1. Анализ (изучение принципов работы настоящих метеостанций и датчиков)
На этом этапе я изучил, как работают настоящие метеостанции и какие датчики в них используются.
Как устроены профессиональные станции:
Официальные метеостанции измеряют погоду по строгим правилам. Датчики температуры и влажности ставят в специальные вентилируемые будки на высоте 2 метра, чтобы на них не попадали солнце и дождь. Кроме температуры, влажности и давления, они измеряют ветер, осадки и солнечную радиацию.
Принцип работы датчиков для Arduino:
Для самодельной станции сложные механические приборы не нужны, поэтому я выбрал электронные датчики:
· Температура и влажность — датчик DHT22 (или BME280). Внутри него находится термистор, который меняет сопротивление от температуры, и емкостный сенсор влажности.
· Давление — датчик BMP280 или BME280. Внутри есть маленькая мембрана, которая прогибается от давления воздуха, и это превращается в электрический сигнал.
· Освещенность — фоторезистор, который меняет сопротивление в зависимости от света.
Вывод: для проекта хватит платы Arduino и недорогих цифровых датчиков. Они дают достаточную точность и просты в подключении.
---
2. Моделирование (разработка схемы метеостанции, выбор компонентов, составление алгоритма работы)
На этом этапе я продумал, из чего будет состоять станция и как она будет работать.
Выбор компонентов и схема:
Главная плата — Arduino Nano (маленькая и удобная). Вот что к ней подключено:
· Датчик BME280 (температура, влажность, давление) — подключается по шине I²C, то есть по двум проводам: SDA и SCL.
· Часы реального времени DS3231 — тоже по I²C. Нужны, чтобы к каждой записи привязывалось точное время.
· Экран LCD 1602 с модулем I²C — показывает текущую погоду.
· Модуль SD-карты — подключается по шине SPI. Нужен для сохранения архива данных.
Алгоритм работы:
Программа работает без «зависаний» — вместо задержки delay() используется функция millis(). Логика такая:
1. При включении настраиваются все датчики и SD-карта.
2. В основном цикле Arduino каждые 2 секунды читает данные с датчика.
3. Рассчитывает точку росы и приводит давление к уровню моря, чтобы можно было сравнивать с прогнозами.
4. Обновляет показания на экране.
5. Каждые 10 минут записывает строку с датой, временем и погодой в файл на SD-карте.
