Pengenalan
Sejak saya mula belajar Arduino dan Budaya Pembuat Saya suka membina alat yang berguna menggunakan potongan sampah dan potongan seperti topi botol, kepingan PVC, tin minuman, dan sebagainya. Saya suka memberikan kehidupan kedua kepada apa-apa bahagian atau apa-apa bahan. Sebilangan besar bahan yang digunakan di sini adalah sekerap dikeluarkan dari beberapa peralatan dan dikitar semula
Apabila saya memulakan projek stesen cuaca untuk saya sendiri, saya menyedari bahawa pengukuran keamatan dan arah angin tidak akan menjadi sangat mudah atau murah. Selepas beberapa bulan saya sampaikan kepada anda projek ini yang menggunakan kebanyakan bahan kitar semula dan bahagian-bahagian elektronik yang sangat murah dengan mudah dijumpai di mana-mana kedai elektronik.
Pos ini mempunyai 2 bahagian.
Bahagian 1 - Pembinaan peranti Anemometer dan Arah Angin Angin.
Bahagian 2 - Lakaran menggunakan Arduino IDE untuk Esp8266 Nodemcu dan penghantaran ke ThingSpeak.
Lihat video untuk mengetahui penyelesaian akhir.
Bagaimana untuk membina Anemometer anda sendiri menggunakan Sensor Kesan Dewan dan Suis Reed
Huraian Projek
Anemometer adalah peranti yang mampu mengukur kelajuan angin dan arahnya. Menggunakan Sensor Hall Effect, kami akan dapat mengira berapa banyak putaran cawan yang diberikan dalam tempoh masa. Keamatan angin adalah berkadar dengan kelajuan putaran paksi. Dengan beberapa persamaan fizik mudah, anda boleh menentukan kelajuan linear angin, pada masa itu. Kami akan menerangkan semuanya dalam bahagian 2.
Dan arah angin kita akan mengukur melalui kaca depan dengan magnet neodymium dan suis reed. Mata baling arah arah angin dan magnet yang dipasang padanya akan menyambungkan suis buluh yang membolehkan arus elektrik melalui sambungan (atau sambungan). Litar yang mempunyai arus positif menunjukkan arah angin, seperti kompas.
Kami mempunyai 8 litar yang akan meniru 16 arah: 4 kardinal dan 4 mata cagaran apabila 1 suis diaktifkan (N, NE, E, SE, S, SW, W, NW) dan apabila 2 suis diaktifkan secara serentak, kami mempunyai 8 sub kolateral mata (NNE, ENE, ESE, SSE, SSW, WSW, WNW, NNW).
Kelajuan dan arah angin akan dikira dan ditentukan oleh lakaran dalam nodemcu. Tetapi ini akan dijelaskan pada bahagian 2. Sekarang mari kita pergi ke perhimpunan perkakasan.
Penafian: Anemometer ini tidak boleh digunakan untuk tujuan profesional. Hanya untuk kegunaan akademik atau rumah.
Nota: Bahasa Inggeris bukan bahasa semulajadi saya. Jika anda mendapati kesilapan tatabahasa yang menghalang anda daripada memahami projek, sila beritahu saya untuk membetulkannya. Terima kasih banyak-banyak.
Bekalan:
Langkah 1: Bil Bahan
- Wind Vane
8 x Suis Reed
8 x 10 ohm resistor ohm
Paip PVC 10 sm
2 keping PVC diameter 5 cm
1 cap PVC diameter 2.5 cm
1 CD4051 Analog Multiplexer
1 cakera plastik
20 x 20 sekeping plastik yang kuat
1 Neodymium magnet (Dimensi magnet mesti membenarkan dua suis disambung secara serentak. Mine adalah 0.5 x 0.5 cm dan ia berfungsi dengan baik.)
