Station météo : 8 étapes (avec photos)

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Dernière modifié: 2024-01-30 09:09

Vous êtes-vous déjà senti mal à l'aise pendant de petites conversations ? Besoin de choses sympas dont vous pouvez parler (d'accord, vous vanter) ? Eh bien, nous avons ce qu'il vous faut ! Ce tutoriel vous permettra de créer et d'utiliser votre propre station météo. Vous pouvez désormais combler en toute confiance tout silence gênant avec des mises à jour sur la température, la pression, l'humidité, l'altitude et la vitesse du vent. Vous n'aurez plus jamais recours au fade, "le temps a été clément" une fois que vous aurez terminé ce projet soigné.

Notre station météo est entièrement équipée dans un boîtier résistant à l'eau avec différents capteurs qui enregistrent diverses mesures naturelles et les enregistrent toutes sur la même carte SD. Un Arduino Uno permet de coder facilement la station météo afin qu'elle puisse fonctionner à distance. De plus, un nombre illimité de capteurs peut être ajouté ou intégré au système pour lui donner un éventail de fonctionnalités différentes. Nous avons décidé d'utiliser différents capteurs d'Adafruit: nous avons utilisé un capteur de température et d'humidité DHT22, un capteur de pression barométrique et d'altitude BMP280 et un capteur de vitesse du vent anémomètre. Nous avons dû télécharger plusieurs bibliothèques de codes en plus de rassembler des codes différents pour que tous nos capteurs fonctionnent ensemble et enregistrent les données sur la carte SD. Les liens vers les bibliothèques sont commentés dans notre code.

Étape 1: Rassemblez les matériaux

• Arduino Uno
• Protoboard
• Batterie 9V
• Capteur de vitesse du vent anémomètre Adafruit
• Boîtier étanche
• Capteur de pression barométrique et d'altitude Adafruit BMP280
• Capteur de température et d'humidité Adafruit DHT22
• Bouclier d'enregistrement de données assemblé Adafruit
• Colle chaude

Il est important à cette étape de s'assurer que votre Arduino fonctionne et peut être programmé à partir de votre ordinateur. Nous avons également fini par souder tous nos composants à une protoboard, mais une maquette peut également être utilisée pour connecter le capteur à l'Arduino. Notre protoboard rendait toutes nos connexions permanentes et facilitait le logement des composants sans se soucier de les bousculer.

Étape 2: ajouter un enregistreur de données

Cette étape est facile. Tout ce que vous avez à faire pour accomplir cette étape est de mettre l'enregistreur de données en place. Il s'adapte parfaitement au dessus de l'Arduino Uno.

Faire en sorte que l'enregistreur de données enregistre réellement les données nécessite un certain codage. L'enregistreur enregistre les données sur une carte SD qui s'insère dans le blindage et peut être retirée et branchée sur un ordinateur. Une caractéristique du code qui est utile est l'utilisation de l'horodatage. L'horloge enregistre le jour, le mois et l'année en plus de la seconde, des minutes et des heures (tant qu'elle est branchée à la batterie). Nous avons dû définir cette heure dans le code lorsque nous avons commencé, mais l'enregistreur de données conserve l'heure tant que la batterie de sa carte est connectée. Cela signifie qu'il n'y a pas de réinitialisation de l'horloge !

Étape 3: Configurer le capteur de température et d'humidité

1. Connectez la première broche (rouge) du capteur à la broche 5V de l'Arduino
2. Connectez la deuxième broche (bleue) à une broche numérique sur l'Arduino (nous mettons la nôtre dans la broche 6)
3. Câblez la quatrième broche (verte) à la masse de l'Arduino

Le capteur d'Adafruit que nous avons utilisé n'a besoin que d'une seule broche numérique sur l'Arduino pour collecter des données. Ce capteur est un capteur d'humidité capacitif. Cela signifie qu'il mesure l'humidité relative avec deux électrodes métalliques séparées par un matériau diélectrique poreux entre elles. Lorsque l'eau pénètre dans les pores, la capacité est modifiée. La partie de détection de température du capteur est une simple résistance: la résistance change à mesure que la température change (appelée thermistance). Bien que le changement ne soit pas linéaire, il peut être traduit en une lecture de température qui est enregistrée par notre bouclier d'enregistreur de données.

