ডেটা লগিং সহ আবহাওয়া স্টেশন: 7 টি ধাপ (ছবি সহ)

2024 লেখক: John Day | [email protected]. সর্বশেষ পরিবর্তিত: 2024-01-30 08:01

এই নির্দেশে আমি আপনাকে দেখাব কিভাবে আপনার দ্বারা আবহাওয়া স্টেশন সিস্টেম তৈরি করা যায়। আপনার যা দরকার তা হ'ল ইলেকট্রনিক্স, প্রোগ্রামিং এবং অল্প সময়ের প্রাথমিক জ্ঞান।

এই প্রকল্পটি এখনও তৈরী হচ্ছে। এটি শুধুমাত্র প্রথম অংশ। আগামী এক বা দুই মাসের মধ্যে আপগ্রেড আপলোড করা হবে।

যদি আপনার কোন প্রশ্ন বা সমস্যা থাকে তবে আপনি আমার মেইলে আমার সাথে যোগাযোগ করতে পারেন: [email protected]।

তাহলে শুরু করা যাক

ধাপ 1: উপকরণ

এই প্রকল্পের জন্য প্রায় সমস্ত প্রয়োজনীয় উপকরণ অনলাইন স্টোরে কেনা যাবে: DFRobot

এই প্রকল্পের জন্য আমাদের প্রয়োজন হবে:

-ওয়াদার স্টেশন কিট

-আরডুইনো এসডি কার্ড মডুল

-এসডি কার্ড

-সোলার পাওয়ার ম্যানেজার

-5V 1A সৌর প্যানেল

-কিছু নাইলন তারের বন্ধন

-মাউন্ট কিট

-LCD প্রদর্শন

-ব্রেডবোর্ড

লি-আয়ন ব্যাটারি (আমি সানিও 3.7V 2250mAh ব্যাটারি ব্যবহার করেছি)

-জলরোধী প্লাস্টিকের জংশন বক্স

-কিছু তারের

-রোধক (2x 10kOhm)

ধাপ 2: মডিউল

এই প্রকল্পের জন্য আমি দুটি ভিন্ন মডিউল ব্যবহার করেছি।

সৌরবিদ্যুৎ ব্যবস্থাপক

এই মডিউলটি দুটি ভিন্ন সরবরাহ, 3.7V ব্যাটারি, 4.5V - 6V সৌর প্যানেল বা ইউএসবি কেবল দিয়ে চালিত হতে পারে।

এটি দুটি ভিন্ন আউটপুট আছে 5V ইউএসবি আউটপুট যা বিভিন্ন মডিউল এবং সেন্সর পাওয়ার জন্য Arduino বা অন্য কিছু নিয়ামক এবং 5V পিন সরবরাহের জন্য ব্যবহার করা যেতে পারে।

বিশেষ উল্লেখ:

• সোলার ইনপুট ভোল্টেজ (সোলার ইন): 4.5V ~ 6V
• ব্যাটারি ইনপুট (ব্যাট ইন): 3.7V সিঙ্গেল সেল লি-পলিমার/লি-আয়ন
• ব্যাটারি চার্জ কারেন্ট (ইউএসবি/সোলার ইন): 900 এমএ ম্যাক্স ট্রিকল চার্জিং, ধ্রুব কারেন্ট, ধ্রুব ভোল্টেজ তিন ফেজ চার্জিং
• চার্জিং কাটঅফ ভোল্টেজ (ইউএসবি/সোলার ইন): 4.2V ± 1%
• নিয়ন্ত্রিত বিদ্যুৎ সরবরাহ: 5V 1A
• নিয়ন্ত্রিত বিদ্যুৎ সরবরাহ দক্ষতা (3.7V ব্যাট ইন): 86%@50%লোড
• ইউএসবি/সোলার চার্জ দক্ষতা: 73%@3.7V 900mA ব্যাট ইন

এসডি মডিউল

এই মডিউলটি Arduino এর সাথে সম্পূর্ণরূপে সামঞ্জস্যপূর্ণ। এটি আপনাকে আপনার প্রকল্পে ভর সঞ্চয় এবং ডেটা লগিং যুক্ত করতে দেয়।

