Stasiun Cuaca: 8 Langkah (dengan Gambar)

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Terakhir diubah: 2024-01-30 09:57

Pernah merasa tidak nyaman selama obrolan ringan? Butuh hal-hal keren untuk dibicarakan (oke, sesumbar)? Nah kami memiliki hal untuk Anda! Tutorial ini akan memungkinkan Anda untuk membangun dan menggunakan stasiun cuaca Anda sendiri. Sekarang Anda dapat dengan percaya diri mengisi keheningan yang canggung dengan pembaruan suhu, tekanan, kelembaban, ketinggian, dan kecepatan angin. Anda tidak akan pernah lagi menggunakan kata "cuaca bagus" yang hambar setelah Anda menyelesaikan proyek yang rapi ini.

Stasiun cuaca kami dilengkapi sepenuhnya dalam kotak tahan air dengan sensor berbeda yang merekam berbagai pengukuran alami dan menyimpan semuanya ke kartu SD yang sama. Arduino Uno digunakan untuk mengkodekan stasiun cuaca dengan mudah sehingga dapat bekerja dari jarak jauh. Selain itu, sejumlah sensor dapat ditambahkan atau diintegrasikan ke dalam sistem untuk memberikan berbagai fungsi yang berbeda. Kami memutuskan untuk menggunakan berbagai sensor dari Adafruit: kami menggunakan sensor Suhu dan Kelembaban DHT22, sensor tekanan dan ketinggian barometrik BMP280, dan sensor kecepatan angin anemometer. Kami harus mengunduh beberapa pustaka kode selain menyatukan beberapa kode berbeda agar semua sensor kami berjalan bersama dan mencatat data di kartu SD. Tautan ke perpustakaan dikomentari dalam kode kami.

Langkah 1: Kumpulkan Bahan

• Arduino Uno
• Protoboard
• Baterai 9V
• Adafruit Anemometer Sensor Kecepatan Angin
• Perumahan tahan air
• Adafruit BMP280 Sensor Tekanan dan Ketinggian Barometrik
• Adafruit DHT22 Sensor Suhu dan Kelembaban
• Perisai Pencatatan Data Rakitan Adafruit
• Lem panas

Penting pada langkah ini untuk memastikan bahwa Arduino Anda berfungsi dan dapat diprogram dari komputer Anda. Kami juga akhirnya menyolder semua komponen kami ke protoboard, tetapi papan tempat memotong roti juga dapat digunakan untuk menghubungkan sensor ke Arduino. Protoboard kami membuat semua koneksi kami menjadi permanen dan membuatnya lebih mudah untuk menempatkan komponen tanpa khawatir akan mendorongnya keluar dari tempatnya.

Langkah 2: Tambahkan Pencatat Data

Langkah ini mudah peasy. Yang harus Anda lakukan untuk mencapai langkah ini adalah memasang pencatat data di tempatnya. Ini pas di atas Arduino Uno.

Mendapatkan pencatat data untuk benar-benar mencatat data memerlukan beberapa pengkodean. Logger mencatat data ke kartu SD yang sesuai dengan pelindung dan dapat dilepas dan dicolokkan ke komputer. Salah satu fitur kode yang berguna adalah penggunaan cap waktu. Jam waktu mencatat hari, bulan, dan tahun selain detik, menit, dan jam (asalkan terhubung ke baterai). Kami harus mengatur waktu itu dalam kode ketika kami mulai, tetapi pencatat data menyimpan waktu selama baterai di papannya terhubung. Ini berarti tidak ada pengaturan ulang jam!

Langkah 3: Atur Sensor Suhu dan Kelembaban

1. Hubungkan pin pertama (merah) pada sensor ke pin 5V di Arduino
2. Hubungkan pin kedua (biru) ke pin digital di Arduino (kita pasang pin 6)
3. Hubungkan pin keempat (hijau) ke ground Arduino

Sensor dari Adafruit yang kami gunakan hanya membutuhkan satu pin digital pada Arduino untuk mengumpulkan data. Sensor ini merupakan sensor kelembaban kapasitif. Artinya, alat ini mengukur kelembaban relatif dengan dua elektroda logam yang dipisahkan oleh bahan dielektrik berpori di antara keduanya. Saat air memasuki pori-pori, kapasitansi diubah. Bagian penginderaan suhu dari sensor adalah resistor sederhana: resistansi berubah saat suhu berubah (disebut termistor). Meskipun perubahannya tidak linier, perubahan tersebut dapat diterjemahkan ke dalam pembacaan suhu yang direkam oleh pelindung data logger kami.

