捕捉晴雨数据的"稻草人"，还可以无限数据传输！

网友投稿 2019-07-02 16:12

一起成为技术颜控

作者：iwoox

本项目是用arduino开源硬件，来快速制作具有无限数据传输功能的气象站，我之前做过一个带数据记录功能的气象站项目，这次算是升级和改进的版本。

第1步：构想

首先，需要增加从气象站到室内接收器的无线数据传输功能，去掉了SD卡模块，换成Arduino Uno接口扩展板。

这样做的主要原因是为了节省空间，接口扩展版完全兼容Arduino Uno，因此无需使用导线进行连接。气象站支架也进行了重新设计。之前的支架太低，而且不稳，所以我又做了一个新的支架（更高而且更稳）。对于直接安装到气象站支架上的外壳而言，我还增加了一个新的托架。此外，还增加了用于供电的太阳能板。

第2步：原材料

硬件清单：

Weather station kit(气象站套件，附有风速表/风标/雨斗)
Arduino Uno开发板
DFRduino Nano 3.0(兼容Arduino Nano)
用于Arduino的RF 433 MHz模块（接收器和发射器）
双面洞洞板 58mmx78mm
SD卡
太阳能电源管理模块（5V 1A）
半柔性单晶硅太阳能板 (5V 1A) x2
接口扩展板 (支持IIC,SPI,TLC,SD卡)
一些尼龙扎带
安装工具
IIC/TWI LCD2004液晶模块(Arduino兼容)
面包板
锂离子电池（我用的是Sanyo 3.7V 2250mAh电池）
防水塑料接线盒
一些导线

在制作气象站支架时需要：

大约3.4米长的钢管（或者钢板）。
钢丝（大约4米）
钢丝夹（8x）
不锈钢螺丝扣（2x）
fi10钢棒（大约50厘米）
钢吊环螺母（4x）

您还将需要以下工具：

烙铁
螺丝刀
钳子
电钻
焊机
角磨机
钢刷

第3步：小结

如前文所述，本篇教程是对上篇气象站教程的升级。

如果您想了解如何组装气象站套件，请看组装视频：

第4步：气象站安装方案

还有一个问题，那就是如何安装能够承受室外条件的气象站支架。

关于气象站支架的类型和设计，我做了一些研究。最后我决定使用3米长的钢管来制作支架。通常建议将风速计安装到最高点（大约10米（33英尺）），但是由于我使用的是一体化气象站套件，我选择了套件建议的高度 - 大约3米（10英尺）。

我考虑的主要问题是，这个支架必须模块化且易于拆卸，这样便于转移到其他位置。

组装：

1、先从fi18 3.4m(11.15ft)长钢管开始。在钢管上涂一层酸性除锈剂，对钢管进行除锈处理。

2、2到3小时后，除锈完成，接着把钢管焊接起来。先把吊环螺母焊到钢管两端，然后把钢管放到距地面2米的位置。当然还可以放到更高的位置，但是不能更低，否则靠上的部分就会变得不稳。

3、然后，需要在每一侧制作一个“锚”。为此我使用了两个fi12 50cm(1.64ft)钢棒。在每个钢棒的顶端焊上一个吊环螺母和一个小钢板，这样就可以把它踩到或用锤子砸到地里面。

如图所示：

4、然后，使用钢丝把“锚”上的吊环连到支架两端。先拿来两根1.7 m(5.57ft)长的钢丝，一端用钢丝夹直接固定到吊环螺母上，另一端固定到不锈钢螺丝扣上。不锈钢螺丝扣用于紧固钢丝。

5、然后，使用一个3D打印托架将塑料接线盒安装到支架上。更多详情参见第5步。

6、最后，对每一个钢制零件都涂上两层底漆。在此基础上，您可以涂上任何喜欢的颜色。

第5步：3D打印零件

为使安装支架易于拆卸，需要制作一些3D打印零件。每一个零件都是我亲自设计并使用PLA塑料打印出来的。

塑料接线盒托架

在上一篇教程中，我用钢板制作了托架，但是不是特别实用。所以我决定使用3D打印零件再做一个。一共有五个3D打印零件，损坏的零件可以快速更换。

有了这个托架，塑料接线盒就能直接安装到钢管上。安装高度也可以灵活调节。

温湿度传感器外壳

我需要为温湿度传感器设计一个外壳。在参考网上资料之后，我确定了这个外壳的最终形状。我设计了带托架的史蒂文森百叶箱，这样所有部件都可以安装到钢管上。

它一共包括10个零件。主体底座由两部分组成，顶部是一个“盖子”，这样就可以实现密封，不会进水。每一个零件都是使用PLA耗材打印而成。

第6步：室内数据接收器

本项目的主要升级就是增加了无线数据传输功能。所以还需要增加一个室内数据接收器。

为此，我使用了适合Arduino的430 MHz接收器，然后使用17厘米(6.7英寸)天线对其进行了升级。接着，需要测试一下该模块的通信距离。第一项测试在室内进行，以确定墙壁对信号范围的影响，以及会不会造成信号中断。第二项测试是在室外进行。结果表明，该模块的通信距离在10米（33英尺）以上，远远超出室内接收器的要求。