简易气象站的制作

  串联数据线,以保护FTDI和微控制器免受任何一侧的电压尖峰影响。 DHT11数据线K上拉电阻,它是一个开漏电路,微控制器或DHT11可以将线路拉至地。

  风速计输入来自一个小型DIY风速计,由直流电机和几个小杯子制成。当电机旋转时,电机两端产生一个小电压,这是通过模拟输入将电压发送到微控制器。随着风速增加,风速计旋转得更快,从而产生更大的电压。因此,从风速计读取的电压直接对应于风速。这个输入通过使用D3来保护,D3是一个齐纳二极管,这有两个目的;它可以消除可能形成的负电压并截断输入,以防止模拟电压损坏微控制器引脚。

  DHT11只能下降到0度,因此PCB上还包含一个热敏电阻。该热敏电阻与电阻器(必须仔细选择)并联,以使空气温度直接对应于电压。该电压通过另一个模拟引脚读入,因此允许微控制器从热敏电阻而不是DHT11读取温度。电路的其余部分用于电源控制或保护,在设计功能中并不重要。其余的魔法发生在微控制器的代码中,可以在这个项目中找到。虽然对代码的解释会很繁琐,但会给出快速描述。代码处于无限循环中,从各种设备获取读数。在每个循环(包括长延迟)时,微控制器将通过UART将记录的值流式传输到您选择的串行设备。因此,为了最大限度地利用这个项目,可以制作一个可视化的基础项目,它从串口获取读数,然后将它们记录到文件中或在几个图形上显示它们。从那里,收集的数据可以与当前天气相匹配,不久之后您的气象站数据就可以用来尝试预测天气。

  此项目包括气象站本身的两个主要部分和第三个可选项目,使气象站更有用。第一步是构建原理图中所示的电路。这可以通过大多数电路构造技术来完成,包括面包板,条板和PCB。对于这个项目,我使用在CNC上铣削的PCB以方便和更专业的外观。所有CNC文件都可以在项目文件夹中找到,包括CNC 3020所需的所有G代码(还包括自动调平代码)。

  电路已经建成,需要制作风速计。这是使用小型马达,几个塑料杯和其他通用材料(如木头和竹子串)完成的。这个想法是当风吹动时电动机旋转,因此在其端子处产生电压。但在连接风速计之前,在有风的条件下找出哪个电机端子是正的,否则将产生负电压,这将被微控制器识别。在内置风速计的情况下,将其连接到长杆并使其竖直并将风速计连接到电路。

  第三阶段是可选的;使用您的首选语言对气象站进行编码。虽然存在许多语言和环境,但我个人建议使用visual basic(特别是在使用串行端口时)。在不到10分钟的时间内,您可以使用Windows GUI程序通过FTDI串行端口连接记录数据并将其显示在图表上。您对数据的处理取决于您,但有一个想法是收集数据并匹配当前天气。从那里,您可以预测天气并拥有自己的气象站!

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