Satellitengestützte Wetterstation - Gunook

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2024-01-30 07:15

Dieses Projekt ist für Leute gedacht, die ihre eigenen Wetterdaten sammeln möchten. Es kann Windgeschwindigkeit und -richtung, Temperatur und Luftfeuchtigkeit messen. Es ist auch in der Lage, alle 100 Minuten Wettersatelliten zu hören, die die Erde umkreisen. Ich werde dieses Projekt später verwenden, um meine eigene Wettervorhersage mit KI zu erstellen, die auf diesen Bildern trainiert wurde.

Lieferungen:

Materialien

• Aluminium U-Profil 15mm und 12mm, 1 Meter lang
• Sperrholz
• Aluminiumrohre 10mm Durchmesser, 4,5m
• 8 Messingrohrhalter
• 8 M2 Muttern und Schrauben
• 2x4,5 cm Holzbalken, 1,2 m lang
• 2 M8 Muttern und Schrauben
• 3m 50 Ohm Koax
• 12x12 cm Elektrokasten
• Wärme schrumpft
• Lot
• Stativ mit Loch für M8-Schraube
• einige Legos
• 2 Plastikbehälter
• Heißkleber

Elektronik

• Raspberry Pi 3 oder 4
• Raspberry Pi Netzteil
• Ethernet Kabel
• USB-Verlängerungskabel (mindestens 40 cm lang)
• Raspberry Pi Netzteil
• Arduino Nano
• DHT11-Sensor
• Reed-Schalter
• Drehcodierer
• Summer
• Nooelec NESDR mini

Werkzeuge

• Bohren
• Tischsäge
• Lötkolben
• Feuerzeug
• Schraubenzieher set
• Heißklebepistole

Schritt 1: Aufbau der Antenne

Das Kreuz

Machen Sie 2 54,2 cm lange Holzstücke. Bohren Sie in der Mitte ein Loch für eine M8-Schraube und montieren Sie die beiden Teile in einem Kreuz. Machen Sie dann 4 Stücke von 4 cm Länge und sägen Sie ein Ende im 45-Grad-Winkel. Schrauben Sie diese auf die Enden des Kreuzes. Dadurch werden die Enden bündig miteinander. Bohren Sie in der Mitte jedes Endes ein Loch, das groß genug für Ihr Koaxialkabel ist. Markieren Sie nun einen Winkel von 30 von der Vertikalen. An dieser Winkelhalterung 2 Rohrhalter ca. 1,5cm von der Mitte entfernt. Wenn Sie möchten, können Sie Löcher in das Kreuz bohren, um es leichter zu machen.

Aluminiumdipole

Schneiden Sie 8 50-cm-Aluminiumrohre zu. 2 Röhren bilden 1 Dipol.

Schneiden des Koax

Schneiden Sie zwei 36 cm lange Koaxstücke ab. Schneiden Sie 2 weitere Stücke ab, die diesmal 72 cm lang sind. Schneiden Sie ein weiteres 60 cm langes Stück ab, dies ist die Hauptleitung zum Empfänger.

Montieren Sie die Koaxialkabel mit gleicher Länge gegenüberliegend. Die Seiten mit 36 cm Koax sind Dipol 1 und 2, die Seiten mit 72 cm Dipol 3 und 4.

Die Enden des Koaxialkabels zum Löten abisolieren. Der SDR-Empfänger wird mit eigener Antenne und Koax geliefert, schneiden Sie das Kabel an seinem Anschluss ab. Später löten wir diese an unsere Hauptkoax-Form unserer eigenen Antenne an.

Verdrahtung

Verbinden Sie an den Enden des Kreuzes den Kern des Koaxialkabels mit dem oberen Teil des Dipols, die Abschirmung geht zum unteren Teil. In der Mitte die Abschirmung der Dipole 1 und 2 zusammenlöten. Machen Sie dasselbe für 3 und 4. Löten Sie nun die Adern von Dipol 1 und 3 zusammen, dasselbe für 2 und 4. Jetzt bleiben nur noch 2 Drähte übrig.

Löten Sie die Adern von Dipol 1 und 3 auf die Abschirmung der Empfängerleitung. Lötkerne von Dipol 2 und 4 an den Kern der Empfängerleitung anlöten.

Montage des Kreuzes

Legen Sie die 2 Aluminium U-Profile ineinander. An einem Ende den Bolzen in der Mitte des Kreuzes oben platzieren. Bohren Sie 2 Löcher durch die Profile und die Schraube, um die M2-Schrauben zu passen. Machen Sie dasselbe mit der anderen M8-Schraube auf der anderen Seite der Profile. Setzen Sie die Antenne in das Stativ ein.

