气象站的制作

第1步：Weathercloud

首先，什么是Weatherclud？ Weathercloud是一个大型气象站网络，实时报告来自世界各地的数据。它是免费的，有超过10 000个气象站连接到它。首先，我有自己的HTML网站，其中所有数据都已发送，但制作自己的网站和图形很难，而且将所有数据发送到具有漂亮图形和稳定服务器的大型云平台要容易得多。我搜索了如何将数据发送到weathercloud，我发现你可以通过简单的GET调用轻松完成。 Weathercloud的唯一问题是，使用免费帐户，它允许您每十分钟发送一次数据，但对于大多数用途而言这应该不是问题。您需要创建一个Weathercloud帐户才能使其正常运行。然后，您需要在他们的网站上创建一个电台配置文件。在Weathercloud上创建气象站配置文件时，您将获得Weathercloud ID和Weathercloud KEY。保留这些因为Arduino需要他们知道发送数据的位置。

第2步：部件列表

Google表格BOM

估算价格： 140€/150 $

第3步：工具

这些工具可以派上用场：

剥线器

电烙铁

烙铁

钳子

螺丝刀

胶枪

万用表

锯

树钻头

文件

第4步：DS18B20太阳辐射防护

h2》

太阳辐射防护罩是气象站中用来阻挡直接太阳辐射并因此减少测量温度误差的常见现象。它还可作为温度传感器的支架。辐射防护罩非常有用，但通常由钢制成，而且价格昂贵所以我决定建造一个自己的防护罩。我做了一个教练，展示了如何制作这样的辐射防护罩。这是指导性的。

我还发现了一个显示完全相同的procces的视频，所以你可以使用它：

第5步：终端盒

接线盒是电台的中心。主14芯电缆将其连接到服务器盒。 DS18B20的电缆进入它。紫外线盒中的电缆进入其中。它还承载湿度和压力传感器。当您选择接线盒时，您可以使用任何超过10x5x5cm（4“x2”x2“）的IP65塑料接线盒。

步骤6：UV传感器盒

UV传感器盒承载UVM-30A紫外线传感器，它也是主接线盒和雨水之间的中间点紫外线传感器盒可以是任何塑料IP65盒子，带有完全透明的盖子。

步骤7：Weathercam

天气网络摄像头（或我喜欢称之为风标）用于记录或流式传输图像从图像你可以确定光强度和云量。我去了最便宜的wifi摄像头，你可以使用你选择的任何wifi摄像头。这个便宜的相机工作得很好，但有一个问题。你需要有一台计算机不断运行流媒体软件。这对我来说不是问题，因为已经有了我是一个在网络中运行网站的服务器，因此它也可以处理流媒体。但如果您的家庭网络中没有这样的计算机，那么我建议您购买Raspberry pi和Raspberry pi相机。它更贵（25美元对70美元），但如果你想要一个网络摄像头，你真的没有其他选择。在这两种情况下，您都需要将相机放在防风雨的盒子里。您可以使用与UV传感器相同的盒子。我用普通的塑料盒和有机玻璃制作了自己的盒子，但这是不必要的。相机的电池需要不断充电。您可以通过拆下USB电缆并将+和 - 线连接到传感器的5V电源输出来实现。当您的相机防风雨时，您可以将它安装在任何有拉链的好地方。

现在让我们来看看该软件。这部分需要一些高级编码技巧。您必须在家庭网络中拥有一台24/7运行的计算机（可以是Raspberry pi）才能完成所有这些工作。因此，您需要做的第一件事就是将您的IP摄像机连接到家庭Wi-Fi网络然后您需要根据相机界面上的用户名和密码更改脚本中的用户名和密码。您还需要在脚本中更改摄像机IP地址。然后，您需要设置任务计划程序，以便每隔5分钟左右在服务器/计算机上运行包含的脚本。脚本现在应该每隔5分钟拍摄一次相机图像的屏幕截图并将其保存到预设文件夹中。该文件夹必须是公共的，因此您可以在搜索引擎上查找，例如：example.com/username/webcam.jpg。然后，Weathercloud可以从公共文件夹中获取此图像并将其放在其网页上。您可以在此处看到“直播”（每5分钟更新一次）。

