Meteorologická stanice s mikrokontrolérem Atmega328P-PU: 5 kroků

2025 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy změněno: 2025-01-23 14:38

Nedávno jsem absolvoval bezplatný online kurz s edx (založený Harvardskou univerzitou a MIT v roce 2012, edX je online vzdělávací destinace a poskytovatel MOOC, nabízející studentům všude kvalitní kurzy z nejlepších světových univerzit a institucí) s názvem: Backyard Meteorology: The Science of Weather, a bylo to velmi informativní a doporučuji to všem lidem, kteří se zajímají o amatérskou meteorologii, v první nebo druhé přednášce profesor John Edward Huth- instruktor- doporučil koupit meteorologickou stanici, která by mohla měřit nadmořská výška zeměpisné polohy a barometrický tlak vzduchu, domníval jsem se, že místo nákupu barometru nebo meteorologické stanice je nejlepším nápadem vytvořit jeden s nejlevnějšími součástmi, které jsou k dispozici kolem mě a v mém nevyžádané schránce, měl jsem vyhledávání na webu a našel jsem několik projektů, některé na webu instructables, můj problém byl použít nahý mikrokontrolér, ne Arduino nebo Raspberry pi, které byly a jsou dražší, cena AtmegaP-PU, Arduino Uno a Reaspberry Pi zero- nejlevnější Pi- jsou: 4 $, 12 $ a 21 $, takže AtmegaP-PU je nejlevnější. Senzory, které jsem použil v tomto projektu, jsou DHT22 (digitální snímač teploty a vlhkosti), což je téměř 8 $ - to je přesnější než snímač DHT11, také jsem použil teplotní barometrický tlak BMP180, snímač výškového modulu, což je 6 $ a použil jsem zelené podsvícení modulu LCD displeje Nokia 5110 s adaptérem PCB pro Arduino, což je jen 5 $, takže s rozpočtem 23 $ a některými kabely a dalšími částmi z mé nevyžádané pošty jsem mohl vytvořit tuto fantastickou meteorologickou stanici, která V následujících odstavcích vám to vysvětlím.

Krok 1: KROK 1: NÁVRH A SCHÉMA OBVODU

Protože můj cíl byl, měření teploty a relativní vlhkosti a barometrického tlaku a nadmořské výšky, takže senzory, které musím použít, jsou DHT22 a BMP180, používám DHT22 pro měření teploty a relativní vlhkosti a BMP180 pro barometrický tlak a nadmořskou výšku BMP180 může také měřit teplotu, ale teplota měřená pomocí DHT22 je přesnější než snímač BMP180. a Nokia 5110 pro zobrazení naměřených hodnot a jak jsem vysvětlil v úvodu, Atmega328P-PU jako mikrokontrolér, můžete vidět konstrukci systému a schéma zapojení na výše uvedeném obrázku.

Krok 2: KROK 2: Potřebné nástroje

Potřebné nástroje jsou uvedeny na výše uvedených obrázcích a jsou následující:

1- Mechanické nástroje:

1-1- ruční pila

1-2- malá vrtačka

1-3- řezačka

Odstraňovač 1-4 vodičů

Šroubovák 1-5

1-6-páječka

2-Elektronické nástroje:

2-1-multimetr

Napájení 2-2, viz můj návod na výrobu malého:

2-3-chlebová deska

2-4-Arduino Uno

Krok 3: Krok 3: Potřebné součásti a materiál

1-Mechanický materiál:

1-1-skříň v tomto projektu Použil jsem výše uvedený případ, který jsem vytvořil pro své předchozí projekty (viz:

2-Elektronické komponenty:

2-1-ATMEGA328P-PU:

2-2- Grafický LCD 84x48-Nokia 5110:

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

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

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

2-6- Propojovací vodič:

2-7- Dobíjecí 9voltová baterie:

Lineární regulátor 2-8-LM317 s proměnným výstupním napětím:

Krok 4: Krok 4: Programování ATMEGA328P-PU

Nejprve by měla být napsána skica Arduina, použil jsem je na různých webech a upravil je pomocí svého projektu, takže si jej můžete stáhnout, pokud byste jej chtěli použít, pro relevantní knihovny můžete použít příslušné weby, zejména github.com, některé adresy knihoven jsou následující:

Nokia 5110:

BMP180:

Za druhé, výše uvedený program by měl být nahrán do ATMEGA328P-PU, pokud je tento mikrokontrolér zakoupen se zavaděčem, není nutné do něj nahrávat program zavaděče, ale pokud není mikrokontrolér ATMEGAP-PU načten zavaděčem, měli bychom udělejte to včas, existuje mnoho instrukcí, které lze použít pro takový postup, můžete také použít web Arduino: https://www.arduino.cc/en/Tutorial/ArduinoToBreadb… a instructables jako: https:// www.instructables.com/id/burning-atmega328…

Za třetí, poté, co jste provedli nahrání zavaděče do ATMEGA328P-PU, měli byste začít nahrávat hlavní skicu do mikrokontroléru, metoda je napsána na webu Arduino, jak je uvedeno výše, měli byste použít krystal 16 Mhz, jak je znázorněno na stránky, můj obvod je uveden výše.

Krok 5: Krok 5: Vytvoření projektu

Abyste mohli vytvořit projekt, musíte otestovat obvod na prkénku, takže použijte prkénko a propojovací vodiče, jak je znázorněno na obrázku, a vyzkoušejte projekt, abyste viděli displej, pokud vidíte, co chcete na NOKIA 5110 měřit displej, pak je ten správný čas dodržet zbytek postupu výroby meteorologické stanice, pokud ne, musíte zjistit problém, který je buď software nebo hardware, obvykle je to kvůli špatnému nebo špatnému připojení propojovacích vodičů, postupujte podle schématu zapojení co nejblíže.

Dalším krokem je vytvoření projektu, takže pro trvalé připojení mikrokontroléru musíte použít zásuvku IC a připájet ji k malému kousku perf. deska a dva kusy samičího kolíkového konektoru, jak je znázorněno na výše uvedených fotografiích, vzhledem k mnoha pinům IC zásuvky, které jsou 28 a konce konektorů, které jsou 14+14, takže musíte pájet 56 pájek a měli byste vyzkoušet všechny tyto pájky body pro správnou konektivitu a pro nespojitelnost sousedních bodů, než se ujistíte o správném fungování tohoto kusu, nepouštějte se do jeho použití pro vložení mikrokontroléru. pokud vše půjde dobře, nyní byste měli pokračovat v zapojení dalších částí.

Další důležitou věcí, kterou je třeba vzít v úvahu, je skutečnost, že komponenty potřebují ke svému provozu 5 V, ale podsvícení displeje NOKIA 5110 potřebuje 3,3 V, pokud použijete 5 V pro podsvícení, může to mít špatný vliv na životnost displeje, Použil jsem tedy dva lineární regulátory LM317 s proměnným výstupním napětím a jeden jsem upravil pro výstup 5 V a druhý pro výstup 3,3 V, ve skutečnosti jsem sám vyrobil ten s výstupem 5 V a koupil si další s výstupem 3,3 V. Nyní je čas na upevnění součástí do skříně, můžete vidět fotografie, snímač DHT22 by měl být upevněn tak, aby jeho vstupní plocha byla mimo pouzdro, aby snímala teplotu a relativní vlhkost, ale barometrický tlak BMP180, Snímač teploty a nadmořské výšky může být uvnitř skříně, ale na krytu by mělo být vyvrtáno dostatečné množství otvorů, aby se dostal do kontaktu s venkovním vzduchem, jak jste mohli vidět na fotografiích výše. Dalším důležitým bodem je poskytnutí malého výkonu. desku, kterou jste mohli vidět na fotografiích, a vytvořte dvě řady zásuvkových kolíků, jeden pro uzemnění nebo záporné připojení a jeden pro kladné 5V, výstupy.

Nyní je čas na zapojení komponent a sestav, připojte všechny vodiče podle schématu zapojení a ujistěte se, že nic nezůstane vynecháno, jinak bude problém s konečným výsledkem.