大气是一个混沌系统,影响气象变化的因素数以百计。其中,风速和风向、温度、湿度、气压,这五个变量通常被认为是最重要的气象要素。为了解大气运动的状态和变化原因,我们可以通过检测风速、风向来了解大气运动的状态,检测气压、温度、湿度来了解大气的物理状态。积累相关的数据,可以准确地预测天气,并探究其背后的成因。
云雀气象仪能够测量风速、风向、温度、湿度、气压数据,可输出标准物理量数据,用户可通过I2C/UART通信接口实时获取气象5要素,兼容Arduino、Microbit、行空板等常用的开源硬件控制器,同时,气象仪内置16M存储空间,可以将采集到的数据以CSV格式存储下来,并通过Type-C接口将数据导出进行分析。在气象仪内部,预留了两个传感器扩展接口,以接入更多传感器,气象仪整体采用模块化设计,若空间不足,用户可叠加百叶扇来增加内部空间。气象仪底部,采用了1/4英制标准的螺纹口,用户可使用我们赠送的可调节桌面三角架使用,也可根据不同的使用场景,更换不同其他三角架。气象仪机身高度16cm,直径5.5cm,整体体积接近一瓶可乐罐大小,利于携带和收纳。
写给内测用户:受样品加工工艺限制,以下是内测版气象仪存在的问题,正式版本不会存在此类问题。
气象仪的风杯、风向标、盖子等塑料件会有轻微的变形和脏污感。
塑料件加工误差较大,装配位置会有晃动现象。
风杯的最终版内部结构会优化且闭合顶部,整体外形结构不变。
气象仪底部的1/4螺母为人工压嵌完成,会有不同程度的歪斜,请大家在使用时搭配可调节三脚架调节水平度。
部分气象仪会存在三脚架拧不到底的情况,拧到有明显阻塞感后请不要继续用力拧,防止三脚架损坏。
当前风速数据为未校准数据,正式版会对每个气象仪进行出厂校准。
产品参数
- 工作电压: 3.3~5.5V DC
- 通信方式:I2C/UART
- 风速:0.5~12m/s
- 风向:八方位
- 温度:-20~60℃ ±0.2℃
- 湿度:0~99%RH ±2%RH
- 气压:300~1100hPa ±1Pa
- U盘空间:16M
- 主体尺寸:160x55mm
- 主体重量:270g
结构概览
注:风向标通过按压可快速插拔,拆卸时轻轻按压即可弹出,切勿用力拉扯
名称 | 功能 |
---|---|
指南针 | 用于风向检测时辅助校北 |
风杯 | 风速检测装置,配合内部传感器检测风速 |
百叶箱 | 使空气流通,用于温湿度和气压检测 |
风向标 | 风向检测装置,配合风向转轴和内部传感器检测风向 |
风向转轴 | 由风向标带动旋转,用于风向检测 |
Type-C接口 | 用于配置气象仪或导出存储数据 |
Gravity接口 | 用于与主控I2C/UART通信 |
可调节三脚架 | 用于固定气象仪 |
功能说明
风向测量
侧风向时,将气象仪的Type-C口对准正北方发放置,主体保持水平。
可通过盖子上的指南针辅助校北,Type-C口对准指南针N所指方向。气象仪内有小磁铁,使用指南针时需取下盖子,距气象仪20CM外使用,注意周围电脑、手机等电子设备的磁场干扰。
配置
将气象仪与电脑通过Type-C连接,此时电脑会弹出一个16M的U盘,打开U盘中的config文件
名称 | 功能 | 可选项 | 默认 |
---|---|---|---|
Communication | 设置通信方式 | I2C/UART(固定115200) | I2C |
Sample rate | 设置数据采样率,单位秒 | 1~43200(12小时) | 1秒 |
Record | 设置存储功能是否开启 | ON/OFF | OFF |
Radial | 预留功能,勿动 | ||
Delay record | 设置存储功能延时启动时间,单位秒 | 10~60 | 10秒 |
Light Switch | 设置RGB指示灯是否开启 | ON/OFF | ON |
数据存储和导出
将config文件中被配置为“Record :ON”,重启后等待“Delay record”设置的时间到达后,即开始存储数据。数据存储的间隔时间为“Sample rate”设置的时间。
RGB指示灯状态说明
红灯常亮:系统故障,原因有:config文件配置异常、内部传感器故障。U盘格式化重新上电会生成新的config文件,若格式化重新上电后仍然红灯常亮则说明内部传感器故障
绿灯常亮:当前通信方式为I2C
