Stazione meteorologica satellitare: 5 passaggi

2024 Autore: John Day | [email protected]. Ultima modifica: 2024-01-30 09:59

Questo progetto è pensato per le persone che vogliono raccogliere i propri dati meteorologici. Può misurare la velocità e la direzione del vento, la temperatura e l'umidità dell'aria. È anche in grado di ascoltare i satelliti meteorologici in orbita attorno alla Terra una volta ogni 100 minuti. Utilizzerò questo progetto in seguito per creare le mie previsioni del tempo utilizzando l'intelligenza artificiale addestrata su queste immagini.

Forniture:

Materiali

• Profilo a U in alluminio da 15 mm e 12 mm, lunghezza 1 metro
• compensato
• Tubi in alluminio diametro 10 mm, 4,5 m
• 8 supporti per tubi in ottone
• 8 M2 dadi e bulloni
• Trave in legno 2x4,5 cm, lunga 1,2 m
• 2 dadi e bulloni M8
• 3m 50ohm coassiale
• Scatola elettrica 12x12 cm
• termoretraibile
• saldare
• treppiede con foro per montaggio bullone M8
• alcuni Lego
• 2 contenitori di plastica
• colla calda

Elettronica

• Raspberry Pi 3 o 4
• Alimentatore Raspberry Pi
• cavo Ethernet
• cavo di prolunga usb (lungo almeno 40 cm)
• alimentazione lampone pi
• Arduino Nano
• Sensore DHT11
• interruttore reed
• encoder rotativo
• cicalino
• Nooelec NESDR mini

Utensili

• trapano
• sega da tavolo
• saldatore
• accendino
• Set di cacciaviti
• pistola per colla a caldo

Passaggio 1: costruire l'antenna

La Croce

Crea 2 pezzi di legno lunghi 54,2 cm. Praticare un foro al centro per un bullone M8 e montare i due pezzi a croce. Quindi fai 4 pezzi lunghi 4 cm e sega un'estremità con un angolo di 45 gradi. Avvitali sopra le estremità della croce. Questo renderà le estremità a filo l'una con l'altra. Al centro di ciascuna estremità, pratica un foro abbastanza grande per il cavo coassiale. Ora segna un angolo di 30 dalla verticale. Su questo angolo montare 2 supporti per tubi di ca. 1,5 cm dal centro. Se vuoi puoi praticare dei fori nella croce per renderla più leggera.

Dipoli in alluminio

Tagliare 8 tubi di alluminio da 50 cm. 2 tubi formano 1 dipolo.

Tagliare il coassiale

Taglia due pezzi di coassiale da 36 cm. Taglia altri 2 pezzi questa volta lunghi 72 cm. Taglia un altro pezzo da 60 cm, questa sarà la linea principale verso il ricevitore.

Montare i cavi coassiali con la stessa lunghezza uno di fronte all'altro. I lati con coassiale di 36 cm sono i dipoli 1 e 2, i lati con i dipoli 3 e 4 di 72 cm.

Spellare le estremità del cavo coassiale per la saldatura. Il ricevitore SDR viene fornito con la propria antenna e coassiale, tagliare il filo al suo connettore. Successivamente abbiamo saldato questo al nostro cavo coassiale principale dalla nostra antenna.

Cablaggio

Alle estremità della croce collegare il nucleo del cavo coassiale alla parte superiore del dipolo, la schermatura va alla parte inferiore. Al centro saldare insieme la schermatura dei dipoli 1 e 2. Fai lo stesso per 3 e 4. Ora salda insieme i nuclei dei dipoli 1 e 3, lo stesso per 2 e 4. Ora ti rimangono solo 2 fili.

Saldare i nuclei dal dipolo 1 e 3 alla schermatura della linea del ricevitore. Saldare i nuclei dai dipoli 2 e 4 al nucleo della linea del ricevitore.

Montare la Croce

Posizionare i 2 profili a U in alluminio l'uno nell'altro. Ad un'estremità posizionare il bullone al centro della croce in alto. Praticare 2 fori attraverso i profili e il bullone per inserire i bulloni M2. Fai lo stesso con l'altro bullone M8 sull'altro lato dei profili. Posizionare l'antenna nel treppiede.