第8步：热门传感器持有人

顶部传感器支架是一个钢制组件，可将顶部传感器（紫外线，降雨和风速）固定在屋顶上。您在这些图片上看到的部分仅适用于我们的建筑。您可以以任何方式安装这些传感器。这只是一个例子。我们已经在屋顶上安装了一根钢管，因此安装支架很容易。

步骤9：屏蔽兼容性问题

以太网屏蔽和protoshield之间存在简单的兼容性问题。你不能把protoshield放在以太网屏蔽的顶部，因为以太网连接器不会让你。并且您不能将以太网屏蔽放在protoshield的顶部，因为以太网屏蔽需要通过ICSP连接器直接连接到arduino，但是protshield没有。好吧，一个简单的问题，一个简单的解决方案我只是在protoshield中切出一个矩形孔，以便以太网连接器可以适应。

步骤10：降雨量测量

我订购的雨量计工作正常，但有一个大问题。它没有任何通信接口，如I2C或RX/TX。只有一个简单的开关，每次下雨超过0.28 mm/m2时，它会开启60微秒。当arduino除了测量降雨量之外没有做任何其他事情时，它可以很容易地捕捉到它。但是当它还有其他任务要做（比如测量温度并将其发送到云端）时，arduino的处理器很可能在接通雨量计时会很忙。这将导致降雨读数不准确。这就是为什么我添加了第二个arduino - 一个arduino nano。 nano的唯一任务是测量降雨量并通过I2C将其发送给主arduino。这样，降雨量读数将是完全准确的。我制作了一个PCB，它同时装有arduino nano和RTC模块，但你也可以将它焊接到protoshield上。我知道这不是最简单和最便宜的解决方案，但我喜欢它并且非常整洁有序。

步骤11：风速测量

此步骤与上一步非常相似。我制作了一块测量风速的电路板，然后通过I2C发送。只需在没有RTC的情况下重复上一步。我试图将两块板都放在一块，但它没有用完。

第12步：服务器盒

将所有电子设备隐藏在一个小巧，有组织的盒子中总是一个好主意。而这正是我对服务器盒所做的。服务器盒托管Arduino UNO，以太网屏蔽，protoshield，5V稳压器，主数据电缆终端和降雨测量板。关于Arduino的一个注意事项：该站的代码使用了大约90％的Arduino UNO内存，这可能会导致一些问题。您可能需要也可能不需要使用Arduino Mega。

步骤13：连接

只需根据所包含的原理图连接所有内容。

步骤14： CODE

这是最后一部分，我们一直在等待的部分 - 测试，如果有效的话。您需要根据家庭网络和Weathercloud帐户更改IP地址，Weathercloud ID和Weathercloud KEY。然后，您就可以将其上传到您的arduino了。您还需要将降雨板上的Arduino nano和I2C风发送器上传到风速板上的Arduino nano上。还有index.php脚本，有关详细信息，请参阅步骤7 。

步骤15：安装

让您的气象站在您的工作室工作是一回事，但让它在现实世界的恶劣条件下工作是另一回事。安装过程在很大程度上取决于您正在安装工作站的建筑物。但是如果你有太阳辐射防护罩和顶部传感器支架，它应该不那么困难。温度和湿度传感器可以放置在建筑物的任何地方，但紫外线传感器和雨量计必须位于建筑物的顶部。紫外线传感器不能处于阴影中，雨量计不能靠近墙壁，否则当强风时，雨滴不会落入仪表中，读数也会不准确。这张照片展示了如何将电台安装在典型的房屋上。在车顶安装车站时应该非常小心，你应该有一个强大的钻头，可以通过混凝土钻孔。

步骤16：完成

恭喜。如果您正确执行了所有步骤，那么您将拥有一个完全可操作的云气象站。您可以在此处查看我的电台的数据。如果你有一些问题或建议，我很乐意在下面的评论部分听到它们。