اجعل مشروع محطة الطقس البسيط للمنازل والمكاتب

في هذا المنشور ، سنقوم ببناء مشروع محطة طقس صغير مثير للاهتمام يعتمد على Arduino ، والذي يمكن أن يوضح لك درجة الحرارة المحيطة والرطوبة والضغط وجودة الهواء والمزيد من البيانات من محيطك ، والتي يمكن استخدامها للتنبؤ بالطقس من المنزل.

إذا كنت مهتمًا بالأرصاد الجوية ، فقد يكون هذا المشروع مفيدًا لدراسة أحوال الطقس المحلية والتغيرات قصيرة المدى. المشروع المقترح هو تصميم الحالة الصلبة ، مما يعني عدم وجود أجزاء متحركة.

يمكن وضع هذا المشروع في ظروف داخلية أو شبه داخلية ، حيث تكون الدائرة بعيدة عن أشعة الشمس المباشرة أو الرياح الشديدة أو الرطوبة التي يمكن أن تؤدي إلى تدهور أجهزة الاستشعار الموجودة على متن الطائرة.

التصميم:

تم بناء مشروع دائرة محطة الطقس المصغرة المقترحة حول Arduino ، وهو عقل محطة الطقس التي تجمع الكثير من البيانات من أجهزة استشعار مختلفة وتعالجها وتعرض على شاشة LCD مقاس 16 × 2.

يمكنك اختيار لوحة اردوينو المفضلة لديك لهذا المشروع. تتكون الدائرة من ثلاثة مستشعرات MQ-135 و BMP180 و DHT11. دعونا نرى ما يفعله كل جهاز استشعار بالتفصيل.

مستشعر MQ-135:

MQ-135 هو مستشعر قياس جودة الهواء ، يمكنه الكشف عن ثاني أكسيد الكربون ، والكحول ، والبنزين ، والدخان ، والبيوتان ، والبروبان وما إلى ذلك. إذا كان التركيز الكيميائي لهذه الغازات مرتفعًا في الهواء ، فيمكننا القول إن الهواء ملوث.

يستطيع المستشعر اكتشاف التغيير في تركيز الملوثات في الهواء ويعطي مستوى الجهد المناسب. يتناسب جهد خرج المستشعر طرديًا مع مستوى التركيز الكيميائي في الهواء.

يتم تغذية تباين الجهد من المستشعر إلى Arduino لدينا مستويات عتبة محددة مسبقًا في البرنامج. عندما يتجاوز مستوى العتبة ، يخبرنا المتحكم الدقيق ما إذا كان الهواء آمنًا أم لا.

مخطط الرسم البياني

يوضح الرسم البياني أعلاه مخطط الأسلاك. يحتاج هذا المستشعر إلى مصدر خارجي 5 فولت لأنه يحتوي على عنصر تسخين داخل المستشعر الذي يستهلك حوالي 1 وات. لا يمكن أن توفر الطاقة من دبوس طاقة اردوينو تيارًا أعلى.

يحافظ عنصر التسخين على حرارة المستشعر ويساعد على أخذ عينات كمية مناسبة من التركيز الكيميائي في الهواء. يستغرق المستشعر حوالي دقيقتين للوصول إلى درجة الحرارة المثلى.

مستشعر DHT11:

يُعرف مستشعر DHT11 شعبياً باسم مستشعر درجة الحرارة والرطوبة. يمكنه قياس درجة الحرارة والرطوبة من المناطق المحيطة كما يوحي الاسم.

إنه جهاز ذو 4 أطراف ولكن يتم استخدام 3 منهم فقط. قد يبدو وكأنه مكون بسيط للغاية ، لكنه يحتوي على متحكم دقيق داخل المستشعر الذي يمرر البيانات في شكل رقمي إلى لوحة اردوينو.

يرسل بيانات 8 بت كل ثانية إلى arduino ، لفك تشفير الإشارة المستقبلة ، نحتاج إلى تضمين مكتبة في الكود المصمم للتعامل معها. يتم توفير ارتباط المكتبة لاحقًا بجزء من المقالة.

مخطط الرسم البياني:

اتصال الدائرة من المستشعر إلى اردوينو بسيط للغاية. يتم توصيل خرج المستشعر بـ A1 دبوس من اردوينو. يتم توصيل Vcc و GND بمسامير إمداد الطاقة في اردوينو.

ملاحظة: يرجى التأكد من أن المستشعر الخاص بك يحتوي على مقاوم سحب ، إذا لم يكن لديه واحد قم بتوصيل المقاوم سحب 4.7K في دبوس الإخراج من مستشعر DHT11.

مستشعر BMP180:

BMP180 هو مستشعر بارومتري يمكنه قياس الضغط الجوي والارتفاع ودرجة الحرارة. يتم إهمال قياس درجة الحرارة من هذا المستشعر حيث لدينا مستشعر مخصص لقياس درجة الحرارة المحيطة.