蓝灯常亮:当前通信方式为UART
红绿灯闪烁:启动了数据存储功能,且此时通信方式为I2C
红蓝灯闪烁:启动了数据存储功能,且此时通信方式为UART
固件更新
使用M2螺丝刀或SIM卡针等工具摁住固件升级按钮,然后通过Type-C接口与电脑相连,此时电脑会弹出一个名为“RPI-RP2”的U盘,此时即可松开固件升级按钮
将最新的“.uf2”固件文件复制到“RPI-RP2”U盘,等待“RPI-RP2”U盘自动消失后即完成更新
UNO使用教程
软硬件准备
- 硬件
- DFRuino UNO R3 x1
- Gravity I/O传感器扩展板 x1
- 云雀气象仪 x1
- 软件
- Arduino IDE 点击下载Arduino IDE
- 下载并安装云雀气象仪库。如何安装库?
接线图
代码编程
#include "DFRobot_Atmospherlum.h"
#define DEVICE_ADDR 0x42
DFRobot_Atmospherlum_I2C atm(DEVICE_ADDR,&Wire);
//DFRobot_Atmospherlum_UART atm(&Serial1);
void setup(void){
Serial.begin(115200);
//Serial1.begin(115200);
delay(1000);
while(atm.begin()!= 0){
Serial.println("init error");
delay(1000);
}
Serial.println("init success");
atm.setTime(2023,3,1,17,20,0);
}
void loop(void){
Serial.println(atm.getTimeStamp());
Serial.print(atm.getValue("speed"));
Serial.println(atm.getUnit("speed"));
Serial.println(atm.getValue("dir"));
Serial.print(atm.getValue("Temp"));
Serial.println(atm.getUnit("Temp"));
Serial.print(atm.getValue("Humi"));
Serial.println(atm.getUnit("Humi"));
Serial.print(atm.getValue("Pressure"));
Serial.println(atm.getUnit("Pressure"));
// Serial.print(atm.getValue("Lat"));
// Serial.print(atm.getValue("Lon"));
Serial.println("----------------------------");
// Serial.println(atm.getInformation(true));
delay(1000);
}
Mind+
加载Mind+用户库:https://gitee.com/liliang9693/ext-yunque
行空板教程
Mind+
- 加载Mind+用户库:https://gitee.com/liliang9693/ext-yunque
- Mind+切换为Python模式,扩展中选择“官方库-行空板”和“pinpong库-pinpong初始化”
- 若运行报错,请将pinpong库更新至0.4.9及以上版本,升级方法:行空板库安装-行空板官方文档 (unihiker.com),行空板官方文档-常见问题 (unihiker.com)
Python编程
from DFRobot_Atmospherlum import *
from pinpong.board import Board
import time
Board().begin()
yunque_i2c = DFRobot_Atmospherlum_I2C(0x42)
while (yunque_i2c.begin() != 0):
print("yunque_i2c initialize failed!!")
time.sleep(1)
print("Sensor initialize success!!")
