Grafička meteorološka stanica: 7 koraka (sa slikama)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja izmjena: 2024-01-30 08:06

Oduvijek ste željeli imati grafičku meteorološku stanicu? A sa preciznim senzorima? Možda je ovaj projekat nešto za vas. Pomoću ove meteorološke stanice možete vidjeti šta vrijeme radi. Na primjer, temperature bi mogle porasti ili pasti. Sa normalnog termometra nije moguće vidjeti povijest temperature. Sa ovom meteorološkom stanicom imate istoriju od 26 sati, prikazanu preko 320 piksela TFT ekrana. Svakih 5 minuta na grafikon se dodaje piksel 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 uključuje i bežičnu vezu. Na ovaj način možete "predvidjeti" vrijeme na osnovu uticaja vazdušnog pritiska.

Normalne vremenske stanice imaju senzore koji su neki neprecizni. Na primjer, za temperaturu obično imaju temperaturu od +/- 2 stepena. Za ovu meteorološku stanicu koriste se precizniji senzori. Senzor temperature HDC1080 ima tačnost od +/- 0,2 stepena, što je daleko bolje. Isto vrijedi i za vlažnost i tlak zraka.

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

Glavne karakteristike:

• Grafovi u različitim bojama za prepoznavanje trendova
• Precizni senzori za temperaturu, vlažnost i tlak zraka.
• Fabrički podaci o kalibraciji i temperatura senzora očitavaju se sa senzora gdje je to moguće i primjenjuju se na kod kako bi se dobila najpreciznija mjerenja.
• Temperature su dostupne u Celzijusima (zadano) ili Fahrenheitu.
• Vanjska temperatura putem bežičnog modula (opcionalno)
• RS232 interfejs za daljinski nadzor.
• Lijep mali dizajn (čak i moja supruga to tolerira u našoj dnevnoj sobi;-)

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

Korak 1: Dijelovi

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

1 x mikročip 18f26k22 mikrokontroler 28-PIN PDIP

1 x HDC1080 modul, GY-213V-HDC1080 Digitalni senzor vlažnosti visoke preciznosti sa senzorom temperature

1 x GY-63 MS5611 Modul senzora 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 (sa antenom)

1 x 5V do 3.3V DC-DC modul 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 konektor za umetanje ploče

1 x Univerzalni crni univerzalni Android telefon Micro USB EU utikač Putovanje AC Zidni punjač adapter za Android telefone

1 x dvostrano PCB.

Neki najlonski odstojnici/vijci M3

-

Za vanjsku temperaturu (opcionalno)

1 x mikročip 16f886 mikrokontroler 28-pinski PDIP

1 x Vodootporni senzor temperature sonde DS18b20 Pakovanje od nerđajućeg 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 odlaganje plastične kutije 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 se nalazi na zadnjoj strani TFT ekrana. Senzor temperature je montiran straga kako bi se spriječilo zagrijavanje iz kruga. Povežite NRF24L01+ na sljedeći način s mikrokontrolerom:

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 senzora DS18B20 svakih 5 minuta. Ova temperatura se 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 pinu 27 (9600 bauda). Ovo sučelje možete povezati s računalom i koristiti terminal program (npr. Putty) za dobivanje podataka. Omogućava vam da koristite 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 MH-Z19 CO2 senzor. 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 računarom (također postavljeno na 9600 bauda). Senzor temperature/vlažnosti HDC1080 i senzor pritiska zraka MS5611 rade na i2c sučelju. TFT ekran i bežični modul NRF24L01+ rade na istom SPI interfejsu konfigurisanom na 8 Mhz. Sam mikrokontroler 18f26k22 postavljen je na 64 Mhz. Standardno su temperature u Celzijusima. Spajanjem pina 21 na masu dobivate temperature u Fahrenheitu. Hvala Achimu Döbleru za grafičku biblioteku µGUI i Harryju W (1 i 0) za 64 -bitno rješenje.

Mikrokontroler 16f886 koristi se za mjerenje vanjske temperature. Senzor temperature DS18B20 očitava se svakih 5 minuta (ovdje se koristi jednožični protokol) i prenosi sa SPI sučeljem 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 funkcija vanjske temperature ne koristi, neće se pojaviti na TFT ekranu, pa je opcionalna.

Za programiranje mikrokontrolera 18f26k22 i 16f886 potreban vam je pickit3 programator. Možete koristiti besplatni softver za programiranje IP programa Microchip (ne zaboravite postaviti VDD na 3,0 volti i označite polje za potvrdu "Krug napajanja iz alata" u "Opcije ICSP -a" u izborniku "Napajanje").

Korak 6: Impresija vremenskih preslikavanja

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

• Unutrašnja temperatura je crvene boje
• Vanjska temperatura u narandžastoj boji
• Plava vlaga
• Zeleni pritisak vazduha
• U žutoj boji CO2

Korak 7: Uživajte

Uživajte u ovom projektu !!

Ali u principu, sasvim je pogrešno pokušavati utemeljiti teoriju samo o uočljivim veličinama. U stvarnosti se dešava sasvim suprotno. Teorija je ta koja odlučuje šta možemo posmatrati.

~ Albert Einstein iz Fizike i šire Werner Heisenberg str. 63