10 wayar warna berbeza
1 PCB Generik
1 bebola galas dengan diameter yang sama tiub aluminium
1 tiub aluminium lebih kurang 20 cm
1 tiub aluminium lebih kurang 10 cm
1 pengapit hos
Massa Epoksi
Gam Instan - cyanoacrylate dan natrium bikarbonat
- Anemometer
2 ping pong bola
4 batang kayu atau aluminium kira-kira 12 cm
1 bebola galas
1 tiub aluminium lebih kurang 5 cm
3 keping wayar warna yang berbeza
1 dewan sensor SS49E
1 magnet neodymium
Massa Epoxy dan Glue Instan - cyanoacrylate dan natrium bikarbonat
2 paip plastik kira-kira 3 diameter 5 cm
1 cap PVC dan 5 cm PVC paip
1 cap PVC diameter 2.5 cm
- Nodemcu
- Kes Plastik untuk Projek Elektronik
- Besi pematerian
- 1 paip PVC kira-kira 2 meter dan "T" Penyambung PVC
- 1 PVC 90 darjah sambungan
- Bekalan kuasa 5V (saya menggunakan panel suria)
Langkah 2: Memasang Angin Angin Rosetta
Suis Reed dan Resistor dipasang pada PCB
Potong PCB generik dalam bentuk bulatan dengan garis pusat yang sedikit lebih kecil daripada CAP PVC kerana apabila ia siap maka akan sesuai dengannya.
Bengkokkan kaki suis buluh di 90 darjah untuk menyesuaikannya ke PCB dengan berhati-hati supaya tidak memecahkan kaca pelindung. Yang ideal ialah 3 mm dari kaca. Sesuaikan suis buluh mengikut gambarajah. Nombor masing-masing dari 0 hingga 7 sebagai rajah. Pengenalan yang betul akan menjadi penting apabila menyambungkan terminal ke multiplexer. Gunakan besi pematerian untuk menyolder mereka di atas pinggan.
Posisi setiap perintang sebagai rajah di mana salah satu terminal disolder di salah satu terminal suis reed dan yang lain akan menjadi biasa kepada semua perintang, yang diletakkan di tengah PCB.
Pateri kabel tembaga yang menghubungkan semua terminal luar suis buluh, meninggalkan dua yang terakhir tanpa sambungan. Seperti cincin. Pesanan kimpalan itu tidak penting.
Di persimpangan setiap perintang dan dawai solder suis setiap warna. Mereka adalah 8 berbeza. Solder wayar merah ke cincin tembaga suis buluh sebagai positif dan dawai hitam ke persimpangan semua perintang di tengah "rosetta", sebagai negatif.
Lihat rajah dan berhati-hati untuk memastikan penomboran kabel untuk sambungan ke multiplexer.
Uji sambungan sebelum pemasangan.
Sebelum meneruskan dengan perhimpunan saya mencadangkan ujian sambungan. Gunakan yang diketuai, apa-apa 18650 bateri 3.7 V, magnet neodymium dan kabel dengan kuku buaya. Sambungkan bateri ke terminal VCC dan GND dan kabel buaya di GND dengan hujung yang lain dalam negatif yang diterajui (gunakan biru yang tidak memerlukan perintang). Sambungkan kabel yang lain kepada positif yang diketuai dan yang lain untuk setiap kabel yang disambungkan ke suis. Kini lulus magnet melalui pinggir luar suis yang disambungkan. Sekiranya lampu yang dipimpin menyala, ok. Jika ia tidak dihidupkan, periksa kimpal. Untuk menguji dua sambungan pada masa yang sama menggunakan kabel lain dan lain yang dipimpin secara serentak. Apabila lulus magnet antara dua suis, kedua-dua LED perlu menyala. Adalah penting bahawa kedua-dua LED cahaya pada masa yang sama supaya isyarat elektrik dapat mewakili titik subkumpulan kompas seperti ENE, ESE, SSW, NNW, dll.
Langkah 3: Sambungan ke dan Dari CD4051 Multiplexer
CD4051 Analog Multiplexer
Multiplexer adalah litar gabungan dengan beberapa input dan keluaran data tunggal. Mereka dilengkapi dengan input kawalan yang mampu memilih satu, dan hanya satu, dari input data untuk membolehkan penghantaran mereka dari input terpilih untuk menyatakan keluaran.
Jika anda tidak tahu operasi CD4051 saya cadangkan membaca lembar data yang boleh anda temukan di web. Secara ringkas, 4051 mempunyai 8 input analog yang bernombor dari 0 hingga 7, 3 dan pin A, B, dan C yang digabungkan membolehkan membaca input dan menentukan output analog mana yang sedang disambungkan. Pada setiap bacaan, perisian menganalisis sambungan mana-mana dengan arus positif dan akan menunjukkan arah yang sama angin. Ini akan dijelaskan secara terperinci di bahagian 2 jawatan. Lihat rajah untuk melihat bagaimana rosetta disambungkan kepada multiplexer.
Sambungan kepada Nodemcu
Kami memerlukan 8 kabel untuk menyambungkan Nodemcu. Lihat rajah.
