Satellietondersteund weerstation: 5 stappen

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Laatst gewijzigd: 2024-01-30 11:14

Dit project is bedoeld voor mensen die hun eigen weergegevens willen verzamelen. Het kan windsnelheid en -richting, temperatuur en luchtvochtigheid meten. Het is ook in staat om elke 100 minuten naar weersatellieten te luisteren die om de aarde draaien. Ik zal dit project later gebruiken om mijn eigen weersvoorspellingen te maken met behulp van AI die op deze afbeeldingen is getraind.

Benodigdheden:

Materialen

• Aluminium U-profiel 15mm en 12mm, 1 meter lang
• multiplex
• Aluminium buizen 10 mm diameter, 4,5 m
• 8 messing buishouders
• 8 M2 moeren en bouten
• 2x4,5 cm houten balk, 1,2 m lang
• 2 M8 moeren en bouten
• 3m 50ohm coax
• 12x12 cm elektriciteitskast
• warmte krimpt
• soldeer
• statief met gat voor M8 bout
• wat Lego's
• 2 plastic bakjes
• hete lijm

Elektronica

• Raspberry Pi 3 of 4
• Raspberry Pi-voeding
• ethernetkabel
• usb verlengsnoer (minimaal 40 cm lang)
• Raspberry Pi-voeding
• Arduino Nano
• DHT11-sensor
• reed-schakelaar
• roterende encoder:
• zoemer
• Nooelec NESDR mini

Gereedschap

• oefening
• tafelzaag
• soldeerbout
• aansteker
• schroevendraaier set
• heet lijmpistool

Stap 1: De antenne bouwen

Het kruis

Maak 2 stukken hout van 54,2 cm lang. Boor een gat in het midden voor een M8 bout en monteer de twee stukken in een kruis. Maak vervolgens 4 stukken van 4 cm lang en zaag het ene uiteinde in een hoek van 45 graden. Schroef deze op de uiteinden van het kruis. Dit zorgt ervoor dat de uiteinden in elkaar overlopen. Boor in het midden van elk uiteinde een gat dat groot genoeg is voor uw coaxkabel. Markeer nu een hoek van 30 vanaf verticaal. Op deze hoek monteren 2 buishouders ca. 1,5 cm van het midden. Als je wilt kun je gaten in het kruis boren om het lichter te maken.

Aluminium dipolen

Snijd 8 aluminium buizen van 50 cm. 2 buizen vormen 1 dipool.

De coax doorsnijden

Knip twee stukken coax van 36 cm. Snijd nog 2 stukken, dit keer 72 cm lang. Knip nog een stuk van 60 cm af, dit wordt de hoofdlijn naar de ontvanger.

Monteer de coaxkabels met dezelfde lengte tegenover elkaar. De zijkanten met 36 cm coax zijn dipolen 1 en 2, de zijkanten met 72 cm dipolen 3 en 4.

Strip de uiteinden van de coax om te solderen. De SDR-ontvanger wordt geleverd met een eigen antenne en coax, knip de draad bij de connector door. Later solderen we dit aan onze hoofdcoax van onze eigen antenne.

Bedrading

Verbind aan de uiteinden van het kruis de kern van de coax met het bovenste deel van de dipool, de afscherming gaat naar het onderste deel. Soldeer in het midden de afscherming van dipolen 1 en 2 aan elkaar. Doe hetzelfde voor 3 en 4. Soldeer nu de kernen van dipolen 1 en 3 aan elkaar, hetzelfde voor 2 en 4. Nu heb je nog maar 2 draden.

Soldeer de aders van dipool 1 en 3 aan de afscherming van de ontvangerlijn. Soldeer kernen van dipolen 2 en 4 naar de kern van de ontvangerlijn.

Het kruis monteren

Plaats de 2 aluminium U-profielen in elkaar. Plaats aan het ene uiteinde de bout in het midden van het kruis bovenop. Boor 2 gaten door de profielen en de bout voor de M2 bouten. Doe hetzelfde met de andere M8 bout aan de andere kant van de profielen. Plaats de antenne in het statief.

