第1步：材料

這個(gè)項(xiàng)目幾乎所有需要的材料都可以在網(wǎng)上商店購(gòu)買：DFRobot

對(duì)于這個(gè)項(xiàng)目，我們需要：

- 天氣站工具包

- Arduino SD卡模塊

-SD卡

- 太陽(yáng)能電源管理器

-5V 1A太陽(yáng)能電池板

- 有些尼龍?jiān)鷰?/p>

-Mounting kit

-LCD display

-Breadboard

-Li- ion battery（我使用的是Sanyo 3.7V 2250mAh電池）

- 防水塑料接線盒

- 有些電線

-Resistors（2x 10kOhm）

步驟2：模塊

對(duì)于這個(gè)項(xiàng)目，我使用了兩個(gè)不同的模塊。/p》

太陽(yáng)能發(fā)電管理器

此模塊可以使用兩種不同的電源供電，3.7V電池，4.5V - 6V太陽(yáng)能電池板或USB電纜。

它有兩個(gè)不同的輸出。 5V USB輸出，可用于為Arduino或其他控制器和5V引腳供電，為不同模塊和傳感器供電。

規(guī)格：

太陽(yáng)能輸入電壓（SOLAR IN）：4.5V~6V

電池輸入（BAT IN）：3.7V單節(jié)鋰聚合物/鋰離子電池

電池充電電流（USB/SOLAR） IN）：900mA最大涓流充電，恒流，恒壓三相充電

充電截止電壓（USB/SOLAR IN）：4.2V±1％

穩(wěn)壓電源：5V 1A

穩(wěn)壓電源效率（3.7V BAT IN）：86％@ 50％負(fù)載

USB/太陽(yáng)能充電效率：73％@ 3.7V 900mA BAT IN

SD模塊

此模塊與Arduino完全兼容。它允許您將大容量存儲(chǔ)和數(shù)據(jù)記錄添加到項(xiàng)目中。

我用它來(lái)收集帶有16GB SD卡的氣象站的數(shù)據(jù)。

規(guī)格：

打開標(biāo)準(zhǔn)SD卡和Micro SD（TF）卡的主板

包含一個(gè)開關(guān)選擇閃存卡插槽

直接坐在Arduino上

也可以與其他微控制器一起使用

步驟3：天氣Station Kit

該項(xiàng)目的主要組成部分是氣象站套件。它由Arduino的5V供電，或者您也可以使用外部5V電源。

它有4個(gè)引腳（5V，GND，TX，RX）。 TXD數(shù)據(jù)端口使用9600bps。

氣象站套件包括：

風(fēng)速計(jì)

風(fēng)向標(biāo)

雨桶

傳感器板

不銹鋼支柱（30CM）（11.81“）

組件包

可用于測(cè)量：

風(fēng)速

風(fēng)向

降雨量

它具有濕度和溫度傳感器也可以測(cè)量氣壓。

風(fēng)速計(jì)可以測(cè)量風(fēng)速高達(dá)25米/秒。風(fēng)向以度數(shù)顯示。

有關(guān)此套件和示例代碼的更多信息可以可在以下網(wǎng)址找到：DFRobot wiki

第4步：如何組裝氣象站套件

此套件的組裝非常簡(jiǎn)單但是有關(guān)裝配的更多信息，請(qǐng)觀看有關(guān)如何組裝此套件的教程。

教程：如何組裝氣象站套件

步驟5：供應(yīng)和住房

電池：

在這個(gè)項(xiàng)目中，我使用了3.7V鋰離子電池。我用5倍的電池制作了電池組。每個(gè)電池的電量約為2250 mAh，因此當(dāng)并聯(lián)連接時(shí)，一包5x電池可提供約11250 mAh的電量。

連接：正如我所提到的，我并聯(lián)電池，因?yàn)椴⑿斜３衷茧妷旱姵厝萘扛?。例如：如果您有兩?jié)3.7V 2000 mAh電池并且并聯(lián)連接，則將獲得3.7V和4000 mAh。

如果您想獲得更高的電壓，則需要將它們串聯(lián)連接。例如：如果串聯(lián)兩節(jié)3.7V 2000 mAh電池，您將獲得7，4V和2000 mAh電壓。