Antenna completata!

Se vuoi puoi testare la tua antenna seguendo questo tutorial su rtl-sdr.com.

Passaggio 2: realizzare i sensori del vento

Velocità

Puoi trovare le parti e le istruzioni nella guida alla costruzione in pdf. È fatto di semplici e comuni mattoncini Lego.

Una volta terminata la costruzione della struttura Lego, saldare due fili lunghi 110 cm ai pin dell'interruttore reed. infilare uno dei fili attraverso il tubo sul lato della trave. Quindi piegare le gambe metalliche dell'interruttore a lamella sulla parte superiore in modo che si trovi saldamente sulla parte superiore del tubo. Quindi incollare il magnete sul fondo di uno dei piatti in modo che tocchi appena l'interruttore a lamella. Ogni volta che il magnete si trova sopra l'interruttore reed, il circuito deve essere chiuso. Testare con un multimetro e rimontare se necessario. Attacca la trave Lego all'antenna con una vite per legno.

Direzione

Il sensore di direzione è costituito da un encoder rotativo con una banderuola stampata in 3D. L'inventore e il file STL sono inclusi qui. Premere con decisione l'aletta sull'asse del codificatore rotante. Praticare un foro da 7 mm in una scatola di plastica e montare l'encoder rotativo pensato. L'encoder viene fornito con un dado che si avvita sulla parte superiore della scatola di plastica. Utilizzare due viti per legno per montare la scatola su una delle travi dell'antenna.

Termoretraibile

Una volta montato, utilizzare termorestringenti per coprire ordinatamente i fili. La lunghezza deve essere di 86 cm e la larghezza di 2,5 cm.

Passaggio 3: creazione dell'allegato per l'SDR

Per questo semplice recinto dovrai segare queste parti in compensato:

• due 9,5x1,6 cm
• due 9,5x4,2 cm
• uno 3x4,2 cm

Prendi un pezzo da 9,5x1,6 e pratica un foro da 8 mm per il cavo del ricevitore. Questo foro dovrebbe essere 1,8 cm sotto la parte superiore e 0,5 cm di lato (vedi foto). Per prima cosa incollare e inchiodare le pareti laterali (9,5x16 cm) alla parte inferiore (uno dei pezzi 9,5x4,2 cm). Quindi inserire l'SDR e collegarlo attraverso il foro nella parete laterale. Chiudere l'involucro con l'ultima parte 9,5x4,2 cm, la 3x4,2 cm va in alto.

Passaggio 4: custodia per Raspberry Pi

Alimentazione elettrica

Estrarre la scheda di alimentazione dal suo involucro. Il condensatore mostrato nell'immagine è troppo grande per essere inserito nella nuova custodia.

Dissaldarlo e posizionare le prolunghe (cavo, vecchi piedini del resistore,..). Saldare il cappuccio a quelle estensioni e piegarlo in modo che si adatti perfettamente alla custodia. Saldare i fili 5V e GND dalla scheda di alimentazione ai pad sul PI (mostrato nelle immagini).

I cavi di alimentazione si inseriscono attraverso il foro nella custodia sul lato.

LCD

Tagliare un foro rettangolare nel coperchio anteriore. Incolla a caldo l'LCD all'interno assicurandoti che i perni sull'LCD siano rivolti verso l'alto.

Saldare i fili femmina al pcb nero e collegarli al Pi. Rimuovi il foro sul lato inferiore sinistro e incolla il Pi-fan per aspirare l'aria da quel foro.

DHT

Saldare i cavi dei ponticelli femmina al sensore dht e collegarli al Pi. Incolla a caldo il sensore appena sotto la porta Ethernet del Pi in modo che la ventola accanto a questo soffi aria fresca sul sensore.

Passaggio 5: software

Github

Tutto il software è disponibile su Git. Assicurati di clonarlo nella cartella principale del tuo Pi