يقيس المستشعر ارتفاع الإعداد من مستوى سطح البحر ، وهو أيضًا أحد المعلمات المستخدمة في الأرصاد الجوية.

مخطط الرسم البياني:

يستخدم بروتوكول اتصال I2C ، يذهب دبوس SDA إلى A4 من اردوينو ويذهب SCL إلى A5 من اردوينو. يتم توصيل Vcc و GND بدبابيس إمداد الطاقة في اردوينو.

اتصال LCD:

تعرض شاشة LCD جميع البيانات من أجهزة الاستشعار. الاتصال بين شاشة LCD و arduino قياسي يمكننا أن نجد اتصالًا مشابهًا في العديد من المشاريع القائمة على LCD. اضبط مقياس الجهد 10K للحصول على رؤية مثالية من شاشة LCD.

النموذج الأولي للمؤلف:

هذا هو النموذج الأولي للمؤلف لدائرة مراقبة الطقس المصغرة حيث يتم توصيل كل المستشعرات الموضحة في المخططات بلوحة اردوينو.

ملاحظة: يجب توصيل وصلة الدائرة من كل مستشعرات وشاشة LCD بلوحة اردوينو واحدة. لقد قدمنا ​​اتصال مستشعر منفصل على كل تخطيطي لتجنب الارتباك أثناء تكرار الدائرة.

قم بتنزيل ملفات المكتبة قبل تحميل الكود:

مكتبة DHT11: https://arduino-info.wikispaces.com/file/detail/DHT-lib.zip

مكتبة BMP180: github.com/adafruit/Adafruit_BMP085_Unified.git

كود البرنامج:

#include
#include
#include
#include
#define DHTxxPIN A1
LiquidCrystal lcd(12,11,5,4,3,2)
dht DHT
Adafruit_BMP085 bmp
int ack
int input = A0
unsigned long A = 1000L
unsigned long B = A * 60
unsigned long C = B * 2
int low = 300
int med = 500
int high = 700
int x = 4000
void setup()
{
Serial.begin(9600)
lcd.begin(16,2)
lcd.setCursor(0,0)
lcd.print('Sensors are')
lcd.setCursor(0,1)
lcd.print('getting ready')
delay(C)
}
void loop()
{
ack=0
int chk = DHT.read11(DHTxxPIN)
switch (chk)
{
case DHTLIB_ERROR_CONNECT:
ack=1
break
}
if(ack==0)
{
lcd.clear()
lcd.setCursor(0,0)
lcd.print('Temp(*C)= ')
lcd.print(DHT.temperature)
lcd.setCursor(0,1)
lcd.print('Humidity(%) = ')
lcd.print(DHT.humidity)
delay(x)
}
if(ack==1)
{
lcd.clear()
lcd.setCursor(0,0)
lcd.print('NO DATA')
lcd.setCursor(0,1)
lcd.print('Check Sensor')
delay(x)
}
if (!bmp.begin())
{
lcd.clear()
lcd.setCursor(0,0)
lcd.print('BMP180 sensor')
lcd.setCursor(0,1)
lcd.print('not found')
while (1) {}
}
lcd.clear()
lcd.setCursor(0,0)
lcd.print('----Pressure---- ')
lcd.setCursor(0,1)
lcd.print(bmp.readPressure())
lcd.print(' Pascal')
delay(x)
lcd.clear()
lcd.setCursor(0,0)
lcd.print('----Altitude----')
lcd.setCursor(0,1)
lcd.print(bmp.readAltitude(101500))
lcd.print(' meter')
delay(x)
lcd.clear()
lcd.setCursor(0,0)
lcd.print(' Air Quality:')
if(analogRead(input)==0)
{
lcd.setCursor(0,1)
lcd.print(' Sensor Error')
delay(x)
}
if(analogRead(input)0)
{
lcd.setCursor(0,1)
lcd.print(' GOOD')
delay(x)
}
if(analogRead(input)>low && analogRead(input) {
lcd.setCursor(0,1)
lcd.print(' GETTING BAD')
delay(x)
}
if(analogRead(input)>=med && analogRead(input) {
lcd.setCursor(0,1)
lcd.print(' VERY POOR')
delay(x)
}
if(analogRead(input)>=high)
{
lcd.setCursor(0,1)
lcd.print(' WORST')
delay(x)
}
}

ملاحظة:

تستغرق دائرة محطة الطقس المصغرة الموضحة دقيقتين لإظهار القراءات من المستشعر ، حتى ذلك الحين تعرض 'أجهزة الاستشعار تستعد'. وذلك لأن مستشعر MQ-135 يستغرق دقيقتين للوصول إلى درجة حرارة التشغيل المثلى.