Offline meteorologická stanica Arduino: 18 krokov (s obrázkami)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy zmenené: 2024-01-30 11:57

Zhrnutie

Keď som si kúpil teplomer niekoľkokrát, naposledy som videl, že v hodnotách je takmer vždy rozdiel. Mojou úlohou bolo sledovať teplotu a vlhkosť v detskej izbe. Na väčšine teplomerov bol tiež problém s čítaním hodnôt z rozsahu 2 až 3 metre a potreboval som sa postaviť, aby som videl hodnotu teploty. Problém, ktorý mám s väčšinou teplomerov, bolo svetlo. Ďalším problémom bolo, že nevidím hodnotu teploty, pretože je bez podsvietenia, aby sa ušetrila energia. Nechcem šetriť energiou, na to, aby toto zariadenie fungovalo, ak sa vypne hlavné energetické vedenie, potrebujem niekoľko hodín skladovania energie.

Tak som prišiel s nápadom:

- Vytvoriť teplomer s povolením na zmenu hodnoty teploty.

- Čo môže byť s podsvietením a farbami.- Skombinujte všetky položky, ktoré majú bežné teplomery: (RTC, batéria, min. Max. T.

Začal som teda s projektom pred rokom. Dokončenie softvérovej časti mi trvalo niekoľko mesiacov. Vytvoril som niekoľko verzií softvéru a posledné 2 týždne dokončujem projekt.

Informácie o softvéri zariadenia

Kód Arduino a knižnice:

Kód sa nahrá aj v kroku Kód.

https://github.com/stlevkov/KT2_144

https://github.com/stlevkov/Arduino-Libraries

Vlastnosti zariadenia

• Boot Page - zobrazuje dátum a čas posledného nahrania firmvéru.
• Domovská stránka - zobrazuje čas, dátum, ikonu batérie, ikonu teploty, hodnotu teploty, hodnotu vlhkosti, Tmax, Tmin, ročné obdobia, sviatky, indikátor USB, keď je zapojený.
• Stránka s ponukou - s ponukami Teplota, Hodiny, Batéria, Informácie, Späť
• Stránka teploty - umožňuje kalibrovať snímač DHT
• Stránka s hodinami - umožňuje upravovať čas a dátum
• Stránka batérie - zobrazuje informácie o batérii, % v percentách, napätie mV, stav nabíjania
• O stránke - zobrazuje informácie o autorovi
• Funkcia späť na opustenie ponuky
• Priehľadné panely
• RTC dlhá životnosť
• Lítiová batéria - až ~ 9 hodín (450 mAh)
• Indikátor vybitia batérie - ikona zobrazuje červenú ~ zostáva 5 minút.
• Rôzne farby pre - nízku, strednú a vysokú teplotu
• Správy o sviatkoch a ročných obdobiach
• Programovateľná zásuvka - na zadnej strane
• Užívateľské rozhranie - pomocou rotačného kodéra

Zadná strana s doskou nebude zakrytá, pretože chcem, aby dieťa videlo a dotýkalo sa dosky, kým zariadenie nie je zapnuté. Na zadnú stranu dosky môžete vytvoriť nejaký druh krytu.

Krok 1: Načrtnite zariadenie, nakreslite počiatočný nápad

Rozhodnite, čo má mať - koľko strán, ponúk, ako zmeniť ponuky a stránky.

Ak máte ďalšie nápady, môžete to zmeniť pomocou kódu arduino.

Rozhodnite sa, akú formu chcete a čo sa dá ľahko urobiť. Najprv som si vybral 3D tlač, ale potom som sa rozhodol použiť jednoduchý materiál.

Cieľom je mať priehľadné steny na vrchu a na dne, tiež môžete vytvoriť jemnejší box.

Hlavnými časťami škatule sú teda:

1. Predná strana - s displejom a otočným kodérom
2. Vpravo - s modulom RTC
3. Vľavo - s modulom DHT
4. Chrbát - s opačnou stranou dosky
5. Horná časť - priehľadná s batériou 3,7 V a posuvným vypínačom ON/OFF
6. Spodok - priehľadný

Krok 2: Vyberte správne komponenty

1. Micro USB nabíjačka TP4056 5V 1A 18650 nabíjacia lítiová batéria - Ebay
2. 1,44 "128x128 SPI plnofarebný 65K TFT LCD displejový modul ST7735 - Ebay
3. Rotačný kodovací modul KY -040 pre Arduino - Ebay
4. Digitálny snímač teploty a vlhkosti DHT22 AM2302 - Ebay
5. Malé moduly RTC I2C, doska 24C32 s pamäťou DS1307, modul reálneho času s hodinami RTC - Ebay
6. Mini radič Pro Micro ATmega328P 16MHz Arduino Pro Mini Module - Ebay
7. Dobíjacia batéria Lipo 3,7 V 450 mAh - Ebay

8. 6 pinov 2 polohy DPDT zapnutý/zapnutý mini posuvný spínač - Ebay

9. Gombíková batéria CR2032 CR 2032 3V - Ebay
10. 10x22cm spájkovacia prototypová medená doska plošných spojov jednostranná univerzálna - Ebay
11. Samec a samica 40pinová 2,54 mm zásuvka s jedným radom - Ebay

Krok 3: Pripravte si schému zapojenia

Diagram ukazuje konektivitu podobných senzorov, pričom displej je takmer rovnaký.

