Arduino vihmamõõturi kalibreerimine: 7 sammu

2024 Autor: John Day | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2024-01-30 08:48

Sissejuhatus:

Selles juhendis „konstrueerime” Arduinoga vihmamõõturi ja kalibreerime selle igapäevaste ja tunniliste sademete kohta. Vihma koguja, mida ma kasutan, on ümberkorraldatud vihmamõõtur. See tuli kahjustatud isiklikust ilmajaamast. Siiski on palju suurepäraseid juhendeid selle kohta, kuidas seda nullist teha.

See juhendatav on osa minu koostatud ilmajaamast ja on õpetuseks maskeeritud dokument minu õppimisprotsessist:)

Vihmamõõturi omadused:

• igapäevase ja tunnilise sademete hulga mõõtmised on tollides, et hõlpsasti üles laadida Weather Undergroundi.
• magnetlüliti tühistamiskood ei ole kaasas, et kood oleks lihtne.
• olles rohkem õpetus, on valmistoode pigem prototüübi prototüüp.

Samm: mõni teooria

Sademeid teatatakse/mõõdetakse millimeetrites või tollides, millel on pikkus. See näitab, kui kõrgele sadas iga vihmapiirkonna osa, kui vihmavesi pole hajunud ja ära voolanud. Niisiis tähendaks 1,63 mm sademetehulk seda, et kui mul oleks suvalise kujuga tasane tasandatud paak, oleks kogutud vihmavee kõrgus paagipõhjast 1,63 mm.

Kõigil vihmamõõturitel on sademete kogumispiirkond ja sademete hulk. Valgala on piirkond, kus vihma kogutakse. Mõõteobjekt oleks mingi vedeliku mahu mõõtmine.

Seega oleks sademeid millimeetrites või tollides

sademete kõrgus = kogutud sademete hulk / valgala

Minu vihmakollektoris olid pikkus ja laius vastavalt 11 cm x 5 cm, andes valgala 55 ruutmeetrit. Seega tähendaks 9 milliliitrise vihma kogumine 9 cm3/55 ruutmeetrit = 0,16363… cm = 1,6363… mm = 0,064 tolli.

Kallutusämbri vihmamõõdikus kaldub ämber 4 korda 9 ml (või 0,064… tolli vihma) jaoks ja seega on üks ots (9/4) ml = 2,25 ml (või 0,0161.. tolli). Kui me võtame tunninäidud (24 näitu päevas enne lähtestamist), on kolme olulise numbri täpsuse hoidmine piisavalt korralik.

Seega pääseb kood iga ämbri otsa/trumli juures sellele juurde ühe sisse-välja lülitamise jada või ühe klõpsuna. Jah, oleme teatanud 0,0161 tolli vihma. Kordan, Arduino vaatenurgast

üks klõps = 0,0161 tolli vihma

Märkus 1: ma eelistan rahvusvahelist ühikute süsteemi, kuid Weather Underground eelistab keiserlikke/USA üksusi ja seega ka seda tollideks muundamist.

Märkus 2: kui arvutused pole teie tass teed, minge üle sademete hulgale, mis pakub sellistes küsimustes täiuslikku abi.

2. samm: selle projekti osad

Enamik osi lebasid ja õiglane loetelu (formaalsuse huvides) on

1. Arduino Uno (või mõni muu ühilduv)
2. Vihmamõõtja vanast kahjustatud ilmajaamast.
3. Leivalaud.
4. RJ11 vihmamõõdiku ühendamiseks leivalauaga.
5. 10K või kõrgem takisti, mis toimib tõmbetakistina. Olen kasutanud 15K.
6. 2 tükki meessoost naissoost hüppajajuhtmeid
7. 2 isast-meessoost džemprijuhet.
8. USB -kaabel; Isane B -isane

Tööriistad:

Süstal (kasutati 12 ml mahtu)

