Penentukuran Arduino Rain Gauge: 7 Langkah

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2024-01-30 11:09

Pengenalan:

Dalam Instructable ini kita 'membina' alat pengukur hujan dengan Arduino dan menentukurkannya untuk melaporkan hujan setiap hari dan setiap jam. Pengumpul hujan yang saya gunakan adalah alat pengukur hujan yang dirancang semula dari jenis baldi tipping. Ia datang dari stesen cuaca peribadi yang rosak. Walau bagaimanapun, terdapat banyak Instruksional yang hebat mengenai cara membuatnya dari awal.

Instructable ini adalah bahagian stesen cuaca yang saya buat dan merupakan dokumentasi proses pembelajaran saya yang menyamar sebagai tutorial:)

Ciri-ciri Tolok Hujan:

• ukuran hujan setiap hari dan setiap jam adalah dalam inci untuk muat naik mudah ke Weather Underground.
• melengkapkan kod untuk suis magnet tidak disertakan untuk memastikan kodnya mudah.
• menjadi lebih banyak tutorial produk akhir lebih merupakan prototaip prototaip.

Langkah 1: Beberapa Teori

Hujan dilaporkan / diukur dalam milimeter atau inci yang mempunyai dimensi panjang. Ini menunjukkan seberapa tinggi, setiap bahagian kawasan hujan mendapat hujan, jika air hujan tidak hilang dan mengalir keluar. Oleh itu, curah hujan 1,63 mm bermaksud jika saya mempunyai tangki rata dalam bentuk apa pun air hujan yang terkumpul akan berada pada ketinggian 1,63 mm dari dasar tangki.

Semua alat pengukur hujan memiliki daerah tadahan hujan dan pengukuran jumlah curah hujan. Kawasan tadahan adalah kawasan di mana hujan dikumpulkan. Objek pengukur akan menjadi semacam pengukuran isipadu untuk cecair.

Jadi hujan dalam mm atau inci akan menjadi

ketinggian hujan = isipadu hujan yang dikumpulkan / kawasan tadahan

Pada pengumpul hujan saya, masing-masing panjang dan lebarnya 11 cm x 5 cm memberikan luas tadahan 55 sq.cm. Oleh itu, koleksi 9 mililiter hujan berarti 9 cc / 55 sq.cm = 0.16363… cm = 1.6363… mm = 0.064 inci.

Dalam alat timbal hujan timbal, petua baldi 4 kali untuk 9 ml (atau 0,064… inci hujan) dan satu hujungnya adalah untuk (9/4) ml = 2,25 ml (atau 0,0161.. inci). Sekiranya kita mengambil bacaan setiap jam (24 bacaan sehari sebelum diset semula), mengekalkan ketepatan tiga digit yang signifikan adalah cukup baik.

Oleh itu, pada setiap hujung / jatuh baldi, kod mengaksesnya sebagai 1 urutan on-off-on atau satu klik. Ya, kami telah melaporkan hujan 0,0161 inci. Untuk mengulangi, dari sudut pandangan Arduino

satu klik = 0,0161 inci hujan

Nota 1: Saya lebih suka Sistem Unit Antarabangsa, tetapi Weather Underground lebih suka unit Imperial / AS dan penukaran ini menjadi inci.

Catatan 2: Jika pengiraan bukan secawan teh anda, pergi ke Volume Rainfall yang memberikan pertolongan sempurna untuk perkara tersebut.

Langkah 2: Bahagian untuk Projek ini

Sebilangan besar bahagiannya tergeletak dan senarai yang baik (untuk formaliti) adalah

1. Arduino Uno (atau yang lain yang serasi)
2. Rain Gauge dari stesen cuaca lama yang rosak.
3. Papan roti.
4. RJ11 untuk menyambungkan Rain Gauge saya ke papan roti.
5. Perintang 10K atau lebih tinggi untuk bertindak sebagai perintang penarik. Saya telah menggunakan 15K.
6. 2 helai wayar pelompat lelaki-ke-wanita
7. 2 wayar pelompat lelaki-ke-lelaki.
8. Wayar USB; A Lelaki hingga B Lelaki

Alat:

Jarum suntik (kapasiti 12 ml digunakan)

Langkah 3: Pengumpul Hujan

Foto-foto pengumpul hujan saya semestinya jelas bagi banyak orang. Bagaimanapun, hujan yang turun di kawasan tadahannya disalurkan ke salah satu daripada dua timba di dalamnya. Kedua-dua baldi tipping disambungkan seperti gergaji gergaji dan ketika berat air hujan (0,0161 inci hujan untuk lombong) menumpuk satu baldi ke bawah, ia akan dikosongkan dan baldi yang lain naik dan meletakkan dirinya sendiri untuk mengumpulkan air hujan berikutnya. Gerakan tipping menggerakkan magnet di atas 'magnet-switch' dan litar disambungkan secara elektrik.