Správne využitie pinov nájdete v kóde Arduino v kroku Kód.

Ak chcete získať podrobnejšie informácie o vývodoch, stiahnite si dráždivý súbor. Presunutím bodov z diagramu zobrazíte presné kolíky modulov.

Krok 4: Ďalšie informácie pred štartom - spotreba energie

Projekt používa batériu 450 mAh, ale môžete použiť aj väčšiu. Stačí sa pozrieť na spotrebu energie, aby ste si vybrali a vypočítali správnu batériu pre konkrétne hodiny používania. Pri použití 450 mAh môže zariadenie bežať približne. 9 hodín.

V nečinnosti zariadenie beží s približne 0,102 A - tu sa nevykonáva žiadna optimalizácia úspory energie

Po stlačení tlačidla sa aplikuje vysoký prúd a pohybuje sa okolo 0,177A.

Krok 5: Pripojte displej

Displej na pripojenie používa SPI.

Pre tento ovládač ST7735 existuje knižnica adafruit.

Krok 6: Pripojte modul RTC

Vytvorte úpravu PCB, aby ste mohli používať batériu CR2032.

• Odstráňte D1
• Odstráňte R4
• Odstráňte R5
• Odstráňte R6
• Krátka R6

Viac informácií o tejto úprave nájdete tu.

Krok 7: Pripojte prednú stenu k displeju, RTC, batérii a rotačnému kodéru

Ak chcete zaviesť zariadenie, stačí nahrať kód z kroku Kód a pri zmene a pripájaní nových častí postupujte podľa ďalších krokov.

Krok 8: Pripravte si priehľadné steny

Používam 3 mm plexi. Môžete použiť podobný priehľadný materiál. Na spodnú stranu používam iba jeden.

Krok 9: Vytvorte pravú stenu

Vytvorte pravú bočnú stenu. Na otvor použite veľkosť CR2032.

Krok 10: Vytvorte ľavú bočnú stenu

Vytvorte ľavú bočnú stenu. Na otvor použite veľkosť modulu DHT.

Krok 11: Vytvorte zásuvku pomocou univerzálnej dosky a koľajničiek, pripojte RTC, kodér, displej a displej

Pripojte a spájkujte všetky kolíky podľa schémy zapojenia. Na programovanie Arduino Mini môžete použiť Arduino UNO s nainštalovanou prázdnou skicou. Potrebné kolíky:

• VCC 5V
• GND
• RX
• TX
• RESET

Nezabudnite v týchto krokoch odpojiť batériu 3,7 V, ak pred dokončením dielov odovzdáte náčrt.

Krok 12: Pred pokračovaním ho zapnite

V tomto okamihu budete môcť zariadenie zapnúť a používať všetky funkcie.

Pomocou ukážky videa zistíte, aký softvér bol vo verzii 1.1. V súhrnnom kroku je aj odkaz na github, kde nájdete najnovšiu aktualizáciu.

Pred pokračovaním ďalšími krokmi pred zatvorením horného krytu zapnite zariadenie a uistite sa, že funguje normálne.

Krok 13: Pridajte TP4056 a batériu, spájkujte posuvný prepínač, pridajte nabíjací vodič na kolík 5, spájkovajte zadnú programovateľnú zásuvku

Po každom spájkovaní otestujte systém a pred pokračovaním sa uistite, že diely správne fungujú.

Krok 14: Vytvorte horný kryt

Používam 0,5 mm plexi list z powerbanky.

Krok 15: Kód

Na definovanie svojich preferencií použite parametre v sekcii init.

Na prázdniny používam bulharčinu. Pole môžete upravovať pomocou sviatkov vo vašej krajine.

Zariadenie zobrazuje 4 ročné obdobia, upravte ich v kóde, ktorý uprednostňujete pre svoju polohu.

Ak sú vaše senzory odlišné, postupujte podľa definícií pinov a upravte ich v kóde. Nechal som takmer všetky komentáre k riadkom kvôli lepšiemu porozumeniu kódu.

Testované platformy:

• Arduino UNO
• Arduino Pro Mini

Vezmite potrebné knižnice z úložiska, použite tie, ktoré sú definované v náčrte.

Krok 16: Otestujte zariadenie pred konečnými dotykmi

Zariadenie je perfektné, moje je kalibrované na -4*C, použil som na jeho kalibráciu klimatizáciu Toshiba, 2 jednoduché stenové teplomery a dva digitálne teplomery. Ak váš senzor meria rôzne hodnoty, môžete ho teraz upraviť.

Krok 17: Ukážka rozhrania

Nezabudnite upraviť informácie o firmvéri v sekcii init kódu, aby sa zobrazili vaše poverenia, alebo ho nechajte tak, ako je.