Offline meteorologická stanice Arduino: 18 kroků (s obrázky)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy změněno: 2024-01-30 08:21

souhrn

Když jsem si koupil teploměr několikrát, viděl jsem, že téměř vždy existuje rozdíl v hodnotách. Mým úkolem bylo sledovat teplotu a vlhkost v dětském pokoji. Také došlo k problému se čtením hodnot z rozsahu 2–3 metry na většině teploměrů a potřeboval jsem vstát, abych viděl hodnotu teploty, problém, který mám u většiny teploměrů, bylo světlo. Dalším problémem bylo, že nevidím hodnotu teploty, protože je bez podsvícení, aby se ušetřila energie. Nechci šetřit energií, potřebuji jen pár hodin skladování energie, aby toto zařízení fungovalo, pokud se vypne hlavní energetické vedení.

Tak jsem přišel s nápadem:

- Vytvořit teploměr s povolením pro změnu hodnoty teploty.

- Což může být s podsvícením a barvami.- Sloučit všechny věci, které mají běžné teploměry: (RTC, baterie, min. Maximální t atd.)- A mít další funkce, jako jsou roční období a svátky

Začal jsem tedy s projektem před 1 rokem. Dokončení softwarové části mi trvalo několik měsíců. Vytvořil jsem několik verzí softwaru a poslední 2 týdny dokončuji projekt.

Informace o softwaru zařízení

Arduino kód a knihovny:

Kód se také nahraje do kroku Kód.

https://github.com/stlevkov/KT2_144

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

Funkce zařízení

• Boot Page - zobrazuje datum a čas posledního nahrání firmwaru.
• Domovská stránka - zobrazuje čas, datum, ikonu baterie, ikonu teploty, hodnotu teploty, hodnotu vlhkosti, Tmax, Tmin, roční období, svátky, indikátor USB při připojení.
• Stránka s nabídkou - s nabídkami Temp, Clock, Battery, About, Back
• Stránka teploty - umožňuje kalibrovat snímač DHT
• Stránka s hodinami - umožňuje upravit čas a datum
• Stránka baterie - zobrazuje informace o baterii, % procento, napětí mV, stav nabíjení
• O stránce - zobrazuje informace pro autora
• Funkce zpět pro opuštění nabídky
• Průhledné panely
• RTC dlouhá životnost
• Lithiová baterie - až ~ 9 hodin (450 mAh)
• Indikátor vybité baterie - zobrazuje ikonu červeně ~ zbývajících 5 minut.
• Různé barvy pro - Nízká, Střední, Vysoká teplota
• Zprávy o svátcích a ročních obdobích
• Programovatelná zásuvka - na zadní straně
• Uživatelské rozhraní - pomocí rotačního kodéru

Zadní strana s deskou nebude zakryta, protože chci, aby dítě vidělo a dotklo se desky, zatímco zařízení není zapnuté. Na zadní stranu desky můžete vytvořit jakýsi kryt.

Krok 1: Nakreslete zařízení, nakreslete počáteční myšlenku

Rozhodněte, co chcete mít - kolik stránek, nabídek, jak změnit nabídky a stránky.

Pokud máte další nápady, můžete je změnit pomocí arduino kódu.

Rozhodněte se, jakou formu chcete a co lze snadno provést. Nejprve jsem si vybral 3D tisk, ale poté se rozhodl použít jednoduchý materiál.

Cílem je mít průhledné stěny nahoře a dole, také můžete vytvořit jemnější rámeček.

Hlavní části krabice jsou tedy:

1. Přední - s displejem a rotačním kodérem
2. Vpravo - s modulem RTC
3. Vlevo - s modulem DHT
4. Zpět - s opačnou stranou desky
5. Nahoře - transparentní s 3,7 V baterií a posuvným vypínačem ON/OFF
6. Spodní část - průhledná

Krok 2: Vyberte správné součásti

1. Micro USB nabíječka TP4056 5V 1A 18650 Nabíjecí deska lithiové baterie - Ebay
2. 1,44 "128x128 SPI plnobarevný 65K TFT LCD displejový modul ST7735 - Ebay
3. Modul rotačního kodéru KY -040 pro Arduino - Ebay
4. Digitální snímač teploty a vlhkosti DHT22 AM2302 - Ebay
5. Drobné moduly RTC I2C Deska 24C32 paměti DS1307 Hodiny v reálném čase RTC Modulová deska - Ebay
6. Pro Micro Controller Board ATmega328P 16MHz Arduino Pro Mini Module - Ebay
7. Dobíjecí baterie Lipo 3,7 V 450 mAh - Ebay

8. 6 pinů 2 polohy DPDT On/On Mini Slide Switch - Ebay

9. CR2032 CR 2032 3V knoflíková knoflíková baterie - Ebay
10. 10x22cm pájecí prototyp měděné desky plošných spojů z jedné strany univerzální - Ebay
11. Samčí a samičí 40pinová 2,54mm zásuvka s jedním záhlavím - Ebay

Krok 3: Připravte schéma zapojení

Diagram ukazuje konektivitu podobných senzorů, zatímco displej je téměř stejný.