Langkah 4: Litar

Untuk membuat litar

1. Sambungkan pin digital # 2 Arduino ke salah satu hujung perintang.
2. Sambungkan hujung perintang yang lain ke pin Ground (GND).
3. Sambungkan satu hujung bicu RJ11 ke pin digital # 2 Arduino.
4. Sambungkan hujung bicu RJ11 yang lain ke pin Arduino + 5V (5V).
5. Pasangkan alat pengukur hujan ke RJ11.

Litar selesai. Wayar jumper dan papan roti membuat sambungan lebih mudah dibuat.

Untuk menyelesaikan projek, sambungkan Arduino ke PC menggunakan kabel USB dan muatkan lakaran yang disediakan di bawah.

Langkah 5: Kod

Lakaran RainGauge.ino (tertanam pada akhir langkah ini) dikomentari dengan baik dan oleh itu saya akan menunjukkan tiga bahagian sahaja.

Satu bahagian mengira bilangan tip petua.

jika (bucketPositionA == false && digitalRead (RainPin) == TINGGI) {

… … }

Bahagian lain memeriksa masa dan mengira jumlah hujan

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

hourlyRain = dailyRain - dailyRain_till_LastHour; …… ……

dan bahagian lain membersihkan hujan pada siang hari, pada tengah malam.

jika (sekarang.jam () == 0) {

harianRain = 0; …..

Langkah 6: Penentukuran & Ujian

Putuskan Pemungut Hujan dari litar lain dan lakukan langkah-langkah berikut.

1. Isi picagari dengan air. Saya mengisi tambang dengan 10 ml.
2. Simpan Pengumpul Hujan pada permukaan yang rata dan tuangkan air dari picagari sedikit demi sedikit.
3. Saya menyimpan sejumlah timbunan baldi. Empat petua sudah cukup untuk saya, dan mengalirkan 9 ml dari picagari. Menurut pengiraan (lihat bahagian teori) saya mendapat jumlah hujan sebanyak 0,0161 inci setiap hujung.
4. Saya memasukkan maklumat ini ke dalam kod saya pada awalnya.

const double bucketAmount = 0.0161;

Itu sahaja. Untuk lebih tepat, seseorang boleh memasukkan lebih banyak digit seperti 0.01610595. Sudah tentu nombor yang dikira anda dijangka berbeza-beza jika Rain Collector anda tidak serupa dengan saya.

Untuk tujuan ujian

1. Sambungkan Pemungut Hujan ke soket RJ11.
2. Sambungkan Arduino ke PC menggunakan kabel USB.
3. Buka monitor bersiri.
4. Tuangkan jumlah air yang diukur sebelumnya dan perhatikan outputnya apabila jam selesai.
5. Jangan tuangkan air tetapi tunggu sehingga jam berikutnya selesai. Hujan setiap jam mestilah sifar dalam kes ini.
6. Pastikan PC dengan litar bersambung dihidupkan semalaman dan lihat apakah hujan harian dan hujan setiap jam diset semula ke sifar pada tengah malam. Untuk langkah ini, seseorang juga dapat mengubah jam PC menjadi nilai yang sesuai (untuk melihat output pada monitor bersiri secara langsung).

Langkah 7: Pemikiran & Ucapan Terima Kasih

Penyelesaian bacaan hujan dalam kes saya adalah 0,0161 inci dan tidak dapat dibuat lebih tepat. Keadaan praktikal dapat menurunkan ketepatan lebih jauh. Pengukuran cuaca tidak mempunyai ketepatan mekanik kuantum.

Sebahagian daripada kod tersebut dipinjam dari Lazy Old Geek's Instructable.