আমি এটি 16GB SD কার্ড দিয়ে আবহাওয়া স্টেশন থেকে ডেটা সংগ্রহের জন্য ব্যবহার করেছি।

বিশেষ উল্লেখ:

• স্ট্যান্ডার্ড এসডি কার্ড এবং মাইক্রো এসডি (টিএফ) কার্ডের জন্য ব্রেক আউট বোর্ড
• ফ্ল্যাশ কার্ড স্লট নির্বাচন করার জন্য একটি সুইচ রয়েছে
• সরাসরি একটি Arduino এ বসে
• এছাড়াও অন্যান্য মাইক্রোকন্ট্রোলারের সাথে ব্যবহার করা হবে

ধাপ 3: আবহাওয়া স্টেশন কিট

এই প্রকল্পের প্রধান উপাদান হল আবহাওয়া স্টেশন কিট। এটি Arduino থেকে 5V দ্বারা চালিত বা আপনি বাহ্যিক 5V সরবরাহ ব্যবহার করতে পারেন।

এটিতে 4 টি পিন (5V, GND, TX, RX) রয়েছে। TXD ডেটা পোর্ট 9600bps ব্যবহার করে।

আবহাওয়া স্টেশন কিট গঠিত:

• অ্যানিমোমিটার
• বায়ু পাখা
• বৃষ্টির বালতি
• সেন্সর বোর্ড
• স্টেইনলেস স্টীল স্টুডল (30CM) (11.81 ")
• কম্পোনেন্ট প্যাকেজ

এটি পরিমাপ করতে ব্যবহার করা যেতে পারে:

• বাতাসের গতি
• বায়ু দিক
• বৃষ্টির পরিমাণ

এটিতে আর্দ্রতা এবং তাপমাত্রা সেন্সর রয়েছে যা ব্যারোমেট্রিক চাপও পরিমাপ করতে পারে।

অ্যানিমোমিটার বাতাসের গতি 25 m/s পর্যন্ত পরিমাপ করতে পারে। বাতাসের দিক ডিগ্রীতে প্রদর্শিত হয়।

এই কিট এবং নমুনা কোড সম্পর্কে আরও তথ্য পাওয়া যাবে: DFRobot উইকি

ধাপ 4: কীভাবে আবহাওয়া স্টেশন কিট একত্রিত করবেন

এই কিট এর সমাবেশ বেশ সহজ কিন্তু সমাবেশ সম্পর্কে আরো তথ্যের জন্য এই কিট একত্রিত কিভাবে একটি টিউটোরিয়াল দেখুন।

টিউটোরিয়াল: কিভাবে আবহাওয়া স্টেশন কিট একত্রিত করা যায়

ধাপ 5: সরবরাহ এবং আবাসন

ব্যাটারি:

এই প্রকল্পের জন্য আমি 3.7V লি-আয়ন ব্যাটারি ব্যবহার করেছি। আমি এই ব্যাটারির 5x থেকে ব্যাটারি প্যাক তৈরি করেছি। প্রতিটি ব্যাটারিতে প্রায় 2250 এমএএইচ থাকে, তাই 5x এর একটি প্যাক সমান্তরালে সংযুক্ত হওয়ার সময় প্রায় 11250 এমএএইচ দেয়।

সংযোগ: যেমন আমি উল্লেখ করেছি আমি সমান্তরালভাবে ব্যাটারি সংযুক্ত করেছি, কারণ সমান্তরালে আপনি আসল ভোল্টেজ রাখেন কিন্তু ব্যাটারির ক্ষমতা বেশি পান। উদাহরণস্বরূপ: যদি আপনার দুটি 3.7V 2000 mAh ব্যাটারি থাকে এবং আপনি এটি সমান্তরালভাবে সংযুক্ত করেন তবে আপনি 3.7V এবং 4000 mAh পাবেন।

