Meteostanica s Arduino, BME280 a displejom na zobrazenie trendu za posledné 1 až 2 dni: 3 kroky (s obrázkami)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy zmenené: 2024-01-30 11:58

Ahoj!

Tu na pokynoch už boli predstavené meteorologické stanice. Zobrazujú aktuálny tlak vzduchu, teplotu a vlhkosť. To, čo im zatiaľ chýbalo, bola prezentácia kurzu za posledné 1-2 dni. Tento proces by mal tú výhodu, že si môžete nielen graficky prečítať aktuálne hodnoty, ale aj na prvý pohľad a vidieť, ako sa zmenili za posledné 1-2 dni. Výsledkom je, že človek napríklad rozpozná možnú zmenu počasia, pretože tlak vzduchu sa výrazne mení. Rozpoznáva sa však aj všeobecný vzťah medzi meranými veličinami.

Vlhkosť napríklad klesá, keď teplota vzduchu stúpa. Teplý vzduch totiž dokáže absorbovať viac vlhkosti ako studený vzduch. Ak je relatívna vlhkosť asi 60% pri 20 ° C, potom pri 25 ° C by vzduch mohol absorbovať väčšiu vlhkosť v absolútnom vyjadrení. Relatívna vlhkosť vzduchu už preto nie je 60%, ale napríklad iba 50%.

Tiež môžete pekne vidieť, v akú dennú dobu treba očakávať najvyššie alebo najnižšie teploty. Alebo že vlhkosť pri daždi prudko stúpa. Ideálne pre hobby meteorológov. Bol by som veľmi rád, keby ste svoje skúsenosti uviedli v komentároch.

Krok 1: Diely

Na túto meteorologickú stanicu potrebujete iba 5 dielov:

* Arduino mega: ebay arduino mega

* Senzor počasia BME280: ebay BME280

* Displej 320x480 pixelov pre displej Arduino Mega: ebay 320x480

* + 9V napájanie: ebay napájanie

* Elektrický drôt

Celkové náklady sú len necelých 25 dolárov.

Krok 2: Kód Arduino

Obvod je veľmi jednoduchý. Senzor stačí pripojiť k arduino mega týmto spôsobom:

Vin +5V

GND GND

Kolík SDA 20

SCL pin 21

Displej je zapojený iba do konektorovej lišty na arduino mega.

Tu sú odkazy na arduino knižnice, ktoré budete potrebovať:

Knižnica BME280:

spoločná knižnica senzorov:

Srdcom tejto meteorologickej stanice je, ako som už povedal, grafické znázornenie údajov o počasí. V súčasnosti sú hodnoty aktualizované každých 6 minút a grafy sú posunuté o 1 pixel doľava. Týmto spôsobom je možné zaznamenať posledných 1,5 dňa. Toto je samozrejme možné kedykoľvek zmeniť. Až potom je potrebné zmeniť hodnotu 360000 ms (= 6 minút) a samozrejme časovú os v hodinách. Tu sú riadky, ktoré budete musieť zmeniť:

time_neu = millis ();

if (time_neu <time_alt) // aby sa predišlo problémom po pretečení milis

{

time_next = 0 + 360000;

}

if (time_neu> time_next && time_next> = 360000) // nové meranie po 6 minútach

{

Rozhodol som sa ponechať stupnice teploty, tlaku vzduchu a vlhkosti bezo zmeny, pretože vám to umožňuje v priebehu času rýchlo posúdiť, či je tlak vzduchu vysoký, stredný alebo nízky, na základe polohy aktuálnych hodnôt. Ak by som stupnicu upravoval znova a znova, na prvý pohľad by som to nespoznal. Časová os sa nachádza na pozícii y = 290 pixelov. Značky na osiach y sú od seba vzdialené 45 pixelov. Ak chcete zobraziť tlak vzduchu od 940 mbar do 1 000 mbar v krokoch po 10 mbar, postupujte nasledovne:

Najprv nastavte všeobecnú rovnicu y = k * x + d. Teraz použijete tieto 2 páry hodnôt (x = 940, y = 290) a (x = 950, y = 245). To dáva 2 rovnice s dvoma neznámymi k a d: 290 = k * 940 + d a 245 = k * 950 + d. Odčítaním oboch rovníc dostaneme: 290 - 245 = k * 940 - k * 950 + d - d. Neznámy d takto zmizne a získame pre k = - 45/10 = -4,5. Táto hodnota pre k je umiestnená v jednej z dvoch počiatočných rovníc: 290 = -4,5 * 940 + d. Takýmto spôsobom získame hodnotu pre d, konkrétne d = 4520.

Ak chcete, aby tlak vzduchu predstavoval napríklad iba 955 mbar až 985 mbar, vložte páry hodnôt (955, 290) a (960, 245) do rovnice. Potom dostaneme k = -9 a d = 8885. Podobne sa vypočíta rovnica pre teplotu a vlhkosť vzduchu. Tu v programe sú uvedené tieto 3 rovnice:

pre (i = 0; i <= 348; i ++)

{

ak (vlhkosť ! = -66)

{

myGLCD.setColor (255, 0, 0);

//myGLCD.drawPixel(81 + i, -4,5 * teplota + 200);

myGLCD.drawLine (81 + i, -4,5 * teplota + 200,81 + i + 1, -4,5 * teplota [i + 1] + 200);

myGLCD.setColor (0, 255, 0);

//myGLCD.drawPixel(81 + i, -4,5 * vlhkosť + 380);

myGLCD.drawLine (81 + i, -4,5 * vlhkosť + 380,81 + i + 1, -4,5 * vlhkosť [i + 1] + 380);

myGLCD.setColor (0, 0, 255);

//myGLCD.drawPixel(81 + i, -4,5 * tlak + 4520);

myGLCD.drawLine (81 + i, -9,0 * tlak + 8885, 81 + i + 1, -9,0 * tlak [i + 1] + 8885);

}

}

Krok 3: Výsledky

Jedno slovo k videu: Aby bolo rozbalenie grafu viditeľné, skrátil som časové kroky až na 1 sekundu. Displej preto silne bliká. V skutočnosti sú časové kroky 6 minút. Takže nemôžete vidieť žiadne blikanie …

Bol by som rád, keby sa jeden alebo druhý hobby meteorológ pokúsil poštekliť moju meteorologickú stanicu. Porovnanie s oficiálnymi meracími stanicami (napr. Univerzita Graz/Rakúsko) ukazuje použiteľnosť meracích kriviek.

Okrem toho by som bol rád, keby ste za mňa mohli hlasovať v súťaži senzorov a za moje ďalšie pokyny v prírodovednej súťaži v triede:

• https://www.instructables.com/id/DIY-LED-photomete…
• www.instructables.com/id/DIY-Wind-Tunnel-a…
• www.instructables.com/id/Simple-Autorange-…

Ďakujem veľmi pekne za to.

Ak vás zaujíma viac fyzikálnych projektov, tu je môj youtube kanál:

ďalšie projekty z fyziky:

V tomto zmysle Eureka…