Správné využití pinů najdete v kódu Arduino v kroku Code.

Stáhněte si fritzingový soubor, kde získáte další podrobnosti o pinoutu. Přesunutím bodů z diagramu zobrazíte přesné kolíky modulů.

Krok 4: Další informace před spuštěním - spotřeba energie

Projekt používá 450mAh baterii, ale můžete použít větší. Stačí se podívat na spotřebu energie, abyste si vybrali a vypočítali správnou baterii pro konkrétní hodiny používání. Při použití 450 mAh může zařízení běžet přibližně. 9 hodin.

V klidovém stavu zařízení běží s přibližně 0,102 A - zde se neprovádí optimalizace úspory energie

Když je tlačítko stisknuto, je aplikován vysoký proud a je kolem 0,177A.

Krok 5: Připojte displej

Displej používá pro připojení SPI.

Pro tento ovladač ST7735 existuje knihovna adafruit.

Krok 6: Připojte modul RTC

Chcete -li používat baterii CR2032, vytvořte úpravu DPS.

• Odstraňte D1
• Odstraňte R4
• Odstraňte R5
• Odstraňte R6
• Krátká R6

Více informací o této úpravě naleznete zde.

Krok 7: Připevněte přední stěnu k displeji, RTC, baterii a rotačnímu kodéru

Pokud chcete zařízení spustit, stačí nahrát kód z kroku Kód a při změně a připojování nových částí postupovat podle dalších kroků.

Krok 8: Připravte průhledné stěny

Používám 3mm plexi. Můžete použít podobný průhledný materiál. Na spodní stranu používám pouze jeden.

Krok 9: Vytvořte pravou zeď

Vytvořte pravou boční stěnu. Pro otvor použijte velikost CR2032.

Krok 10: Vytvořte levou boční stěnu

Vytvořte levou boční stěnu. Pro otvor použijte velikost modulu DHT.

Krok 11: Vytvořte zásuvku pomocí univerzální desky a kolejnic, připojte RTC, kodér, displej a displej

Připojte a pájte všechny piny podle schématu zapojení. K programování Arduino Mini můžete použít Arduino UNO s nainstalovanou prázdnou skicou. Potřebné kolíky:

• VCC 5V
• GND
• RX
• TX
• RESET

Nezapomeňte v těchto krocích odpojit baterii 3,7 V, pokud nahrajete skicu před dokončením částí.

Krok 12: Zapněte jej před pokračováním

V tuto chvíli budete moci zařízení zapnout a využívat všechny funkce.

Pomocí náhledu videa zjistíte, jaký byl software ve verzi 1.1. V souhrnném kroku je také odkaz na github, kde najdete nejnovější aktualizaci.

Zapněte zařízení, než budete pokračovat dalšími kroky, než zavřete horní kryt, ujistěte se, že funguje normálně.

Krok 13: Přidejte TP4056 a baterii, pájejte posuvný přepínač, přidejte nabíjecí vodič na pin 5, pájejte zadní programovatelnou zásuvku

Po každém pájení otestujte systém a před pokračováním se ujistěte, že díly fungují správně.

Krok 14: Vytvořte horní kryt

Používám 0,5 mm plexi list z powerbanky.

Krok 15: Kód

Pomocí parametrů v sekci init definujte své preference.

O prázdninách používám bulharštinu. Pole můžete upravit pomocí prázdnin ve vaší zemi.

Zařízení zobrazuje 4 roční období, upravte je v kódu preferovaném pro vaši polohu.

Pokud se vaše senzory liší, postupujte podle definic pinů a upravte je v kódu. Nechal jsem téměř všechny řádky komentáře pro lepší pochopení kódu.

Testované platformy:

• Arduino UNO
• Arduino Pro Mini

Vezměte knihovny, které potřebujete, z úložiště, použijte ty, které jsou definovány v náčrtu.

Krok 16: Otestujte zařízení před finálními dotyky

Zařízení je perfektní, moje je kalibrováno na -4*C, pro kalibraci jsem použil klimatizaci Toshiba, 2 jednoduché stěnové teploměry a dva digitální teploměry. Pokud váš senzor měří různé hodnoty, můžete jej nyní upravit.

Krok 17: Náhled rozhraní

Nezapomeňte v úvodní části kódu upravit informace o firmwaru, aby se zobrazily vaše přihlašovací údaje, nebo je nechat tak, jak jsou.