Antenne klaar!

Als je wilt, kun je je antenne testen door deze tutorial op rtl-sdr.com te volgen.

Stap 2: De windsensoren maken

Snelheid

U vindt de onderdelen en instructies in de pdf-bouwgids. Het is gemaakt van eenvoudige en gewone Legoblokjes.

Als je klaar bent met het bouwen van de Lego-structuur, soldeer je twee 110 cm lange draden aan de pinnen van de reed-schakelaar. steek een van de draden door de buis aan de zijkant van de balk. Vervolgens buig je de metalen pootjes van de reed-schakelaar bovenop zodat deze stevig op de buis zit. Lijm vervolgens de magneet op de bodem van een van de schalen zodat deze de reed-schakelaar nauwelijks raakt. Wanneer de magneet zich boven de reed-schakelaar bevindt, moet het circuit worden gesloten. Test met een multimeter en monteer indien nodig. Bevestig de Lego-balk met een houtschroef aan de antenne.

Richting

De richtingsensor bestaat uit een roterende encoder met een 3D-geprinte windvaan. De uitvinder en het STL-bestand zijn hier opgenomen. Druk stevig op de schoep op de as van de encoder. Boor een gat van 7 mm in een plastic doos en monteer de encoder dacht het. De encoder wordt geleverd met een moer die bovenop de plastic doos wordt geschroefd. Gebruik twee houtschroeven om de doos op een van de balken van de antenne te monteren.

Warmte krimpt

Gebruik na montage krimpkousen om de draden netjes te bedekken. De lengte moet 86 cm zijn en de breedte moet 2,5 cm zijn.

Stap 3: Het maken van de behuizing voor de SDR

Voor deze eenvoudige behuizing moet je deze multiplex delen zagen:

• twee 9,5x1,6 cm
• twee 9,5x4,2 cm
• een 3x4,2 cm

Neem een stuk van 9,5x1,6 en boor een gat van 8 mm voor de ontvangerkabel. Dit gat moet 1,8 cm onder de bovenkant en 0,5 cm van de zijkant zijn (zie afbeelding). Lijm en spijker eerst de zijwanden (9,5x,16 cm) op het onderste gedeelte (een van de stukken van 9,5x4,2 cm). Plaats vervolgens de SDR en steek deze door het gat in de zijwand. Sluit de behuizing af met het laatste deel van 9,5x4,2 cm, de 3x4,2 cm gaat er bovenop.

Stap 4: Behuizing voor de Raspberry Pi

Stroomvoorziening

Haal de voedingsprint uit de behuizing. De condensator op de afbeelding is te groot om in de nieuwe behuizing te passen.

Desolderen en verlengstukken plaatsen (draad, oude weerstandspoten,..). Soldeer de dop op die extensies en buig hem zodat hij strak in de behuizing past. Soldeer de 5V- en GND-draden van de voedingsprint naar de pads op de PI (getoond in afbeeldingen).

De netsnoeren passen door het gat in de behuizing aan de zijkant.

LCD

Snijd een rechthoekig gat in het voordeksel. Heet lijm het lcd-scherm aan de binnenkant en zorg ervoor dat de pinnen op het lcd-scherm naar boven wijzen.

Soldeer vrouwelijke draden aan de zwarte pcb en steek ze in de Pi. Verwijder het gat linksonder en lijm de Pi-fan vast om lucht uit dat gat aan te zuigen.

DHT

Soldeer vrouwelijke jumperdraden aan de dht-sensor en steek ze in de Pi. Heet lijm de sensor net onder de ethernetpoort van de Pi, zodat de ventilator ernaast frisse lucht over de sensor blaast.

Stap 5: Software

Github

Alle software is beschikbaar op Git. Zorg ervoor dat je het kloont in de thuismap van je Pi