Meteostanica s mikrokontrolérom Atmega328P-PU: 5 krokov

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy zmenené: 2024-01-30 11:56

Nedávno som absolvoval bezplatný online kurz s edx (založený na Harvardskej univerzite a na MIT v roku 2012, edX je online destinácia pre vzdelávanie a poskytovateľ MOOC, ktorá ponúka študentom všade vysokokvalitné kurzy od najlepších svetových univerzít a inštitúcií) s názvom: Meteorológia na dvore: Veda o počasí a bola veľmi poučná a odporúčam ju všetkým ľuďom, ktorí sa zaujímajú o amatérsku meteorológiu. V prvej alebo druhej prednáške profesor John Edward Huth- inštruktor- odporučil kúpiť meteorologickú stanicu, ktorá by mohla merať nadmorská výška zemepisnej polohy a barometrický tlak vzduchu, považoval som namiesto nákupu barometra alebo meteorologickej stanice za najlepší nápad vytvoriť taký, ktorý má najlacnejšie komponenty, ktoré sú k dispozícii okolo mňa a v mojom nevyžiadanej schránke, hľadal som na webe a našiel som niekoľko projektov, niektoré na stránke s pokynmi, mojim problémom bolo použitie nahého mikrokontroléra, nie Arduino alebo Raspberry pi, ktoré boli a sú drahšie, cena AtmegaP-PU, Arduino Uno a Reaspberry Pi zero- najlacnejšie Pi sú: 4 doláre, 12 dolárov a 21 dolárov, takže AtmegaP-PU je najlacnejší. Senzory, ktoré som použil v tomto projekte, sú DHT22 (snímač digitálneho merania teploty a vlhkosti), čo je takmer 8 dolárov - to je presnejšie ako snímač DHT11, tiež som použil teplotný barometrický tlak BMP180, snímač výškového modulu, ktorý stojí 6 dolárov a použil som zelené podsvietenie modulu LCD displeja Nokia 5110 s adaptérom plošných spojov pre Arduino, čo je len 5 dolárov, takže s rozpočtom 23 dolárov a niektorými vodičmi a inými časťami z nevyžiadanej pošty som mohol vytvoriť túto fantastickú meteorologickú stanicu, ktorá V nasledujúcich odsekoch vám to vysvetlím.

Krok 1: KROK 1: SCHÉMA NÁVRHU A OBVODU

Pretože mojím cieľom bolo meranie teploty a relatívnej vlhkosti a barometrického tlaku a nadmorskej výšky, musím teda použiť snímače DHT22 a BMP180, na meranie teploty a relatívnej vlhkosti používam DHT22 a na barometrický tlak a nadmorskú výšku BMP180. BMP180 mohol merať aj teplotu, ale teplota nameraná pomocou DHT22 je presnejšia ako snímač BMP180. a Nokia 5110 na zobrazenie nameraných hodnôt a ako som vysvetlil v úvode, Atmega328P-PU ako mikrokontrolér, na nasledujúcom obrázku môžete vidieť návrh systému a schému zapojenia.

Krok 2: KROK 2: Potrebné nástroje

Potrebné nástroje sú uvedené na vyššie uvedených obrázkoch a sú nasledujúce:

1- Mechanické nástroje:

1-1- ručná píla

1-2- malá vŕtačka

1-3- fréza

1-4-drôtový odizolovač

Skrutkovač 1-5

1-6-spájkovačka

2-Elektronické nástroje:

2-1-multimeter

Napájanie 2-2, pozrite si môj návod na výrobu malého:

2-3-chlebová doska

2-4-Arduino Uno

Krok 3: Krok 3: Potrebné súčasti a materiál

1-Mechanický materiál:

1-1-obal v tomto projekte Použil som vyššie uvedený prípad, ktorý som vyrobil pre svoje predchádzajúce projekty (pozrite si:

2-Elektronické komponenty:

2-1-ATMEGA328P-PU:

2-2- Grafický LCD displej 84x48-Nokia 5110:

Kondenzátory 2-3- 16 MHz Crystal + 20pF:

2-4- Senzor barometrického tlaku, teploty a nadmorskej výšky BMP180:

2-5- Digitálny snímač teploty a vlhkosti DHT22/AM2302:

2-6- Prepojovací drôt:

2-7- Nabíjateľná 9-voltová batéria:

Lineárny regulátor 2-8-LM317 s premenlivým výstupným napätím:

Krok 4: Krok 4: Programovanie ATMEGA328P-PU

Najprv by mal byť napísaný náčrt Arduina, použil som ich na rôznych stránkach a upravil som ich vo svojom projekte, takže si ho môžete stiahnuť, ak by ste ho chceli použiť, pre relevantné knižnice môžete použiť príslušné stránky, najmä github.com, niektoré adresy knižníc sú nasledujúce:

Nokia 5110:

BMP180:

Za druhé, vyššie uvedený program by mal byť nahraný do ATMEGA328P-PU, ak je tento mikrokontrolér zakúpený pomocou bootloadera, nie je potrebné doň nahrávať program bootloadera, ale ak mikrokontrolér ATMEGAP-PU nie je načítaný bootloaderom, mali by sme urobte to včas, existuje veľa návodov na použitie pre takýto postup, môžete tiež použiť webovú stránku Arduino: https://www.arduino.cc/en/Tutorial/ArduinoToBreadb… a pokyny ako: https:// www.instructables.com/id/burning-atmega328…

Po tretie, po dokončení nahrávania bootloadera do ATMEGA328P-PU by ste mali začať nahrávať hlavný náčrt do mikrokontroléra, metóda je napísaná na webe Arduino, ako je uvedené vyššie, mali by ste použiť kryštál 16 MHz, ako je znázornené na obrázku. stránky, môj obvod je zobrazený vyššie.

Krok 5: Krok 5: Vytvorenie projektu

Na to, aby ste urobili projekt, musíte otestovať obvod na doske, a preto použite dosku a prepojovacie vodiče, ako je znázornené na obrázku, a otestujte projekt, aby ste videli displej, ak na NOKIA 5110 vidíte, čo chcete merať Potom je správny čas vykonať zvyšok postupu pri vytváraní meteorologickej stanice. Ak nie, musíte zistiť problém, ktorý je softvér alebo hardvér, zvyčajne je to kvôli zlému alebo nesprávnemu pripojeniu prepojovacích káblov., postupujte podľa schémy zapojenia čo najbližšie.

Ďalším krokom je vytvorenie projektu, takže na vytvorenie trvalého pripojenia pre mikrokontrolér musíte použiť zásuvku IC a spájkovať ho s malým kúskom perf. doska a dva kusy konektora samice, ako je znázornené na vyššie uvedených fotografiách, kvôli mnohým kolíkom zásuviek IC, ktoré sú 28, a koncovkám konektorov, ktoré sú 14+14, takže musíte spájkovať 56 spájok a mali by ste otestovať všetky tieto spájky body za správnu konektivitu a za nepripojiteľnosť susedných bodov, skôr ako sa uistíte o správnom fungovaní tohto kusu, nepúšťajte sa do jeho použitia na vloženie mikrokontroléra. ak všetko pôjde dobre, teraz by ste mali pokračovať v zapájaní ďalších častí.

Ďalšou dôležitou vecou, ktorú je potrebné vziať do úvahy, je skutočnosť, že komponenty potrebujú na prevádzku 5 V, ale zadné svetlo displeja NOKIA 5110 potrebuje 3,3 V, ak na zadné svetlo použijete 5 V, môže to mať zlý vplyv na životnosť displeja, Použil som teda dva lineárne regulátory LM317 s premenlivým výstupným napätím a jeden som upravil na výstup 5V a druhý na výstup 3,3 V, v skutočnosti som si sám vyrobil ten s výstupom 5V a kúpil som si ďalší s výstupom 3,3V. Teraz je čas na pripevnenie komponentov k puzdru, môžete vidieť fotografie, snímač DHT22 by mal byť upevnený tak, aby jeho vstupná plocha bola mimo puzdra, aby snímala teplotu a relatívnu vlhkosť, ale barometrický tlak BMP180, Snímač teploty a nadmorskej výšky môže byť vo vnútri krytu, ale na kryte by malo byť vyvŕtané dostatočné množstvo otvorov, aby sa dostal do kontaktu s vonkajším vzduchom, ako vidíte na fotografiách vyššie. Ďalším dôležitým bodom je poskytnutie malého výkonu. dosku, ktorú ste mohli vidieť na fotografiách, a vytvorte dva rady zásuvkových kolíkov, jednu pre uzemnenie alebo záporné spojenia a jednu pre kladné 5V výstupy.

Teraz je čas na zapojenie komponentov a zostáv, zapojte všetky vodiče podľa schémy zapojenia a uistite sa, že nič nie je vynechané, inak bude problém s konečným výsledkom.