1 pasang positif (merah) dan tanah (hitam) wayar yang membekalkan arus ke rosetta
1 pasang kabel positif (merah) dan tanah (hitam) yang membekalkan arus ke CD4051
1 kabel untuk keluaran analog A0 (kelabu)
1 kabel untuk input digital pin A = D5 (biru)
1 kabel untuk input digital pin B = D4 (hijau)
1 kabel untuk input digital pin C = D3 (kuning)
Saya menggunakan kabel telefon 10-wayar dengan warna yang berbeza untuk memudahkan perhimpunan terakhir.
Kenal pasti setiap kabel dengan alamatnya yang sepadan untuk memudahkan perhimpunan akhir.
Langkah 4: Pasang Semuanya di PVC Stand
Memasang sokongan
Ambil CAP diameter 5 cm PVC, sekeping tiub PVC dan CAP 2.5 cm diameter dan gam mereka semua dengan gam segera mengikut foto. Anda juga boleh membuat lubang dengan diameter tiub untuk meningkatkan sambungan antara kepingan. Selepas semua kepingan yang terpaku gunakan lebih banyak gam di tepi terpotong setiap bahagian dan segera tutup dengan baking soda. Apabila mengeringkan gam, anda akan mempunyai kekerasan yang sangat baik.
Anda juga harus melekat silikon di pinggir CAP yang akan membolehkan untuk mengelak kesatuan antara 2 CAP dan memudahkan pemasangan rosetta. Biarkan mereka kering sebelum meneruskan.
Berhati-hati memasukkan rosetta yang telah dipasang pada sekeping sokongan dan ia sesuai dengan lekap ke tepi tepi CAP. Ingatlah bahawa kami akan melancarkan CAP kedua di atas ini. Lihat foto dengan penyelesaian akhir. Dan sila kenal pasti setiap kabel untuk memudahkan sambungan dengan nodemcu.
Langkah 5: Memasang Vane
Memasang struktur baling-baling itu
Buat penunjuk dengan jisim epoksi dengan bentuk yang ditunjukkan dalam foto. Apabila betul-betul kering, timbanglah sekeping dan simpan nilai itu.
Ambil sekeping plastik dan potong secara simetrik untuk bahagian belakang baling-baling yang berfungsi mengarahkan angin. Berat juga dan simpan nilai.
Ambil salah satu tiub aluminium dan tongkat penunjuk dan balingan cuaca dengan gam segera dengan semua kepingan berbaris di tengah. Lakukan seperti yang anda lakukan sebelum ini dengan baking soda untuk meningkatkan kekerasan setiap bahagian terpaku.
Ambil tiub aluminium kedua dan mari tentukan di mana ia akan tersangkut di tiub lain. Untuk mengekalkan keseimbangan sekeping, jarak dengan berat belakang hendaklah sama dengan jarak dengan berat penuding. (Lihat pengiraan yang ditunjukkan dalam gambarajah.) Pengukuran jarak harus dilakukan lebih atau kurang ke pusat massa setiap bahagian. Gunakan gam segera dan baking soda.
Buat lubang di pusat CAP dengan diameter bebola galas. Gunakan gam segera untuk melekat pada penutup. Penting untuk memilih galas bebola yang mempunyai diameter dalaman yang sama dari tiub aluminium vertikal baling.
Akhir sekali, ambil cakera plastik dengan garis pusat kira-kira 4.5 cm dan tongkat sekeping logam kecil di tepi. Lihat gambar Dengan cara ini anda akan dapat "melekat" magnet neodymium dan menyesuaikannya apabila anda menentukib instrumen. Ia boleh dipindahkan ke beberapa arah untuk meneka bacaan pengukuran.
Posisi cakera plastik dengan bahagian logam terperangkap dalam arah yang sama seperti penuding tiub aluminium mendatar. Ini penting bagi magnet untuk menunjukkan arah yang sama seperti baling-baling.
Untuk memudahkan perhimpunan akhir anemometer dan menyelaraskan utara baling-baling dengan geografi utara cetak angin naik dan tampal pada cap atas CAP. Disc akan terjebak dalam tiub aluminium, tetapi terlebih dahulu, masukkan tiub aluminium ke dalam galas bola dan masukkan tiub aluminium ke dalam cakera. Laraskan ketinggian supaya jarak antara magnet dan tepi CAP adalah antara 1 dan 1.5 cm. Itu mestilah cukup untuk magnet untuk menyambungkan suis buluh dengan betul. Keluarkan cakera dengan gam segera dan kalsium bikarbonat sebagai mendatar yang mungkin.
