家庭やオフィス向けのこのシンプルな気象台プロジェクトを作成する

この投稿では、Arduinoベースの興味深いミニ気象観測所プロジェクトを構築します。このプロジェクトでは、周囲の温度、湿度、圧力、大気質、および自宅からの天気を予測するために使用できる周囲からのはるかに多くのデータを表示できます。

気象学に興味があるなら、このプロジェクトは地元の気象条件や短期的な変化について研究するのに役立つかもしれません。提案されたプロジェクトはソリッドステート設計であり、可動部品が存在しないことを意味します。

このプロジェクトは、回路が直射日光や強風、湿気から離れている屋内または半屋内の状態に置かれる可能性があり、搭載されているセンサーを劣化させる可能性があります。

デザイン：

提案されているミニ気象観測所回路プロジェクトは、さまざまなセンサーから大量のデータを収集して処理し、16x2LCD画面に表示する気象観測所の頭脳であるArduinoを中心に構築されています。

このプロジェクトでは、お気に入りのarduinoボードを選択できます。この回路は、MQ-135、BMP180、DHT11の3つのセンサーで構成されています。各センサーの機能を詳しく見ていきましょう。

MQ-135センサー：

MQ-135は、二酸化炭素、アルコール、ベンゼン、煙、ブタン、プロパンなどを検出できる大気質測定センサーです。これらのガスの化学濃度が高い場合、空気は汚染されていると言えます。

センサーは空気中の汚染物質の濃度の変化を検出し、適切な電圧レベルを出力します。センサーの出力電圧は、空気中の化学物質の濃度レベルに正比例します。

センサーからの電圧変動はArduinoに供給され、プログラムで事前に決定されたしきい値レベルがあります。しきい値レベルを超えると、マイクロコントローラーは空気が安全かどうかを知らせます。

回路図

上の図は配線図を示しています。このセンサーは、センサー内部に約1ワットを消費する発熱体があるため、外部5V電源が必要です。 arduinoの電源ピンからの電力はより高い電流を供給することができません。

発熱体はセンサーを暖かく保ち、空気中の適切な量の化学物質濃度をサンプリングするのに役立ちます。センサーが最適な温度に達するまでに約数分かかります。

DHT11センサー：

DHT11センサーは、一般に温度および湿度センサーとして知られています。名前が示すように、周囲の温度と湿度を測定できます。

これは4ピンデバイスですが、使用されているのは3つだけです。非常に単純なコンポーネントのように見えるかもしれませんが、センサー内にマイクロコントローラーがあり、データをデジタル形式でarduinoボードに渡します。

毎秒8ビットのデータをarduinoに送信します。受信した信号をデコードするには、それを処理するように設計されたコードにライブラリを含める必要があります。ライブラリへのリンクは、記事の後半に記載されています。

回路図：

センサーからarduinoへの回路接続は非常に簡単です。センサーの出力はarduinoのA1ピンに接続されています。電源VccとGNDはarduinoの電源ピンに接続されています。

注：センサーにプルアップ抵抗が組み込まれていることを確認してください。プルアップ抵抗がない場合は、DHT11センサーの出力ピンに4.7Kプルアップ抵抗を接続します。

BMP180センサー：

BMP180は、大気圧、高度、温度を測定できる気圧センサーです。このセンサーからの温度測定は、周囲温度を測定するための専用センサーがあるため、無視されます。

センサーは、海面からのセットアップの高度を測定します。これは、気象学で使用されるパラメーターの1つでもあります。

回路図：

I2C通信プロトコルを使用し、SDAピンはarduinoのA4に接続され、SCLはarduinoのA5に接続されます。 VccとGNDはarduinoの電源ピンに接続されています。

LCD接続：

LCDディスプレイには、センサーからのすべてのデータが表示されます。 LCDディスプレイとarduinoの間の接続は標準であり、他の多くのLCDベースのプロジェクトでも同様の接続を見つけることができます。 LCDディスプレイからの最適な視認性のために10Kポテンショメータを調整します。

著者のプロトタイプ：

これは、回路図に示されているすべてのセンサーがarduinoボードに接続されているミニ気象モニター回路の作成者のプロトタイプです。

注：各センサーとLCDディスプレイからの回路接続は、単一のarduinoボードに接続する必要があります。回路を複製する際の混乱を避けるために、各回路図に個別のセンサー接続を設けました。

コードをアップロードする前に、ライブラリファイルをダウンロードしてください。

DHT11ライブラリ：https：//arduino-info.wikispaces.com/file/detail/DHT-lib.zip

BMP180ライブラリ：github.com/adafruit/Adafruit_BMP085_Unified.git

プログラムコード：

#include
#include
#include
#include
#define DHTxxPIN A1
LiquidCrystal lcd(12,11,5,4,3,2)
dht DHT
Adafruit_BMP085 bmp
int ack
int input = A0
unsigned long A = 1000L
unsigned long B = A * 60
unsigned long C = B * 2
int low = 300
int med = 500
int high = 700
int x = 4000
void setup()
{
Serial.begin(9600)
lcd.begin(16,2)
lcd.setCursor(0,0)
lcd.print('Sensors are')
lcd.setCursor(0,1)
lcd.print('getting ready')
delay(C)
}
void loop()
{
ack=0
int chk = DHT.read11(DHTxxPIN)
switch (chk)
{
case DHTLIB_ERROR_CONNECT:
ack=1
break
}
if(ack==0)
{
lcd.clear()
lcd.setCursor(0,0)
lcd.print('Temp(*C)= ')
lcd.print(DHT.temperature)
lcd.setCursor(0,1)
lcd.print('Humidity(%) = ')
lcd.print(DHT.humidity)
delay(x)
}
if(ack==1)
{
lcd.clear()
lcd.setCursor(0,0)
lcd.print('NO DATA')
lcd.setCursor(0,1)
lcd.print('Check Sensor')
delay(x)
}
if (!bmp.begin())
{
lcd.clear()
lcd.setCursor(0,0)
lcd.print('BMP180 sensor')
lcd.setCursor(0,1)
lcd.print('not found')
while (1) {}
}
lcd.clear()
lcd.setCursor(0,0)
lcd.print('----Pressure---- ')
lcd.setCursor(0,1)
lcd.print(bmp.readPressure())
lcd.print(' Pascal')
delay(x)
lcd.clear()
lcd.setCursor(0,0)
lcd.print('----Altitude----')
lcd.setCursor(0,1)
lcd.print(bmp.readAltitude(101500))
lcd.print(' meter')
delay(x)
lcd.clear()
lcd.setCursor(0,0)
lcd.print(' Air Quality:')
if(analogRead(input)==0)
{
lcd.setCursor(0,1)
lcd.print(' Sensor Error')
delay(x)
}
if(analogRead(input)0)
{
lcd.setCursor(0,1)
lcd.print(' GOOD')
delay(x)
}
if(analogRead(input)>low && analogRead(input) {
lcd.setCursor(0,1)
lcd.print(' GETTING BAD')
delay(x)
}
if(analogRead(input)>=med && analogRead(input) {
lcd.setCursor(0,1)
lcd.print(' VERY POOR')
delay(x)
}
if(analogRead(input)>=high)
{
lcd.setCursor(0,1)
lcd.print(' WORST')
delay(x)
}
}

注意：

説明されているミニ気象観測所の回路は、センサーからの読み取り値を表示するのに2分かかり、それまでは「センサーは準備ができています」と表示されます。これは、MQ-135センサーが最適な動作温度に達するまでに2分かかるためです。