如何自制气象站

第1步：收集材料

Arduino Uno

Protoboard

9V电池

Adafruit风速计风速传感器

防水外壳

Adafruit BMP280气压和高度传感器

Adafruit DHT22温湿度传感器

Adafruit组装数据记录屏蔽

热胶

此步骤非常重要只需确保您的Arduino正常工作，并可以从您的计算机进行编程。我们最终还将所有组件焊接到一个原型板上，但也可以使用面包板将传感器连接到Arduino。我们的protoboard使我们所有的连接永久化，使组件更容易容纳，而不必担心将它们推到一边。

第2步：添加数据记录器

这一步很容易。完成此步骤所需要做的就是将数据记录器固定到位。它适合Arduino Uno。

使数据记录器实际记录数据需要一些编码。记录器将数据记录到适合屏蔽的SD卡中，可以将其移除并插入计算机。有用的代码的一个特征是使用时间戳。时钟记录除了秒，分钟和小时之外的日，月和年（只要它连接到电池）。我们必须在开始时在代码中设置该时间，但只要电路板上的电池连接，数据记录器就会保留时间。这意味着不重置时钟！

步骤3：设置温度和湿度传感器

将传感器上的第一个引脚（红色）连接到Arduino上的5V引脚

将第二个引脚（蓝色）连接到Arduino上的数字引脚（我们将其放入引脚6）

将第四个引脚（绿色）连接到Arduino的接地

我们使用的Adafruit传感器只需要Arduino上的一个数字引脚来收集数据。该传感器是电容式湿度传感器。这意味着它用两个金属电极测量相对湿度，两个金属电极之间用多孔介电材料隔开。当水进入孔隙时，电容会发生变化。传感器的温度传感部分是一个简单的电阻：电阻随温度的变化而变化（称为热敏电阻）。尽管变化是非线性的，但它可以转换为由我们的数据记录器屏蔽记录的温度读数。

步骤4：设置压力和高度传感器

Vin引脚（红色）获取连接到Arduino上的5V引脚

第二个引脚未连接任何东西

GND引脚（黑色）连接到Arduino上的接地

SCK引脚（黄色）连接到Arduino上的SCL引脚

第五个引脚未连接

SDI引脚（蓝色）连接到Arduino的SDA引脚

第七个引脚未连接且图中未显示

Vin引脚调节传感器本身的电压并从5V输入下降到3V。 SCK引脚或SPI时钟引脚是传感器的输入引脚。 SDI引脚是引脚中的串行数据，将Arduino中的信息传送到传感器。在Arduino和面包板设置图中，图示的压力和高度传感器不是我们使用的确切模型。没有一个引脚，但它的接线方式与实际传感器的接线方式完全相同。引脚连接的方式反映了传感器上的引脚，并应为传感器的设置提供足够的模型。

步骤5：设置风速计

风速计的红色电源线需要连接到Arduino上的Vin引脚

黑色接地线应连接到Arduino上的接地

蓝线（在我们的电路中）连接到A2引脚

需要考虑的一件重要事情是风速计需要7-24V的电量才能运行。 Arduino上的5V引脚不会削减它。因此，必须将9V电池插入Arduino。它直接连接到Vin引脚，允许风速计从更大的电源吸取。风速计通过产生电流来测量风速。旋转越快，风速计源的能量越多，电流越大。 Arduino能够将接收到的电信号转换为风速。我们编码的程序也进行必要的转换，以将风速提高到每小时英里数。

步骤6：检查电路并运行一些测试

上图是我们完成的电路图。温度传感器是电路板中间的白色四针传感器。压力传感器由右侧的红色传感器表示。虽然它与我们精确使用的传感器不匹配，但如果您从左到右对齐，则引脚/连接将匹配（我们使用的传感器上的引脚比图中的多一个引脚）。风速计的导线与我们在图中指定的颜色相匹配。此外，我们将9V电池添加到Arduino图左下角的黑色电池端口。

要测试气象站，尝试呼吸温度和湿度传感器，旋转风速计，并在高层建筑/山顶的顶部和底部获取数据，以查看温度传感器，风速计和压力/高度传感器正在收集数据。尝试取出SD卡并插入设备，以确保正确记录测量结果。希望一切顺利进行。如果没有，请仔细检查所有连接。作为备份计划，请尝试检查代码并查看是否有任何错误。

第7步：安置所有组件

现在是时候让它看起来像真正的气象站。我们使用户外产品防水盒来容纳我们的电路和大部分组件。我们的盒子侧面有一个孔，带有穿透器和橡胶垫圈。这使我们能够通过在穿透器中钻出的孔并用环氧树脂密封，将温度传感器和风速计的电线放在盒子外面。为了解决将压力传感器安装在箱体内部的问题，我们在箱子的最底部钻了小孔，并在底部的每个角落放置一个立管，使其保持在地面以上。

为了防止将风速计和温度传感器连接到主电路板的电线，我们使用热缩带密封任何连接。我们将温度传感器放在盒子下方并将其连接（我们只是不希望有色塑料捕获热量并给我们错误的温度读数）。

这不是唯一的住房选择，但它肯定会让一个有趣的项目完成工作。

步骤8：享受您的个人小气象站！

现在是有趣的部分！带上你的气象站，把它放在窗外，或做任何你喜欢的事情。