Langkah 4: Atur Sensor Tekanan dan Ketinggian

1. Pin Vin (merah) terhubung ke pin 5V di Arduino
2. Pin kedua tidak terhubung ke apa pun
3. Pin GND (hitam) terhubung ke ground di Arduino
4. Pin SCK (kuning) berjalan ke pin SCL di Arduino
5. Pin kelima tidak terhubung
6. Pin SDI (biru) terhubung ke pin SDA Arduino
7. Pin ketujuh tidak terhubung dan tidak digambarkan pada diagram

Pin Vin mengatur tegangan ke sensor itu sendiri dan menurunkannya dari input 5V ke 3V. Pin SCK, atau Pin Jam SPI, adalah pin input ke sensor. Pin SDI adalah data serial di pin dan membawa informasi dari Arduino ke sensor. Dalam diagram pengaturan Arduino dan papan tempat memotong roti, sensor tekanan dan ketinggian yang digambarkan bukanlah model persis yang kami gunakan. Ada satu pin yang lebih sedikit, namun cara kabelnya sama persis dengan cara kabel sensor yang sebenarnya. Cara pin terhubung mencerminkan pin pada sensor, dan harus menyediakan model yang memadai untuk pengaturan sensor.

Langkah 5: Siapkan Anemometer

1. Saluran listrik merah dari anemometer harus terhubung ke pin Vin di Arduino
2. Garis tanah hitam harus terhubung ke tanah di Arduino
3. Kabel biru (di sirkuit kami) terhubung ke pin A2

Satu hal penting yang perlu diperhatikan adalah bahwa anemometer membutuhkan daya 7-24V untuk bekerja. Pin 5V pada Arduino tidak akan memotongnya. Jadi, baterai 9V harus dicolokkan ke Arduino. Ini langsung terhubung ke pin Vin dan memungkinkan anemometer untuk menarik dari sumber daya yang lebih besar. Anemometer mengukur kecepatan angin dengan menciptakan arus listrik. Semakin cepat berputar, semakin banyak energi, dan dengan demikian semakin banyak arus, sumber anemometer. Arduino mampu menerjemahkan sinyal listrik yang diterimanya menjadi kecepatan angin. Program yang kami kodekan juga melakukan konversi yang diperlukan untuk mendapatkan kecepatan angin menjadi mil per jam.

Langkah 6: Periksa Sirkuit dan Jalankan Beberapa Tes

Gambar di atas adalah diagram rangkaian lengkap kami. Sensor suhu adalah sensor empat pin berwarna putih di tengah papan. Sensor tekanan diwakili oleh sensor merah di sebelah kanan. Meskipun tidak sama persis dengan sensor yang kami gunakan, pin/koneksi akan cocok jika Anda menyelaraskannya dari kiri ke kanan (ada satu pin lagi pada sensor yang kami gunakan daripada di diagram). Kabel anemometer cocok dengan warna yang kami berikan pada diagram. Selain itu, kami menambahkan baterai 9V ke port baterai hitam di sudut kiri bawah diagram pada Arduino.

Untuk menguji stasiun cuaca, coba hirup sensor suhu dan kelembaban, putar anemometer, dan ambil data di bagian atas dan bawah gedung/bukit tinggi untuk melihat apakah sensor suhu, anemometer, dan sensor tekanan/ketinggian mengumpulkan data. Coba keluarkan kartu SD dan colokkan ke perangkat untuk memastikan pengukuran dicatat dengan benar. Semoga semuanya berjalan lancar. Jika tidak, periksa kembali semua koneksi Anda. Sebagai rencana cadangan, coba periksa kode dan lihat apakah ada kesalahan yang dibuat.

Langkah 7: Tempatkan Semua Komponen

Sekarang saatnya untuk membuatnya terlihat seperti stasiun cuaca nyata. Kami menggunakan kotak tahan air Produk Luar Ruang untuk menampung sirkuit kami dan sebagian besar komponen. Kotak kami sudah memiliki lubang di samping dengan penetrator dan paking karet. Ini memungkinkan kami untuk menjalankan sensor suhu dan kabel anemometer di luar kotak melalui lubang yang dibor di penetrator dan disegel dengan epoksi. Untuk mengatasi masalah penempatan sensor tekanan di dalam kotak, kami mengebor lubang kecil di bagian paling bawah kotak dan memasang riser di setiap sudut bagian bawah agar tetap berada di atas permukaan tanah.

Untuk kedap air kabel yang menghubungkan anemometer dan sensor suhu ke papan sirkuit utama, kami menggunakan pita panas menyusut untuk menutup koneksi apa pun. Kami menjalankan sensor suhu di bawah kotak dan memasangnya (kami hanya tidak ingin plastik berwarna menjebak panas dan memberi kami pembacaan suhu yang salah).

Ini bukan satu-satunya pilihan perumahan, tapi ini pasti salah satu yang akan menyelesaikan pekerjaan untuk proyek yang menyenangkan.

Langkah 8: Nikmati Stasiun Cuaca Kecil Pribadi Anda

Sekarang bagian yang menyenangkan! Bawalah stasiun cuaca Anda ke mana-mana, atur di luar jendela Anda, atau lakukan apa pun yang Anda suka. Ingin mengirimkannya dalam balon cuaca? Lihat Instruksi kami berikutnya!