Inteligentní systém sledování počasí a rychlosti větru na bázi IOT: 8 kroků

2025 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy změněno: 2025-01-23 14:38

Vyvinuli - Nikhil Chudasma, Dhanashri Mudliar a Ashita Raj

Úvod

Důležitost sledování počasí existuje v mnoha ohledech. Parametry počasí je nutné monitorovat, aby se udržel rozvoj v zemědělství, sklenících a aby se zajistilo bezpečné pracovní prostředí v průmyslových odvětvích atd. Primární motivací pro zahájení tohoto projektu je velký užitek bezdrátového monitorování počasí v různých oblastech od od zemědělského růstu a rozvoje k průmyslovému rozvoji. Farmáři mohou ze vzdáleného místa sledovat povětrnostní podmínky pole a nebudou od nich vyžadovat fyzickou přítomnost, aby pomocí bezdrátové komunikace poznali klimatické chování v zemědělském poli/skleníku.

Zásoby

Požadovaný hardware:

1. Model Raspberry Pi B+
2. Arduino Mega 2560
3. A3144 Hallův snímač
4. Modul infračerveného senzoru
5. Snímač teploty a vlhkosti DHT11
6. Senzor plynu MQ-7
7. ML8511 UV senzor
8. Miniaturní kuličkové ložisko
9. Závitová tyč, šestihranná matice a podložka
10. Neodymový magnet
11. 10K odpor
12. PVC potrubí a koleno
13. Kuličkové pero

Požadovaný software:

1. Arduino IDE
2. Uzel červený

Krok 1: Vývoj anemometru

• Odřízněte PVC trubku s délkou větší než je tloušťka ložiska.
• Namontujte kuličkové ložisko dovnitř řezaného kusu trubky.
• Připojte zadní víčko pera na vnějším obvodu řezaného kusu trubky na 0-120-240 stupňů
• Na psací stranu pera připevněte papírové kelímky.
• Namontujte závitovou tyč do potrubí pomocí podložky a matice, namontujte Hallovo čidlo A3144, jak je znázorněno na obrázku.
• Připevněte magnet na jedno ze tří per tak, aby magnet při sestavování per přišel přesně na horní část Hallova senzoru.

Krok 2: Vývoj jednotky pro směr větru

• Uřízněte kus trubky a vytvořte štěrbinu, aby se vešla do větrné lopatky.
• Namontujte kuličkové ložisko do řezaného kusu trubky.
• Namontujte závitovou tyč do potrubí a na jeden konec namontujte disk CD/DVD. Nad kotoučem ponechte určitou vzdálenost a nasaďte trubkový díl osazený kuličkovým ložiskem.
• Namontujte modul IR senzoru na disk podle obrázku.
• Vytvořte větrnou lopatku pomocí stupnice a proveďte překážku, která by měla být přesně opačná než IR vysílač a přijímač po sestavení lopatky.
• Sestavte lopatku do štěrbiny.

Krok 3: Sestavte jednotku rychlosti větru a směru větru

Sestavte jednotku rychlosti a směru větru vyvinutou v kroku 1 a kroku 2 pomocí PVC trubky a kolena, jak je znázorněno na obrázku.

Krok 4: Schéma zapojení a připojení

Tabulka ukazuje připojení všech senzorů k Arduino Mega 2560

• Připojte 10Kohmový odpor mezi +5V a Data Hallova senzoru A3144.
• Připojte Vcc, 3,3 V a Gnd všech senzorů.
• Připojte kabel USB typu A/B k Arduino a Raspberry Pi

Krok 5: Program pro Arduino

V Arduino IDE:

• Nainstalujte knihovny senzoru DHT11 a MQ-7, které jsou zde zahrnuty.
• Zde zkopírujte a vložte kód Arduino.
• Připojte desku Arduino pomocí kabelu k Raspberry Pi
• Nahrajte kód na desku Arduino.
• Otevřete Serial Monitor a zde můžete zobrazit všechny parametry.

Arduino kód

Knihovna DHT

Knihovna MQ7

Krok 6: Uzel Red Flow

Obrázky ukazují tok Node-Red.

Níže jsou uvedeny uzly používané pro zobrazování dat na řídicím panelu

• Sériový vstup
• Funkce
• Rozdělit
• Přepínač
• Rozchod
• Schéma

Nepoužívejte uzly MQTT out, protože se používají k publikování dat na vzdáleném serveru, jako je Thingsboard. Aktuální instrukce je pro místní síťový řídicí panel.

Krok 7: Řídicí panel

Obrázky ukazují řídicí panel, který zobrazuje všechny parametry počasí a grafy v reálném čase.

Krok 8: Testování

Výsledky v reálném čase zobrazené na palubní desce