Μετεωρολογικός σταθμός arduino
Ο καιρός είναι ένας παράγοντας που επηρεάζει πολλούς τομείς της ζωής μας. Πολλούς μεγάλους μετεωρολογικούς σταθμούς έχει το δίκτυό της ΕΜΥ (Εθνική Μετεωρολογική Υπηρεσία). Εκτός από αυτή δεδομένα για τον καιρό παίρνουμε από το Εθνικό Αστεροσκοπείο Αθηνών (meteo.gr)΄. Και η ΕΜΥ και το Εθνικό Αστεροσκοπείο διαθέτουν σταθμούς επιφανείεας. Το Ελληνικό Κέντρο Θαλασσίων Ερευνών (poseidon) έχει σταθμούς που επιπλέουν πάνω στην επιφάνεια της θάλασσας έτσι παίρνουν μετρήσεις από σημεία που δεν υπήρχε τρόπος να στηθεί ένας μετεωρολογικός σταθμός και με αυτό τον τρόπο βοηθάνε στη ναυσιπλοϊα.
Τα δεδομένα αυτών των υπηρεσιών είναι ανοιχτά και διαθέσιμα για επεξεργασία όταν κάποιος τα ζητήσει.
Οι φορητοί μετεωρολογικοί σταθμοί είναι χρήσιμες συσκευές που τα δεδομένα που παράγουν χρησιμοποιούνται σε τομείς όπως η γεωργία, η αλειεία, η ναυσιπλοϊα.
Στόχος δικός μας είναι να υλοποιήσουμε ένα φορητό μετεωρολογικό σταθμό που θα παίρνει δεδομένα για τον καιρό και μέσω ΙΟΤ θα τα στέλνει στο Διαδίκτυο. Με τον τρόπο αυτό μπορεί κανείς να γνωρίζει τι καιρικές συνθήκες επικρατούν στην περιοχή που βρίσκεται ο σταθμός και αναλόγως την εφαρμογή να παίρνει αποφάσεις. Για παράδειγμα αν έχει υγρασία ή κρύο να φορέσει ρούχα ή αν πρόκειται για μια αγροτική εφαρμογή, αν ανεβαίνει υψηλά η θερμοκρασία, στο περιβάλλον να ανοίγουν αυτόματα οι πόρτες των θερμοκηπίων.
Από Υλικά, χρησιμοποιήσαμε:
-Arduino Uno
-Aισθητήρα θερμοκρασίας &υγρασίας DHT11.
-Arduino Ethernet Sheld
-LCD display 2×16 χαρακτήρων & I2C board
-Power jack 9V
Αρχικά, συνδέσαμε τον αισθητήρα DHT11 στον αρντουίνο.
Ο αισθητήρας έχει 3 pin. (το ένα συνδέεται στο GND -,VCC+, και το τρίτο στο Α0 )
Για τον προγραμματισμό του κατεβάσαμε την βιβλιοθήκη του αισθητήρα και στη συνέχεια προγραμματίσαμε, μετατρέποντας τους βαθμούς Φαρενάιτ σε Κελσίου. Κελσίου=(Φαρενάιτ-32)×5/9
Ελέγξαμε τις τιμές του στη σειριακή θύρα.
Στη συνέχεια ελέγξαμε τις τιμές αυτές με τις τιμές μας από ένα ψηφιακό θερμόμετρο εσωτερικού χώρου του εμπορίου για να εντοπίσουμε διαφορές στις μετρήσεις. Υπήρχε διαφορά στις δύο τιμές που όσο περνούσε η ώρα μίκραινε.
Ελέγξαμε τη μεταβολή στις τιμές της θερμοκρασίας χρησιμοποιώντας ένα σεσουάρ μαλλιών.
Ελέγξαμε τη μεταβολή στις τιμές τις υγρασίας ακουμπώντας ένα υγρό μαντηλάκι πάνω στον αισθητήρα.
Έπειτα, συνδέσαμε τον αντάπτορα I2C στην LCD οθόνη με το κολλητήρι.
Αυτό το κάναμε για να μειώσουμε τις συνδέσεις και τα καλώδια αφού το Ι2C έχει 4 εξόδους (VCC, GND και δύο αναλογικές) ενώ η LCD 16.
Για να λειτουργήσει η οθόνη κατεβάσαμε μια βιβλιοθήκη i2c και μελετήσαμε τα παραδείγματα που εγκατέστησε η βιβλιοθήκη στο πρόγραμμα ArduinoIDE. Ρυθμίσαμε με ένα κατσαβίδι γυρίζοντας τη βίδα για τη φωτεινότητα πίσω από την οθόνη.
Τέλος συνδέσαμε τo Ethernet shield. Στην αρχή είχαμε σχεδιάσει να χρησιμοποιήσουμε το ESP 32 για να στέλνουμε τα δεδομένα, αλλά αντιμέτωπίσαμε πολλές δυσκολίες στην χρήση του, στην επικοινωνία με τον arduino. Έτσι επιλέξαμε ως λύση τη χρήση του Ethernet shield για να στέλνουμε τα δεδομένα μας στο Διαδίκτυο, τα οποία καταγράφονται σε μια html σελίδα.
Το πρότζεκτ μας, παρουσιάστηκε στο Athens Science Festival 2019 στις 7 Απριλίου 2019 σε δύο διαφορετικές εκδόσεις μακέτας.
Εκδοση Α. Ο μετεωρολογικός σταθμός ώς τμήμα αυτοματισμού ενός έξυπνου σπιτιού, το οποίο περιελάμβανε επιπλέον
α. Μια φωτοαντίσταση που όταν υπήρχε αρκετό φως τα led στον κήπο του σπιτιού έσβηναν και όταν δεν υπήρχε φως τα led στον κήπο άναβανκαι
β. Ένα διακόπτη για το άνοιγμα και κλείσιμο της οροφής με τη χρήση ενός κουμπιού.
Εκδοση Β. Πλωτός μετεωρολογικός σταθμός επιφανείας.
