Estación meteorológica asistida por satélite: 5 pasos

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificación: 2024-01-30 08:39

Este proyecto está destinado a personas que desean recopilar sus propios datos meteorológicos. Puede medir la velocidad y dirección del viento, la temperatura y la humedad del aire. También es capaz de escuchar los satélites meteorológicos que orbitan la Tierra una vez cada 100 minutos. Usaré este proyecto más adelante para crear mi propio pronóstico del tiempo usando IA entrenada en estas imágenes.

Suministros:

Materiales

• Perfil en U de aluminio de 15 mm y 12 mm, 1 metro de largo
• madera contrachapada
• Tubos de aluminio de 10 mm de diámetro, 4,5 m
• 8 soportes para tubos de latón
• 8 tornillos y tuercas M2
• Viga de madera de 2x4,5 cm, 1,2 m de largo
• 2 tuercas y tornillos M8
• Cable coaxial de 3 m 50 ohmios
• Caja eléctrica 12x12 cm
• encoge el calor
• soldar
• trípode con agujero para encajar perno M8
• algunos legos
• 2 recipientes de plástico
• pegamento caliente

Electrónica

• Raspberry Pi 3 o 4
• Fuente de alimentación Raspberry Pi
• Cable de ethernet
• cable de extensión usb (al menos 40 cm de largo)
• fuente de alimentación raspberry pi
• Arduino Nano
• Sensor DHT11
• interruptor de láminas
• codificador rotatorio
• zumbador
• Nooelec NESDR mini

Instrumentos

• taladro
• Sierra de mesa
• soldador
• encendedor
• juego de destornilladores
• pistola de silicona

Paso 1: construcción de la antena

La Cruz

Haga 2 piezas de madera de 54,2 cm de largo. Taladre un agujero en el medio para un perno M8 y monte las dos piezas en una cruz. Luego haga 4 piezas de 4 cm de largo y corte un extremo en un ángulo de 45 grados. Coloca estos en la parte superior de los extremos de la cruz. Esto hará que los extremos se alineen entre sí. En el centro de cada extremo, taladre un agujero lo suficientemente grande para su cable coaxial. Ahora marque un ángulo de 30 desde la vertical. En este ángulo monte 2 soportes de tubo aprox. 1,5 cm del centro. Si quieres puedes perforar agujeros en la cruz para hacerla más ligera.

Dipolos de Aluminio

Cortar 8 tubos de aluminio de 50 cm. 2 tubos forman 1 dipolo.

Cortando el coaxial

Corta dos piezas de cable coaxial de 36 cm. Corta 2 piezas más, esta vez de 72 cm de largo. Corta una pieza más de 60 cm, esta será la línea principal hacia el receptor.

Monte los cables coaxiales con la misma longitud uno frente al otro. Los lados con cable coaxial de 36 cm son dipolos 1 y 2, los lados con dipolos de 72 cm 3 y 4.

Pele los extremos del cable coaxial para soldar. El receptor SDR viene con su propia antena y cable coaxial, corte el cable en su conector. Más tarde soldamos esto a nuestro coaxial principal desde nuestra propia antena.

Alambrado

En los extremos de la cruz, conecte el núcleo del cable coaxial a la parte superior del dipolo, el blindaje pasa a la parte inferior. En el centro, suelde el blindaje de los dipolos 1 y 2 juntos. Haz lo mismo para 3 y 4. Ahora suelda los núcleos de los dipolos 1 y 3 juntos, lo mismo para 2 y 4. Ahora te quedan solo 2 cables.

Suelde los núcleos del dipolo 1 y 3 al blindaje de la línea del receptor. Suelde los núcleos de los dipolos 2 y 4 al núcleo de la línea del receptor.

Montando la cruz

Coloque los 2 perfiles en U de aluminio entre sí. En un extremo, coloque el perno en el centro de la cruz en la parte superior. Taladre 2 agujeros a través de los perfiles y el perno para encajar los pernos M2. Haga lo mismo con el otro perno M8 en el otro lado de los perfiles. Coloque la antena en el trípode.