3. samm: vihmakollektor

Minu vihmakollektori fotod peaksid paljudele asja selgeks tegema. Igatahes suunatakse selle valgalale sadav vihm ühele kahest kallurist selle sees. Kaks kallutus-ämbrit on ühendatud nagu saag ja kui vihmavee kaal (minu jaoks 0,0161 tolli vihma) kallutab ühe ämbri alla, tühjeneb see ja teised ämbrid tõusevad üles ja asetavad end järgmise vihmavee kogumiseks. Kallutusliigutus liigutab magneti üle magnetlüliti ja vooluahel ühendatakse elektriliselt.

4. samm: ahel

Vooluringi tegemiseks

1. Ühendage Arduino digitaalne tihvt nr 2 takisti ühte otsa.
2. Ühendage takisti teine ots maanduspistikuga (GND).
3. Ühendage RJ11 pesa üks ots Arduino digitaalse tihvtiga nr 2.
4. Ühendage RJ11 pistikupesa teine ots Arduino +5V pistikuga (5V).
5. Ühendage vihmamõõtur RJ11 külge.

Ring on täielik. Ühendusjuhtmed ja leivaplaat muudavad ühendused lihtsamaks.

Projekti lõpuleviimiseks ühendage Arduino arvutiga USB -kaabli abil ja laadige allpool esitatud visand.

Samm: kood

Eskiis RainGauge.ino (selle sammu lõpus) on hästi kommenteeritud ja seega toon välja ainult kolm osa.

Üks osa loeb kallutus-ämbriotsikute arvu.

if (bucketPositionA == false && digitalRead (RainPin) == HIGH) {

… … }

Teine osa kontrollib aega ja arvutab vihmasaju

if (now.minute () == 0 && first == true) {

hourlyRain = dailyRain - dailyRain_till_LastHour; …… ……

ja teine osa puhastab vihma päevaks, keskööl.

if (now.hour () == 0) {

dailyRain = 0; …..

6. samm: kalibreerimine ja testimine

Ühendage vihmakollektor ülejäänud vooluringist lahti ja tehke järgmised toimingud.

1. Täitke süstal veega. Ma täidan oma 10 ml.
2. Hoidke vihmakollektorit tasasel pinnal ja valage vesi süstlast järk -järgult välja.
3. Ma loen kallutusämbreid. Mulle piisas neljast näpunäidust ja nõrutati süstlast 9 ml. Arvutuste kohaselt (vt teooria osa) sain vihma kohta 0,0161 tolli vihma.
4. Lisan selle teabe alguses oma koodi.

const double bucketAmount = 0,0161;

See on kõik. Täpsuse huvides võib lisada rohkem numbreid, näiteks 0,01610595. Loomulikult võivad teie arvutatud arvud varieeruda, kui teie vihmakollektor pole minu omaga identne.

Testimise eesmärgil

1. Ühendage vihmakollektor pesaga RJ11.
2. Ühendage Arduino arvutiga USB -kaabli abil.
3. Avage jadamonitor.
4. Valage eelnevalt mõõdetud kogused vett ja jälgige väljundit tunni lõppedes.
5. Ärge valage vett, vaid oodake järgmise tunni lõppu. Tunnisadu peab sel juhul olema null.
6. Hoidke arvutit ühendatud vooluahelaga üle öö toites ja vaadake, kas igapäevane vihm ja tunnivihm nullitakse keskööl. Selle sammu jaoks saab muuta ka arvuti kella sobivale väärtusele (jadamonitori väljundite otsepildiks vaatamiseks).

7. samm: järelmõtted ja tunnustused

Vihma näitude eraldusvõime on minu puhul 0,0161 tolli ja seda ei saa täpsemaks muuta. Praktilised asjaolud võivad täpsust veelgi vähendada. Ilmamõõtmistel pole kvantmehaanika täpsust.

Osa koodist laenati Lazy Old Geeki Instructable'ist.