太陽(yáng)能電池板：

我使用的是5V 1A太陽(yáng)能電池板。該面板的輸出功率約為5W。輸出電壓高達(dá)6V。當(dāng)我在陰天測(cè)試面板時(shí)，其輸出電壓約為5.8-5.9V。

但如果你想為這個(gè)氣象站提供太陽(yáng)能，你需要添加1或2塊太陽(yáng)能電池板和鉛酸在沒(méi)有太陽(yáng)的情況下，電池或其他東西來(lái)儲(chǔ)存能量和供應(yīng)站。

住房：

看起來(lái)并不是住房是這個(gè)系統(tǒng)最重要的部分之一，因?yàn)樗Ｗo(hù)了至關(guān)重要的部分外部元件的組件。

所以我選擇防水塑料接線盒。它足夠大，可以適應(yīng)內(nèi)部的所有組件。它大約19x15厘米。

第6步：布線和代碼

Arduino：

所有組件都與Arduino連接。

-SD模塊：

5V - 》 5V

GND - 》 GND

MOSI - 》數(shù)字引腳9

MISO - 》數(shù)字引腳11

SCK - 》數(shù)字引腳12

SS - 》數(shù)字引腳10

天氣站板：

5V - 》 5V

GND - 》 GND

TX - 》 Arduino上的RX

RX - 》 Arduino上的TX

電池組直接連接到電源管理器（3.7V電池輸入）。我還在Arduino上用電池連接模擬引腳A0進(jìn)行電壓監(jiān)控。

太陽(yáng)能電池板直接連接到此模塊（太陽(yáng)能輸入）。太陽(yáng)能電池板也連接到分壓器。分壓器輸出連接到Arduino上的模擬引腳A1。

我也進(jìn)行了連接，以便連接LCD顯示器來(lái)檢查電壓。因此LCD連接到5V，GND和SDA連接到Arduino上的SDA和SCK引腳相同。

Arduino通過(guò)USB電纜連接到電源管理器模塊。

代碼：

此氣象站的代碼可以在DFRobot wiki上找到。我還附上了所有升級(jí)的代碼。

- 如果你想為你的位置獲得正確的風(fēng)向，你需要在程序中手動(dòng)改變degress值。

所以所有數(shù)據(jù)都存儲(chǔ)在名為test的txt文件中。您可以根據(jù)需要重命名此文件。我寫了氣象站的所有可能的值，它還寫入電池電壓和太陽(yáng)能電壓。這樣你就可以看出電池的消耗情況了。

第7步：測(cè)量電壓和測(cè)試

我需要為我的項(xiàng)目對(duì)電池和太陽(yáng)能電池板進(jìn)行電壓監(jiān)控。

為了監(jiān)控電池電壓，我使用了模擬引腳。我將電池連接到模擬引腳A0和 - 從Arduino上的電池連接到GND。在程序中我使用“analogRead”函數(shù)和“l(fā)cd.print（）”來(lái)顯示LCD上的電壓值。第三張圖顯示電池電壓。我用Arduino和萬(wàn)用表測(cè)量它，以便我可以比較它的值。這兩個(gè)值之間的差值約為0.04V。

因?yàn)樘?yáng)能電池板的輸出電壓大于5V，所以需要制作分壓器。模擬輸入可以采用最大5V輸入電壓。我用兩個(gè)10k歐姆的電阻制作它。使用兩個(gè)等值的電阻，將電壓精確分為一半。因此，如果連接5V，輸出電壓將約為2.5V。該分壓器位于第一張圖片上。 LCD和萬(wàn)用表上的電壓值之間的差值約為0.1-0.2V

分壓器輸出的等值為：Vout =（Vcc * R2）/R1 + R2

測(cè)試

當(dāng)我將所有部件連接在一起并將所有組件裝入外殼時(shí)，我需要進(jìn)行外部測(cè)試。所以我把外面的氣象站拿出來(lái)看看它在真實(shí)的外部條件下是如何工作的。該測(cè)試的主要目的是了解電池如何工作或在測(cè)試期間將釋放多少電池。測(cè)試室外溫度約為室外1°C，室內(nèi)溫度約為4°C。

電池電壓在五小時(shí)內(nèi)從3.58降至約3.47。