¡Antena terminada!

Si lo desea, puede probar su antena siguiendo este tutorial en rtl-sdr.com.

Paso 2: hacer los sensores de viento

Velocidad

Puede encontrar las piezas y las instrucciones en la guía de construcción en pdf. Está hecho de ladrillos Lego simples y comunes.

Una vez que haya terminado de construir la estructura de Lego, suelde dos cables de 110 cm de largo a las clavijas del interruptor de lengüeta. Pase uno de los cables a través del tubo en el lado de la viga. Luego, dobla las patas de metal del interruptor de lengüeta en la parte superior para que se asiente de forma segura en la parte superior del tubo. Luego pegue el imán en la parte inferior de uno de los platos de modo que apenas toque el interruptor de lengüeta. Siempre que el imán esté por encima del interruptor de lengüeta, el circuito debe estar cerrado. Pruebe con un multímetro y vuelva a montar si es necesario. Fije la viga Lego con un tornillo de madera a la antena.

Dirección

El sensor de dirección consta de un codificador rotatorio con una veleta impresa en 3D. El inventor y el archivo STL se incluyen aquí. Presione firmemente la paleta en el eje del codificador rotatorio. Taladre un agujero de 7 mm en una caja de plástico y monte el codificador rotatorio pensado. El codificador viene con una tuerca que se atornilla en la parte superior de la caja de plástico. Utilice dos tornillos para madera para montar la caja en uno de los haces de la antena.

Encoge el calor

Una vez montado, use termocontraíbles para cubrir cuidadosamente los cables. La longitud debe ser de 86 cm y la anchura de 2,5 cm.

Paso 3: hacer el gabinete para el SDR

Para este simple recinto, necesitará cortar estas piezas de madera contrachapada:

• dos 9.5x1.6 cm
• dos 9.5x4.2 cm
• uno de 3x4,2 cm

Tome una pieza de 9.5x1.6 y taladre un orificio de 8 mm para el cable del receptor. Este orificio debe estar 1,8 cm por debajo de la parte superior y 0,5 cm del lateral (ver imagen). Primero pega y clava las paredes laterales (9,5x16 cm) a la parte inferior (una de las piezas de 9,5x4,2 cm). Luego inserte el SDR y conéctelo a través del orificio en la pared lateral. Cerrar el cerramiento con la última pieza de 9,5x4,2 cm, la de 3x4,2 cm va hacia arriba.

Paso 4: Caja para Raspberry Pi

Fuente de alimentación

Saque la placa de circuito impreso de la fuente de alimentación de su carcasa. El condensador que se muestra en la imagen es demasiado grande para caber en la nueva carcasa.

Desoldarlo y colocar extensiones (cable, patas de resistencias antiguas,..). Suelde la tapa a esas extensiones y dóblela para que encaje firmemente en el estuche. Suelde los cables de 5V y GND de la placa de alimentación eléctrica a las almohadillas del PI (que se muestran en las imágenes).

Los cables de alimentación encajan a través del orificio lateral de la carcasa.

LCD

Corta un agujero rectangular en la tapa frontal. Pega con pegamento caliente la pantalla lcd en el interior asegurándote de que las clavijas de la pantalla miren hacia arriba.

Suelde los cables hembra al PCB negro y conéctelos al Pi. Retire el orificio en la parte inferior izquierda y pegue el ventilador Pi para aspirar el aire de ese orificio.

DHT

Suelde los cables de puente hembra al sensor dht y conéctelos al Pi. Pegue con pegamento caliente el sensor justo debajo del puerto ethernet de la Pi para que el ventilador al lado sople aire fresco sobre el sensor.

Paso 5: software

Github

Todo el software está disponible en Git. Asegúrese de clonarlo en la carpeta de inicio de su Pi