আপনি যদি বৃহত্তর ভোল্টেজ অর্জন করতে চান তবে আপনাকে সেগুলিকে ধারাবাহিকভাবে সংযুক্ত করতে হবে। উদাহরণস্বরূপ: যদি আপনি সিরিজের দুটি 3.7V 2000 mAh ব্যাটারি সংযুক্ত করেন তবে আপনি 7, 4V এবং 2000 mAh পাবেন।

সৌর প্যানেল:

আমি 5V 1A সৌর প্যানেল ব্যবহার করেছি। এই প্যানেলে প্রায় 5W আউটপুট পাওয়ার আছে। আউটপুট ভোল্টেজ 6V পর্যন্ত যায়। যখন আমি মেঘলা আবহাওয়ায় প্যানেল পরীক্ষা করেছিলাম তখন এর আউটপুট ভোল্টেজ ছিল প্রায় 5.8-5.9V।

কিন্তু যদি আপনি এই আবহাওয়া স্টেশনটিকে সম্পূর্ণরূপে সৌরশক্তি দিয়ে সরবরাহ করতে চান তাহলে আপনাকে 1 বা 2 টি সোলার প্যানেল এবং সীসা-অ্যাসিড ব্যাটারি বা অন্য কিছু যোগ করতে হবে যাতে শক্তি সঞ্চয় করা যায় এবং সূর্য না থাকলে স্টেশন সরবরাহ করতে হয়।

হাউজিং:

এটা মনে হয় না কিন্তু আবাসন এই সিস্টেমের অন্যতম গুরুত্বপূর্ণ অংশ, কারণ এটি বাইরের উপাদান থেকে গুরুত্বপূর্ণ উপাদানগুলিকে রক্ষা করে।

তাই আমি ওয়াটারপ্রুফ প্লাস্টিকের জংশন বক্স বেছে নিই। এটি ভিতরে সমস্ত উপাদান মাপসই যথেষ্ট বড়। এটি প্রায় 19x15 সেমি।

ধাপ 6: ওয়্যারিং এবং কোড

Arduino:

সমস্ত উপাদান Arduino সঙ্গে সংযুক্ত করা হয়।

-এসডি মডিউল:

• 5V -> 5V
• GND -> GND
• MOSI -> ডিজিটাল পিন 9
• MISO -> ডিজিটাল পিন 11
• SCK -> ডিজিটাল পিন 12
• SS -> ডিজিটাল পিন 10

আবহাওয়া স্টেশন বোর্ড:

• 5V -> 5V
• GND -> GND
• আরডুইনোতে TX -> RX
• আরডুইনোতে RX -> TX

ব্যাটারি প্যাক সরাসরি পাওয়ার ম্যানেজারের সাথে সংযুক্ত (3.7V ব্যাটারি ইনপুট)। আমি ভোল্টেজ পর্যবেক্ষণের জন্য Arduino তে ব্যাটারি থেকে এনালগ পিন A0 এর সাথে সংযোগ তৈরি করেছি।

সৌর প্যানেলটি সরাসরি এই মডুল (সৌর ইনপুট) এর সাথে সংযুক্ত। সোলার প্যানেল ভোল্টেজ ডিভাইডারের সাথেও সংযুক্ত। ভোল্টেজ ডিভাইডার আউটপুট Arduino এ এনালগ পিন A1 এর সাথে সংযুক্ত।

আমি সংযোগ তৈরি করেছি যাতে আপনি ভোল্টেজ চেক করতে এটিতে LCD ডিসপ্লে সংযুক্ত করতে পারেন। তাই LCD 5V, GND এবং SDA এর সাথে LCD সংযুক্ত আরডুইনোতে SDA এবং SCK পিনের সাথে একই।

আরডুইনো ইউএসবি কেবল দিয়ে পাওয়ার ম্যানেজার মডিউলের সাথে সংযুক্ত।

কোড:

এই আবহাওয়া কেন্দ্রের কোড DFRobot উইকিতে পাওয়া যাবে। আমি সমস্ত আপগ্রেডের সাথে আমার কোড সংযুক্ত করেছি।