yunque_i2c.set_local_time()
time.sleep(1)
while True:
print((yunque_i2c.get_time_stamp()))
print((str((yunque_i2c.get_value("speed"))) + str((yunque_i2c.get_unit("speed")))))
print((yunque_i2c.get_value("dir")))
print((str((yunque_i2c.get_value("Temp"))) + str((yunque_i2c.get_unit("Temp")))))
print((str((yunque_i2c.get_value("Humi"))) + str((yunque_i2c.get_unit("Humi")))))
print((str((yunque_i2c.get_value("Pressure"))) + str((yunque_i2c.get_unit("Pressure")))))
time.sleep(1)
传感器扩展
云雀气象仪内置了两个Gravity I2C扩展接口,可以连接更多的传感器来采集更加丰富的气象数据。这为用户提供了更加灵活的选项,使他们可以根据自己的需求自由选择传感器,并且轻松地将其集成到系统中。
操作方法
1.取下气象仪底部中间的两颗螺丝
2.将连接线从底端拔出,注意连接线的顶端有卡扣,直接拔无法拔出
3.取下百叶扇下方的三颗螺丝
4.将要扩展的传感器接入扩展接口
可扩展传感器清单
可扩展的传感器与Gravity: SCI采集模块中的I2C传感器相同,此处只列出跟环境相关的传感器清单,若要察看全部清单,请查看:SCI采集模块已支持产品清单
SKU | 传感器 | 物理量 | 名称标签 | 典型数据 | 设备地址 | 版本 |
---|---|---|---|---|---|---|
SEN0228 | 数字环境光传感器 | 环境光 | Light | Light: 125.47 lx | 0x10 | V1.0.0 |
SEN0322 | 氧气传感器 | 氧气浓度 | O2 | O2: 20.01 %vol | 0x72 A0A1:10 |
V1.0.0 |
SEN0321 | 臭氧传感器 | 臭氧浓度 | O3 | O3: 1544 ppb | 0x70 0x71 0x73 |
V1.0.0 |
SEN0514 | 空气质量传感器 | 空气质量 TVOC ECO2 |
AQI TVOC ECO2 |
AQI: 1 TVOC: 88 ppb ECO2: 529 ppm |
0x52 0x53 |
V1.0.0 |
SEN0529 | 三轴地磁传感器 | 方向 X轴地磁 Y轴地磁 Z轴地磁 |
Angle_N Mag_X Mag_Y Mag_Z |
Angle_N: 157.38 ° Mag_X: 20 uT Mag_Y: -48 uT Mag_Z: -14 uT |
0x13 A0A1:11 |
V1.0.0 |
SEN0364 | 可见光谱传感器 | 光谱 | 405-425nm 435-455nm ... |
405-425nm: 11 435-455nm: 61 ... |
0x39 | V1.0.0 |
SEN0460 | PM2.5空气质量传感器 | PM1.0 PM2.5 PM10 |
PM1.0 PM2.5 PM10 |
PM1.0: 43 ug/m³ PM2.5: 77 ug/m³ PM10: 93 ug/m³ |
0x19 | V1.0.0 |
SEN0206 | 红外温度传感器 | 温度 | Temp | Temp: 22.41 ℃ | 0x5A | V1.0.0 |
SEN0536 | 二氧化碳传感器 | 二氧化碳浓度 | CO2 | CO2 :401.37 ppm | 0x62 | V1.0.0 |
TEL0157 | 卫星定位 | 纬度 经度 海拔 |
Lat Lon Altitude |
Lat :dd.dddddd Lon :dd.dddddd Altitude:522.9 m |
0x20 | V1.0.0 |
数据获取
此处以获取SEN0322氧气浓度为例,只需要将getValue和getUnit函数中的参数写入物理量的名称标签即可
#include "DFRobot_Atmospherlum.h"
#define DEVICE_ADDR 0x42
DFRobot_Atmospherlum_I2C atm(DEVICE_ADDR,&Wire);
//DFRobot_Atmospherlum_UART atm(&Serial1);
void setup(void){
Serial.begin(115200);
//Serial1.begin(115200);
delay(1000);
while(atm.begin()!= 0){
Serial.println("init error");
delay(1000);
}
Serial.println("init success");
//atm.setTime(2023,3,1,17,20,0);
}
void loop(void){
Serial.println(atm.getTimeStamp());
Serial.print(atm.getValue("speed"));
Serial.println(atm.getUnit("speed"));
Serial.print(atm.getValue("O2"));
Serial.println(atm.getUnit("O2"));
Serial.println("----------------------------");
delay(1000);
}
常见问题
还没有客户对此产品有任何问题,欢迎通过QQ在线客服或者论坛联系我们!
更多问题及有趣的应用,可以 访问论坛 进行查阅或发帖。