Grafička meteorološka stanica: 7 koraka (sa slikama)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja promjena: 2024-01-30 09:35

Oduvijek ste željeli imati grafičku meteorološku stanicu? A s točnim senzorima? Možda je ovaj projekt nešto za vas. Pomoću ove meteorološke postaje možete vidjeti što vrijeme "radi". Na primjer, temperature bi mogle porasti ili pasti. S normalnog termometra nije moguće vidjeti povijest temperature. S ovom meteorološkom stanicom imate povijest od 26 sati, prikazanu na preko 320 piksela TFT zaslona. Svakih 5 minuta pikselu se dodaje grafikon koji će vam omogućiti da vidite ima li trend rasta ili pada. To se radi za temperaturu, vlažnost, tlak zraka i CO2 u različitim bojama. Vanjska temperatura je također uključena bežično. Na taj način možete "predvidjeti" vrijeme na temelju učinka tlaka zraka.

Normalne vremenske postaje imaju senzore koji su neki netočni. Na primjer, za temperaturu obično imaju temperaturu od +/- 2 stupnja. Za ovu meteorološku postaju koriste se točniji senzori. Senzor temperature HDC1080 ima točnost od +/- 0,2 stupnja što je daleko bolje. Isto vrijedi i za vlagu i tlak zraka.

Pri vrhu TFT zaslona mjerenja senzora prikazuju se i osvježavaju svakih 5 sekundi. Ova mjerenja su također dostupna putem RS232.

Glavne značajke:

• Grafovi u različitim bojama za prepoznavanje trendova
• Precizni senzori za temperaturu, vlagu i tlak zraka.
• Tvornički kalibracijski podaci i temperatura senzora očitavaju se sa senzora gdje je to moguće i primjenjuju se na kôd radi dobivanja najpreciznijih mjerenja.
• Temperature su dostupne u Celzijusima (zadano) ili Fahrenheitu.
• Vanjska temperatura putem bežičnog modula (opcionalno)
• RS232 sučelje za daljinski nadzor.
• Lijep mali dizajn (čak i moja supruga to tolerira u našoj dnevnoj sobi;-)

Nadam se da ćete uživati u ispitivanju vremenskih uvjeta kao i ja!

Korak 1: Dijelovi

1 x TFT modul 2,8 inča bez dodirne ploče ILI9341 IC IC pogona 240 (RGB)*320 SPI sučelje

1 x Mikročip 18f26k22 mikrokontroler 28-PIN PDIP

1 x HDC1080 modul, GY-213V-HDC1080 Digitalni osjetnik vlažnosti visoke točnosti s osjetnikom temperature

1 x GY-63 MS5611 Modul osjetnika atmosferske visine IIC / SPI visoke rezolucije

1 x MH-Z19 infracrveni senzor za CO2 za monitor CO2

1 x (opcionalno) bežični moduli NRF24L01+PA+LNA (s antenom)

1 x 5V do 3.3V DC-DC Modul za smanjenje napajanja za smanjenje napajanja AMS1117 800MA

1 x keramički kondenzator 100nF

2 x Akrilna ploča 6*12 cm debljine 5 mm ili 100*100 mm debljine 2 mm

1 x Micro USB konektor 5pin sjedalo Jack Micro usb DIP4 nogice Četiri nožice Mini USB priključak za umetanje ploče

1 x Crni univerzalni Android telefon Micro USB EU utikač Punjač AC Zidni punjač adapter za Android telefone

1 x PCB dvostrano.

Neki M3 najlonski odstojnici/vijci

-

Za vanjsku temperaturu (izborno)

1 x mikročip 16f886 mikrokontroler 28-pinski PDIP

1 x Vodonepropusni senzor temperature sonde DS18b20 Paket od nehrđajućeg čelika -100 cm žice

1 x 4k7 otpornik

1 x NRF24L01+ bežični modul

1 x keramički kondenzator 100nF

1 x Matična ploča za prototip PCB -a

1 x 85x58x33mm Vodootporna prozirna maska Plastični elektronički kabel Kućište kućišta

1 x Držač kutije za skladištenje plastične futrole za baterije sa žičanim vodovima za 2 x AA 3.0V 2AA