Étape 4: Configurer le capteur de pression et d'altitude

1. La broche Vin (rouge) se connecte à la broche 5V sur l'Arduino
2. La deuxième broche n'est connectée à rien
3. La broche GND (noire) est connectée à la terre sur l'Arduino
4. La broche SCK (jaune) va à la broche SCL sur l'Arduino
5. La cinquième broche n'est pas connectée
6. La broche SDI (bleue) est connectée à la broche SDA de l'Arduino
7. La septième broche n'est pas connectée et n'est pas représentée sur le schéma

La broche Vin régule la tension du capteur lui-même et la fait passer de l'entrée 5V à 3V. La broche SCK, ou la broche d'horloge SPI, est une broche d'entrée du capteur. La broche SDI est la donnée série dans la broche et transmet les informations de l'Arduino au capteur. Dans le schéma de la configuration de l'Arduino et de la planche à pain, le capteur de pression et d'altitude illustré n'était pas le modèle exact que nous avons utilisé. Il y a une broche de moins, cependant, la façon dont elle est câblée est exactement la même que la façon dont le capteur a été câblé. La façon dont les broches sont connectées reflète les broches du capteur et devrait fournir un modèle adéquat pour la configuration du capteur.

Étape 5: Configurer l'anémomètre

1. La ligne d'alimentation rouge de l'anémomètre doit être connectée à la broche Vin de l'Arduino
2. La ligne de terre noire doit être connectée à la terre sur l'Arduino
3. Le fil bleu (dans notre circuit) était connecté à la broche A2

Une chose importante à considérer est que l'anémomètre nécessite 7-24 V d'alimentation pour fonctionner. La broche 5V de l'Arduino ne va tout simplement pas le couper. Ainsi, une batterie 9V doit être branchée sur l'Arduino. Cela se connecte directement à la broche Vin et permet à l'anémomètre de puiser dans une plus grande source d'alimentation. L'anémomètre mesure la vitesse du vent en créant un courant électrique. Plus il tourne vite, plus les sources de l'anémomètre sont d'énergie, et donc de courant. L'Arduino est capable de traduire le signal électrique qu'il reçoit en une vitesse du vent. Le programme que nous avons codé effectue également la conversion nécessaire pour obtenir la vitesse du vent en miles par heure.

Étape 6: Vérifiez le circuit et exécutez quelques tests

La photo ci-dessus est notre schéma de circuit terminé. Le capteur de température est le capteur blanc à quatre broches au milieu de la carte. Le capteur de pression est représenté par le capteur rouge à droite. Bien que cela ne corresponde pas exactement au capteur que nous avons utilisé, les broches/connexions correspondront si vous les alignez de gauche à droite (il y a une broche de plus sur le capteur que nous avons utilisé que dans le schéma). Les fils de l'anémomètre correspondaient aux couleurs que nous leur avons attribuées dans le schéma. De plus, nous avons ajouté la batterie 9V au port de batterie noir dans le coin inférieur gauche du schéma sur l'Arduino.

Pour tester la station météo, essayez de respirer sur le capteur de température et d'humidité, faites tourner l'anémomètre et prenez des données en haut et en bas d'un grand bâtiment/colline pour voir si le capteur de température, l'anémomètre et le capteur de pression/altitude collectent des données. Essayez de retirer la carte SD et de la brancher sur un appareil pour vous assurer que les mesures ont été correctement enregistrées. Espérons que tout se passe bien. Sinon, revérifiez toutes vos connexions. En guise de plan de secours, essayez de vérifier le code et de voir si des erreurs ont été commises.

Étape 7: héberger tous les composants

C'est le moment de la faire ressembler à une vraie station météo. Nous avons utilisé un boîtier étanche Outdoor Products pour loger notre circuit et la plupart des composants. Notre boîte avait déjà un trou sur le côté avec un pénétrateur et un joint en caoutchouc. Cela nous a permis de faire passer le capteur de température et les fils de l'anémomètre à l'extérieur de la boîte à travers un trou percé dans le pénétrateur et scellé avec de l'époxy. Pour résoudre le problème du logement du capteur de pression à l'intérieur du boîtier, nous avons percé de petits trous tout en bas du boîtier et placé une colonne montante à chaque coin du fond pour le maintenir au-dessus du niveau du sol.

Pour imperméabiliser les fils reliant l'anémomètre et le capteur de température au circuit imprimé principal, nous avons utilisé du ruban thermorétractable pour sceller toutes les connexions. Nous avons placé le capteur de température sous la boîte et l'avons fixé (nous ne voulions tout simplement pas que le plastique teinté emprisonne la chaleur et nous donne de fausses lectures de température).

Ce n'est pas la seule option de logement, mais c'est certainement celle qui fera le travail pour un projet amusant.

Étape 8: Profitez de votre petite station météo personnelle

C'est maintenant la partie amusante! Emportez votre station météo avec vous, installez-la devant votre fenêtre ou faites ce que vous voulez. Vous voulez l'envoyer dans un ballon météo ? Découvrez notre prochain Instructable !