Gunung dua bahagian dengan mengarahkan utara angin naik sejajar dengan nombor sakelar 0 (mewakili utara) dan gunakan penjepit untuk menyertai mereka. Jangan gunakan gam kerana anda perlu menyesuaikan dan mengkalibrasi banyak kali sebelum bersiap sedia.
Lihat gambar untuk melihat penyelesaian akhir.
Langkah 6: Mouting the Anemometer
Memasang sokongan
Ambil 2 penutup plastik dan tongkat dengan gam segera. Gerakkan 4 lubang pada penutup seperti ditunjukkan dalam gambar rajah. Tongkat tongkat kayu atau aluminium di setiap lubang. Potong 2 ping pong bola di tengah dan tongkat setiap satu pada kaki puncak, semua dengan bahagian cekung untuk sisi yang sama. Pengukuran anggaran ditunjukkan dalam rajah.
Buat lubang di tengah-tengah CAP 2.5 cm dengan garis pusat galas bebola. Gunakan gam segera untuk melekat pada penutup. Gunakan baking soda juga dengan berhati-hati.
Masukkan tiub aluminium ke dalam galas bola pada ketinggian yang serasi (lihat foto). Sekiranya ia tidak diselaraskan dengan betul, letakkan setem gam dengan teliti.
Memasang Modul Dewan
Di pinggir CAP, buat lubang kecil untuk melepasi ketua sensor Dewan.
Gali magnet neodymium ke tepi penutup plastik mengikut foto.
Gunakan 3 dawai berwarna berbeza untuk menyambung modul sensor.
Masukkan modul Hall dan arahkan sensor yang menghadap magnet pada jarak 2 hingga 4 mm. Ujian jika putaran aci tidak memukul magnet dengan sensor.
Gunakan bateri 3.7 V untuk menguji jika modul bertindak balas kepada pendekatan magnet dengan mengubah arah yang dibawa kepada setiap kenalan. Jika yang diterajui dihidupkan, segala-galanya ok. Jika tidak, gerakkan sensor lebih dekat dengan magnet sehingga LED dihidupkan.
Jika semuanya ok, atur modul dalam sokongan menggunakan drop drop.
Akhirnya, batang lain akan terperangkap dalam tudung plastik dengan gam segera dan baking soda, menyesuaikan ketinggian yang betul.
Mengenal pasti wayar
Kenal pasti semua kabel - VCC, GND, dan Isyarat - untuk memudahkan sambungan dengan nodemcu.
Langkah 7: Meletakkan Semua Bersama
Sekarang anda boleh memasang dua peranti bersama-sama menggunakan sambungan "T" dan sekeping tiub PVC seperti yang ditunjukkan dalam foto. Jangan gunakan gam kerana jika terdapat keperluan untuk beberapa penyesuaian atau penyelenggaraan, tidak akan mungkin. Saya membuat lubang-lubang kecil dan menggunakan skru untuk membuatnya ketat. Lulus kabel dari 2 peranti melalui tiub.
Apabila anemometer dipasang di bumbung rumah, saya juga membuat kabel tiga meter untuk menyambungkannya ke nodemcu yang akan dipasang di dalam rumah.
Langkah 8: Menyambungkan Nodemcu dan Pemasangan
Rajah menunjukkan sambungan yang betul setiap kabel.
Untuk menguji operasi, saya menggunakan 0.96 "skrin OLED untuk membaca ukuran dan mengesahkan bahawa ia adalah betul, sambungkan OLED dengan cara ini:
D1 - SCL
D2 - SDA
VCC dan GND
Untuk dipasang di siling, penjagaan hanya untuk menjaga seluruh peranti pada tahap yang betul. Untuk itu gunakan paras gelembung dan banyak skru besar. Dan jangan lupa untuk mengatasi utara anemometer anda untuk utara geografi kompas anda. Jika tidak, arah angin tidak akan sesuai dengan realiti.
Dan itu sahaja. Dalam jawatan seterusnya, saya akan menerangkan lakaran yang akan dimuatkan di nodemcu menggunakan Arduino IDE.
Sekiranya anda mempunyai keraguan, jangan ragu untuk menghubungi saya.
Salam
Ini adalah catatan dalam
Cabaran IoT