2 x AA baterija

Korak 2: PCB

Za ovaj projekt koristio sam dvostranu PCB. Gerber datoteke su dostupne. Ova PCB ploča staje na stražnju stranu TFT zaslona. Senzor temperature ugrađen je straga kako bi se spriječilo zagrijavanje iz kruga. Priključite NRF24L01+ na sljedeći način na mikrokontroler:

pin 2 - CSN od NRF24L01+

pin 8 - GND od NRF24L01+

pin 9 - CE od NRF24L01+

pin 22 - SCK od NRF24L01+

pin 23 - MISO od NRF24L01+

pin 24 - MOSI od NRF24L01+

pin 20 - VCC od NRF24L01+

n.c - IRQ od NRF24L01+

Korak 3: Vanjska temperatura

Mikrokontroler 16f886 koristi se za očitavanje temperaturnog osjetnika DS18B20 svakih 5 minuta. Ta se temperatura prenosi putem bežičnog modula NRF24L01+. Ovdje je dovoljna prototipna ploča za PCB. Koristite sljedeću konfiguraciju pinova mikrokontrolera:

pin 2 - CSN od NRF24L01+

pin 8 - GND

pin 9 - CE od NRF24L01+

pin 14 - SCK od NRF24L01+

pin 15 - MISO od NRF24L01+

pin 16 - MOSI od NRF24L01+

pin 20 - +3 volti AA baterija

pin 21 - IRQ od NRF24L01+

pin 22 - podaci DS18B20 (upotrijebite otpornik 4k7 za podizanje)

Korak 4: RS232 izlaz

Svakih 5 sekundi mjerenja se pružaju putem RS232 na pin 27 (9600 baud). Ovo sučelje možete povezati s računalom i koristiti terminal program (npr. Putty) za dobivanje podataka. Omogućuje vam korištenje mjerenja u druge svrhe.

Korak 5: Kodirajte

Senzori korišteni u ovom projektu koriste različita sučelja mikrokontrolera 18f26k22. Tako je i prvo serijsko sučelje koje koristi senzor CO2 MH-Z19. Ovo sučelje je postavljeno na 9600 bauda. Drugo serijsko sučelje ovog mikrokontrolera koristi se za mjerenje senzora na pinu 27 svakih 5 sekundi, tako da ga možete povezati s računalom (također postavljeno na 9600 bauda). Senzor temperature/vlažnosti HDC1080 i senzor tlaka zraka MS5611 rade na sučelju i2c. TFT zaslon i bežični modul NRF24L01+ rade na istom SPI sučelju konfiguriranom na 8 Mhz. Sam mikrokontroler 18f26k22 postavljen je na 64 Mhz. Prema zadanim postavkama, temperature su u Celzijusima. Spajanjem pina 21 na masu dobivate temperature u Fahrenheitu. Hvala Achimu Döbleru na grafičkoj biblioteci µGUI i Harryju W (1 i 0) na 64 -bitnom rješenju.

Mikrokontroler 16f886 koristi se za mjerenje vanjske temperature. Senzor temperature DS18B20 očitava se svakih 5 minuta (ovdje se koristi jednožični protokol) i prenosi putem SPI sučelja putem bežičnog modula NRF24L01+. Većinu vremena ovaj mikrokontroler radi u režimu niske potrošnje energije radi uštede baterija. Naravno podržavaju se i negativne temperature. Ako se ova značajka vanjske temperature ne koristi, neće se pojaviti na TFT ekranu, pa je izborna.

Za programiranje mikrokontrolera 18f26k22 i 16f886 potreban vam je programator pickit3. Možete koristiti besplatni softver za programiranje IP -a za mikročip (ne zaboravite postaviti VDD na 3,0 volta i označiti potvrdni okvir "Krug napajanja iz alata" na "Opcije ICSP -a" na izborniku "Napajanje").

Korak 6: Timelaps dojam

Vremenski utisak kako izgleda oko 15 sati praćenja vremena. Bijela izmaglica na ekranu u stvarnosti ne postoji.

• Unutarnja temperatura crvenom bojom
• Vanjska temperatura u narančastoj boji
• Vlažno u plavoj boji
• Zeleni tlak zraka
• U žutoj boji CO2

Korak 7: Uživajte

Uživajte u ovom projektu !!

No, u načelu, sasvim je pogrešno pokušavati utemeljiti teoriju samo o uočljivim veličinama. U stvarnosti se događa upravo suprotno. Teorija je ta koja odlučuje što možemo promatrati.

~ Albert Einstein u Physics and Beyond Wernera Heisenberga str. 63