-আপনি যদি আপনার অবস্থানের জন্য সঠিক বাতাসের দিকনির্দেশনা পেতে চান, তাহলে আপনাকে প্রোগ্রামে ম্যানুয়ালি ডিগ্রী মান পরিবর্তন করতে হবে।

তাই সমস্ত ডেটা txt ফাইলে সংরক্ষিত হয় যাকে test বলা হয়। আপনি চাইলে এই ফাইলের নাম পরিবর্তন করতে পারেন। আমি আবহাওয়া স্টেশন থেকে সমস্ত সম্ভাব্য মান লিখি এবং এটি ব্যাটারি ভোল্টেজ এবং সৌর ভোল্টেজেও লিখবে। যাতে আপনি দেখতে পারেন ব্যাটারির খরচ কেমন।

ধাপ 7: ভোল্টেজ পরিমাপ এবং পরীক্ষা

আমার প্রকল্পের জন্য ব্যাটারি এবং সোলার প্যানেলে ভোল্টেজ মনিটরিং করার প্রয়োজন ছিল।

ব্যাটারিতে ভোল্টেজ পর্যবেক্ষণের জন্য আমি এনালগ পিন ব্যবহার করেছি। আমি + ব্যাটারি থেকে এনালগ পিন A0 এবং - ব্যাটারি থেকে GND থেকে Arduino তে সংযুক্ত করেছি। প্রোগ্রামে আমি LCD তে ভোল্টেজ মান প্রদর্শনের জন্য "analogRead" ফাংশন এবং "lcd.print ()" ব্যবহার করেছি। তৃতীয় ছবি ব্যাটারিতে ভোল্টেজ দেখায়। আমি এটি Arduino এবং মাল্টিমিটারের সাথে পরিমাপ করেছি যাতে আমি মান তুলনা করতে পারি। এই দুটি মানের মধ্যে পার্থক্য ছিল প্রায় 0.04V।

কারণ সোলার প্যানেল থেকে আউটপুট ভোল্টেজ 5V এর চেয়ে বেশি হলে ভোল্টেজ ডিভাইডার তৈরি করতে হবে। এনালগ ইনপুট সর্বোচ্চ 5V ইনপুট ভোল্টেজ নিতে পারে। আমি এটি দুটি 10kOhm প্রতিরোধক দিয়ে তৈরি করেছি। সমান মান সহ দুটি প্রতিরোধকের ব্যবহার, ভোল্টেজকে ঠিক অর্ধেক ভাগ করে। সুতরাং যদি আপনি 5V সংযোগ করেন, আউটপুট ভোল্টেজ প্রায় 2.5V হবে। এই ভোল্টেজ ডিভাইডারটি প্রথম ছবিতে আছে। এলসিডি এবং মাল্টিমিটারে ভোল্টেজ মানের মধ্যে পার্থক্য ছিল প্রায় 0.1-0.2V

ভোল্টেজ ডিভাইডার আউটপুটের সমীকরণ হল: Vout = (Vcc*R2)/R1+R2

পরীক্ষামূলক

যখন আমি সবকিছু একসাথে সংযুক্ত করেছিলাম এবং সমস্ত উপাদানগুলিকে হাউজিংয়ে প্যাক করেছিলাম তখন আমার বাইরের পরীক্ষা করার প্রয়োজন ছিল। তাই আমি বাইরের আবহাওয়া স্টেশনটি বের করে দেখলাম যে এটি বাইরের বাস্তব অবস্থায় কীভাবে কাজ করবে। এই পরীক্ষার মূল উদ্দেশ্য ছিল এই পরীক্ষা চলাকালীন ব্যাটারী কিভাবে কাজ করবে বা কতটা ডিসচার্জ হবে তা দেখা। বাইরের তাপমাত্রা পরীক্ষা করার সময় বাইরে 1 ডিগ্রি সেলসিয়াস এবং হাউজিংয়ের ভিতরে প্রায় 4 ডিগ্রি সেলসিয়াস ছিল।

ব্যাটারির ভোল্টেজ পাঁচ ঘণ্টায় 3.58 থেকে প্রায় 3.47 এ নেমে এসেছে।