Sadržaj:
2025 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja izmjena: 2025-01-13 06:57
Uvod:
U ovom Instructableu 'konstruiramo' mjerač kiše s Arduinom i kalibriramo ga za izvještavanje o dnevnim i satnim količinama padavina. Kolektor za kišu koji koristim je namjenski mjerač kiše tipa kašike za prevrtanje. Došao je sa oštećene lične meteorološke stanice. Međutim, postoji mnogo sjajnih instrukcija o tome kako napraviti jedan od nule.
Ovaj Instructable dio je meteorološke stanice koju izrađujem i dokumentacija je mog procesa učenja maskiranog kao vodič:)
Karakteristike mjerača kiše:
- mjerenja dnevnih i satnih količina padavina izražena su u inčima radi lakšeg postavljanja u Weather Underground.
- kod za uklanjanje magnetskog prekidača nije uključen kako bi kôd bio jednostavan.
- budući da je više vodič, gotov proizvod je više prototip prototipa.
Korak 1: Neka teorija
Padavine se prijavljuju/mjere u milimetrima ili inčima koje imaju dimenziju dužine. Indikativno je koliko je svaki dio kišnog područja pao, ako se kišnica nije raspršila i odvela. Dakle, 1,63 mm oborina značilo bi da ako imam ravno izravnani rezervoar bilo kojeg oblika, skupljena kišnica bi bila visine 1,63 mm od dna rezervoara.
Svi mjerači kiše imaju područje sakupljanja padavina i mjerenje količine padavina. Slivno područje je regija preko koje se skuplja kiša. Mjerni objekt bi bio neka vrsta mjerenja zapremine za tekućinu.
Dakle, količine padavina u mm ili inčima bile bi
visina padavina = količina sakupljene kiše / slivno područje
U mom sakupljaču kiše, dužina i širina su bile 11 cm po 5 cm, što je davalo slivnu površinu od 55 kvadratnih metara. Dakle, zbirka od 9 mililitara kiše značila bi 9 cc/55 kvadratnih cm = 0,16363 … cm = 1,6363 … mm = 0,064 inča.
U mjeraču za kišu sa kašikom za prevrtanje, kanta se navrće 4 puta za 9 ml (ili 0,064… inča kiše), pa je jedan vrh za (9/4) ml = 2,25 ml (ili 0,0161.. inča). Ako uzmemo očitanja po satu (24 očitanja dnevno prije resetiranja), održavanje tri značajne točnosti je dovoljno pristojno.
Dakle, kod svakog vrha/prevrtanja korpe, kod mu pristupa kao 1 sekvenca uključivanje-isključivanje-uključivanje ili jedan klik. Da, prijavili smo 0,0161 inča kiše. Da ponovim, sa stanovišta Arduina
jednim klikom = 0,0161 inča kiše
Napomena 1: Više volim međunarodni sistem jedinica, ali Weather Underground preferira imperijalne/američke jedinice, pa se ovo pretvaranje u inče.
Napomena 2: Ako kalkulacije nisu vaša šalica čaja, prijeđite na Volume of Rainfall koja vam savršeno pomaže u takvim stvarima.
Korak 2: Dijelovi za ovaj projekat
Većina dijelova je ležala uokolo, a fer popis (radi formalnosti) je takav
- Arduino Uno (ili bilo koja druga kompatibilna)
- Merač kiše sa stare oštećene meteorološke stanice.
- Breadboard.
- RJ11 za spajanje mjerila za mjerenje kiše na ploču.
- Otpornik od 10K ili veći djeluje kao otpornik na izvlačenje. Koristio sam 15K.
- 2 komada muških žica kratkospojnika
- 2 kratkospojnika žica-muškarac.
- USB kabel; Muški do B muški
Alati:
Štrcaljka (upotrijebljen je kapacitet od 12 ml)
Korak 3: Sakupljač kiše
Fotografije mog sakupljača kiše mnogima bi trebale biti jasne. U svakom slučaju, kiša koja padne na njeno slivno područje kanališe se u jednu od dvije kante za prevrtanje unutar nje. Dvije kante za prevrtanje povezane su poput klackalice, a kako se kišnica (0,0161 inča kiše za moju) spušta jednu kantu dolje, ona se prazni, a druge kante idu gore i postavljaju se da sakupe sljedeću kišnicu. Pokretno prevrtanje pomiče magnet preko „magnetskog prekidača“i kolo se električno povezuje.
Korak 4: Krug
Da biste napravili kolo
- Spojite digitalni pin #2 Arduina na jedan kraj otpornika.
- Spojite drugi kraj otpornika na pin za uzemljenje (GND).
- Spojite jedan kraj priključnice RJ11 na digitalni pin #2 Arduina.
- Drugi kraj priključnice RJ11 spojite na +5V pin Arduina (5V).
- Uključite mjerač kiše u RJ11.
Krug je kompletan. Kratke žice i matična ploča olakšavaju povezivanje.
Da biste dovršili projekt, povežite Arduino s računalom pomoću USB kabela i učitajte skicu ispod.
Korak 5: Kôd
Skica RainGauge.ino (ugrađena na kraju ovog koraka) je dobro komentirana pa ću istaknuti samo tri odjeljka.
Jedan dio broji broj savjeta za prevrtanje.
if (bucketPositionA == false && digitalRead (RainPin) == HIGH) {
… … }
Drugi dio provjerava vrijeme i izračunava količinu kiše
if (now.minute () == 0 && first == true) {
hourlyRain = dailyRain - dailyRain_till_LastHour; …… ……
a drugi dio čisti kišu tokom dana, u ponoć.
if (now.hour () == 0) {
dailyRain = 0; …..
Korak 6: Kalibracija i testiranje
Odvojite sakupljač kiše od ostatka kruga i izvedite sljedeće korake.
- Napunite špric vodom. Ja svoju punim sa 10 ml.
- Držite sakupljač kiše na ravnoj površini i izlijevajte vodu iz šprica malo po malo.
- Prebrojavam kante za prevrtanje. Četiri vrha su mi bila dovoljna i iscijedila sam 9 ml iz šprica. Prema proračunima (vidi odjeljak teorije) dobio sam količinu kiše od 0,0161 inča po vršku.
- Uključujem ove podatke u svoj kôd na početku.
const double bucketAmount = 0.0161;
To je sve. Za veću točnost, možete uključiti više znamenki poput 0,01610595. Naravno, očekuje se da će vaši izračunati brojevi varirati ako vaš sakupljač kiše nije identičan mom.
Za potrebe testiranja
- Priključite sakupljač kiše u utičnicu RJ11.
- Spojite Arduino na računalo pomoću USB kabela.
- Otvorite serijski monitor.
- Sipajte prethodno izmjerene količine vode i posmatrajte izlaz kada sat završi.
- Ne sipajte vodu, već pričekajte sljedeći sat da se završi. U ovom slučaju kiša po satu mora biti nula.
- Neka računar s priključenim strujnim krugom bude uključen preko noći i provjerite hoće li se dnevna kiša i kiša po satu vratiti na nulu u ponoć. Za ovaj korak možete promijeniti i sat računara na odgovarajuću vrijednost (za gledanje izlaza na serijskom monitoru uživo).
Korak 7: Zapamćene misli i priznanja
Rezolucija očitanja padavina u mom slučaju je 0,0161 inča i ne može se učiniti preciznijom. Praktične okolnosti mogu dodatno smanjiti tačnost. Merenje vremena nema tačnost kvantne mehanike.
Dio koda posuđen je od Lazy Old Geek's Instructable.