्रुवीय हैं, सामान्य औसत औसत गणना संभव नहीं है और इसलिए अधिक जटिल मोड की गणना करने की आवश्यकता है जिसमें लगभग 360 संख्याओं का एक विशाल सरणी बनाना शामिल है! …. और यह इसका अंत नहीं है…. सेंसर किस चतुर्भुज की ओर इशारा कर रहा है, इस पर विशेष ध्यान देना होगा जैसे कि यह उत्तर के दोनों ओर चतुर्थांश में है, मोड को अलग तरीके से व्यवहार करना होगा।

4. मिट्टी की नमी एक सरल चालकता जांच है, लेकिन ऊर्जा बचाने और जंग को रोकने के लिए, यह Arduino के अतिरिक्त डिजिटल पिनों में से एक के साथ बहुत जल्दी स्पंदित होता है।

5. सिस्टम Arduino से रास्पबेरी पाई (या लोरा गेटवे) को डेटा भेजता है, लेकिन यह पुष्टि करने के लिए रिसीवर से 'कॉल बैक' की भी आवश्यकता होती है कि यह वास्तव में सभी विभिन्न काउंटरों और औसतों को रीसेट करने और एक लेने से पहले डेटा को ठीक से प्राप्त कर चुका है। रीडिंग का ताजा सेट। एक रिकॉर्डिंग सत्र लगभग 5 मिनट का हो सकता है, जिसके बाद Arduino डेटा भेजने का प्रयास करता है। यदि डेटा दूषित है या कोई इंटरनेट कनेक्शन नहीं है, तो रिकॉर्डिंग सत्र तब तक बढ़ाया जाता है जब तक कि कॉल बैक सफलता का संकेत नहीं देता। इस तरह न तो अधिकतम हवा का झोंका और न ही बारिश का माप छूटेगा।

6. हालांकि इस ब्लॉग के दायरे से बाहर, एक बार इंटरनेट सर्वर में (यह इप्सविच, यूके में स्थित एक बड़ा कंप्यूटर है), फिर डेटा को एक MySQL डेटाबेस में इकट्ठा किया जाता है जिसे साधारण PHP स्क्रिप्ट का उपयोग करके एक्सेस किया जा सकता है। अंतिम उपयोगकर्ता एम्चार्ट्स के स्वामित्व वाले जावा सॉफ़्टवेयर के लिए धन्यवाद, फैंसी डायल और ग्राफ़ में प्रदर्शित डेटा भी देख सकता है। फिर 'अंतिम परिणाम' यहाँ देखा जा सकता है:

www.goatindustries.co.uk/weather2/

चरण 3: फ़ाइलें

सभी Arduino, रास्पबेरी पाई कोड फाइलें और 'डिजाइन स्पार्क' सॉफ्टवेयर पर पीसीबी बनाने के लिए फाइल यहां जीथब रिपॉजिटरी में मौजूद हैं:

github.com/paddygoat/Weather-Station

चरण 4: पीसीबी को आबाद करना

एसएमडी घटकों को सोल्डर करने के लिए किसी स्टैंसिल की आवश्यकता नहीं है - पीसीबी पैड पर बस थोड़ा सा सोल्डर डालें और घटकों को कुछ चिमटी के साथ रखें। घटक आंख से सब कुछ करने के लिए काफी बड़े हैं और इससे कोई फर्क नहीं पड़ता कि मिलाप गन्दा दिखता है या घटक केंद्र से थोड़ा हटकर हैं।

पीसीबी को टोस्टर ओवन में रखें और तापमान की निगरानी के लिए K टाइप थर्मामीटर प्रोब का उपयोग करके 240 डिग्री सेल्सियस तक गर्म करें। 240 डिग्री पर 30 सेकंड तक प्रतीक्षा करें और फिर ओवन बंद कर दें और गर्मी छोड़ने के लिए दरवाजा खोलें।

अब बाकी घटकों को हाथ से मिलाया जा सकता है।

यदि आप एक पीसीबी खरीदना चाहते हैं, तो ज़िप्ड जेरबर फाइलें यहां डाउनलोड करें:

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

और उन्हें यहां जेएलसी पर अपलोड करें:

१०० x १०० मिमी बोर्ड आकार का चयन करें और सभी डिफ़ॉल्ट का उपयोग करें। 10 बोर्डों के लिए लागत $ 2 + डाक है।

चरण 5: परिनियोजन

मौसम केंद्र को एक खेत के बीच में पवन उपकरणों के साथ एक लंबे पोल पर मैन केबल के साथ तैनात किया जाता है। तैनाती का विवरण यहां दिया गया है:

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

चरण 6: पिछला कार्य

यह निर्देशयोग्य चल रही परियोजना का नवीनतम चरण है जिसका पिछली सात अन्य परियोजनाओं में विकास इतिहास है:

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…