第1步：材料

這個項目幾乎所有需要的材料都可以在網(wǎng)上商店購買：DFRobot

對于這個項目，我們需要：

- 天氣站工具包

- Arduino SD卡模塊

-SD卡

- 太陽能電源管理器

-5V 1A太陽能電池板

- 有些尼龍扎帶

-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

對于這個項目，我使用了兩個不同的模塊。/p》

太陽能發(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太陽能電池板或USB電纜。

它有兩個不同的輸出。 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％負載

USB/太陽能充電效率：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和數(shù)據(jù)記錄添加到項目中。

我用它來收集帶有16GB SD卡的氣象站的數(shù)據(jù)。

規(guī)格：

打開標準SD卡和Micro SD（TF）卡的主板

包含一個開關(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個引腳（5V，GND，TX，RX）。 TXD數(shù)據(jù)端口使用9600bps。

氣象站套件包括：

風速計

風向標

雨桶

傳感器板

不銹鋼支柱（30CM）（11.81“）

組件包

可用于測量：

風速

風向

降雨量

它具有濕度和溫度傳感器也可以測量氣壓。

風速計可以測量風速高達25米/秒。風向以度數(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單但是有關(guān)裝配的更多信息，請觀看有關(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：

在這個項目中，我使用了3.7V鋰離子電池。我用5倍的電池制作了電池組。每個電池的電量約為2250 mAh，因此當并聯(lián)連接時，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，因為并行保持原始電壓但電池容量更大。例如：如果您有兩節(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。

太陽能電池板：

我使用的是5V 1A太陽能電池板。該面板的輸出功率約為5W。輸出電壓高達6V。當我在陰天測試面板時，其輸出電壓約為5.8-5.9V。

但如果你想為這個氣象站提供太陽能，你需要添加1或2塊太陽能電池板和鉛酸在沒有太陽的情況下，電池或其他東西來儲存能量和供應(yīng)站。

住房：

看起來并不是住房是這個系統(tǒng)最重要的部分之一，因為它保護了至關(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進行電壓監(jiān)控。

太陽能電池板直接連接到此模塊（太陽能輸入）。太陽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。

我也進行了連接，以便連接LCD顯示器來檢查電壓。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的代碼。

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

所以所有數(shù)據(jù)都存儲在名為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能電壓。這樣你就可以看出電池的消耗情況了。

第7步：測量電壓和測試

我需要為我的項目對電池和太陽能電池板進行電壓監(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（）”來顯示LCD上的電壓值。第三張圖顯示電池電壓。我用Arduino和萬用表測量它，以便我可以比較它的值。這兩個值之間的差值約為0.04V。

因為太陽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10k歐姆的電阻制作它。使用兩個等值的電阻，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

測試

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

電池電壓在五小時內(nèi)從3.58降至約3.47。