Antenne fertig!

Wenn Sie möchten, können Sie Ihre Antenne testen, indem Sie diesem Tutorial auf rtl-sdr.com folgen.

Schritt 2: Herstellung der Windsensoren

Geschwindigkeit

Die Teile und Anleitungen finden Sie in der pdf-Bauanleitung. Es besteht aus einfachen und gewöhnlichen Legosteinen.

Wenn Sie mit dem Bau der Lego-Struktur fertig sind, löten Sie zwei 110 cm lange Drähte an die Stifte des Reedschalters. Führen Sie einen der Drähte durch das Rohr an der Seite des Balkens. Dann biegen Sie die Metallbeine des Reedschalters oben, damit er sicher auf dem Rohr sitzt. Kleben Sie dann den Magneten so auf den Boden eines der Schalen, dass er den Reedschalter kaum berührt. Immer wenn sich der Magnet über dem Reedschalter befindet, sollte der Stromkreis geschlossen werden. Mit einem Multimeter testen und bei Bedarf nachrüsten. Befestigen Sie den Lego-Träger mit einer Holzschraube an der Antenne.

Richtung

Der Richtungssensor besteht aus einem Drehgeber mit einer 3D-gedruckten Windfahne. Der Erfinder und die STL-Datei sind hier enthalten. Drücken Sie den Flügel fest auf die Achse des Drehgebers. Bohren Sie ein 7 mm Loch in eine Plastikbox und montieren Sie den Drehgeber nachdenklich. Der Encoder wird mit einer Mutter geliefert, die auf die Kunststoffbox geschraubt wird. Verwenden Sie zwei Holzschrauben, um die Box an einem der Balken der Antenne zu befestigen.

Wärme schrumpft

Verwenden Sie nach der Montage Schrumpfschläuche, um die Drähte sauber zu bedecken. Die Länge muss 86 cm betragen und die Breite muss 2,5 cm betragen.

Schritt 3: Herstellen des Gehäuses für den SDR

Für dieses einfache Gehäuse müssen Sie diese Sperrholzteile sägen:

• zwei 9,5x1,6 cm
• zwei 9,5x4,2 cm
• ein 3x4,2 cm

Nehmen Sie ein 9,5x1,6 Stück und bohren Sie ein 8mm Loch für das Empfängerkabel. Dieses Loch sollte 1,8 cm unter der Oberseite und 0,5 cm von der Seite entfernt sein (siehe Bild). Kleben und nageln Sie zuerst die Seitenwände (9,5x,16 cm) auf das Unterteil (eines der 9,5x4,2 cm Stücke). Setzen Sie dann den SDR ein und stecken Sie ihn durch das Loch in der Seitenwand. Schließen Sie das Gehäuse mit dem letzten 9,5x4,2 cm großen Teil, das 3x4,2 cm kommt nach oben.

Schritt 4: Gehäuse für den Raspberry Pi

Energieversorgung

Nehmen Sie die Netzteilplatine aus dem Gehäuse. Der im Bild gezeigte Kondensator ist zu groß, um in das neue Gehäuse zu passen.

Entlöten Sie es und platzieren Sie Verlängerungen (Draht, alte Widerstandsbeine,..). Löten Sie die Kappe an diese Verlängerungen und biegen Sie sie so, dass sie fest im Gehäuse sitzt. Löten Sie die 5V- und GND-Drähte von der Leistungsplatine an die Pads auf dem PI (in Bildern gezeigt).

Das Netzkabel passt durch das Loch im Gehäuse an der Seite.

LCD

Schneiden Sie ein rechteckiges Loch in die Frontklappe. Kleben Sie das LCD auf die Innenseite und stellen Sie sicher, dass die Stifte auf dem LCD nach oben zeigen.

Löten Sie weibliche Drähte an die schwarze Platine und stecken Sie sie in den Pi. Entfernen Sie das Loch auf der unteren linken Seite und kleben Sie den Pi-Lüfter, um Luft aus diesem Loch anzusaugen.

DHT

Löten Sie die weiblichen Überbrückungsdrähte an den dht-Sensor und stecken Sie sie in den Pi. Heißkleben Sie den Sensor direkt unter dem Ethernet-Port des Pi, so dass der Lüfter daneben frische Luft über den Sensor bläst.

Schritt 5: Software

Github

Die gesamte Software ist auf Git verfügbar. Stellen Sie sicher, dass Sie es im Home-Ordner Ihres Pi klonen