ایستگاه هواشناسی آفلاین آردوینو: 18 مرحله (همراه با تصاویر)

2024 نویسنده: John Day | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2024-01-30 08:54

خلاصه

چندین بار در هنگام خرید دماسنج ، دیدم که تقریباً همیشه در مقادیر تفاوت وجود دارد. وظیفه من این بود که دما و رطوبت داخل اتاق نوزادم را دنبال کنم. همچنین مشکلی در خواندن مقادیر بین 2-3 متر در بیشتر دماسنجها وجود داشت و من نیاز به ایستادن داشتم تا مقدار دما را ببینم ، مشکلی که من با بیشترین دماسنجها دارم نور است. مشکل دیگر این بود که من نمیتوانم مقدار دما را ببینم زیرا بدون صرفه جویی در انرژی است. من نمی خواهم در مصرف انرژی صرفه جویی کنم ، فقط به چند ساعت ذخیره انرژی نیاز دارم تا این دستگاه در صورت خاموش شدن خط اصلی انرژی کار کند.

بنابراین من با این ایده برخورد کردم:

- برای ایجاد دماسنج با اجازه تغییر مقدار دما.

- که می تواند با نور پس زمینه و رنگ باشد.- برای ترکیب همه مواردی که دماسنج های معمولی دارند: (RTC ، باتری ، Min Max t و غیره)- و داشتن ویژگی های اضافی مانند فصل ها و تعطیلات

بنابراین من پروژه را قبل از 1 سال شروع کردم. تکمیل قسمت نرم افزاری چندین ماه طول کشید. من چندین نسخه از نرم افزار را ایجاد کرده ام و در 2 هفته گذشته پروژه را تکمیل کردم.

اطلاعات نرم افزار دستگاه

کد آردوینو و کتابخانه ها:

کد نیز در مرحله کد بارگذاری می شود.

https://github.com/stlevkov/KT2_144

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

ویژگی های دستگاه

• صفحه بوت - تاریخ و زمان آخرین بارگذاری سیستم عامل را نشان می دهد.
• صفحه اصلی - نمایش زمان ، تاریخ ، نماد باتری ، نماد دما ، مقدار دما ، مقدار رطوبت ، Tmax ، Tmin ، فصل ها ، تعطیلات ، نشانگر USB هنگام وصل شدن.
• صفحه منو - دارای Temp ، Clock ، Battery ، About ، Back منوها
• صفحه Temp - اجازه می دهد تا سنسور DHT را کالیبره کنید
• صفحه ساعت - اجازه ویرایش زمان و تاریخ را می دهد
• صفحه باتری - نمایش اطلاعات باتری ، درصد ، ولتاژ mV ، وضعیت شارژ
• درباره صفحه - نمایش اطلاعات برای نویسنده
• عملکرد برگشت برای خروج از منو
• تابلوهای شفاف
• عمر طولانی RTC
• باتری لیتیوم - تا 9 ساعت (450 میلی آمپر ساعت)
• نشانگر باتری کم - نشان دادن نماد به رنگ قرمز 5 5 دقیقه باقی مانده.
• رنگهای مختلف برای - دمای پایین ، متوسط ، بالا
• پیامهای تعطیلات و فصول
• سوکت قابل برنامه ریزی - در پشت
• رابط کاربری - با استفاده از Rotary Encoder

قسمت پشتی با برد پوشانده نمی شود ، زیرا من می خواهم کودک صفحه را ببیند و لمس کند ، در حالی که دستگاه روشن نیست. می توانید نوعی پوشش برای قسمت پشتی تخته ایجاد کنید.

مرحله 1: طرح دستگاه ، ترسیم ایده اولیه

تصمیم بگیرید که چه چیزی داشته باشید - چند صفحه ، منو ، نحوه تغییر منوها و صفحات.

اگر ایده دیگری دارید ، می توانید آن را با کد arduino تغییر دهید.

تصمیم بگیرید که چه شکلی را می خواهید و چه کاری را می توان به راحتی انجام داد. من ابتدا چاپ سه بعدی را انتخاب کردم ، اما بعد از آن تصمیم گرفتم از مواد ساده استفاده کنم.

ایده این است که دیوارهای شفاف در بالا و پایین داشته باشید ، همچنین می توانید جعبه های ظریف تری ایجاد کنید.

بنابراین قسمتهای اصلی جعبه عبارتند از:

1. جلو - دارای صفحه نمایش و رمزگذار چرخشی
2. راست - با ماژول RTC
3. چپ - با ماژول DHT
4. پشت - با طرف مقابل تخته
5. بالا - شفاف با باتری 3.7V و سوئیچ اسلاید ON/OFF
6. پایین - شفاف

مرحله 2: اجزای مناسب را انتخاب کنید

1. TP4056 Micro USB Charger 5V 1A 18650 Battery Charging Battery Board - Ebay
2. ماژول صفحه نمایش 1.44 اینچی 128x128 SPI Full Color 65K TFT LCD ST7735 - Ebay
3. ماژول رمزگذار روتاری KY -040 برای آردوینو - Ebay
4. سنسور دما و رطوبت دیجیتال DHT22 AM2302 - Ebay
5. Tiny RTC I2C Modules 24C32 Memory DS1307 Real Time Clock RTC Module Board - Ebay
6. Pro Micro Controller Board ATmega328P 16MHz Arduino Pro Mini Module - Ebay
7. 3.7 ولت 450 میلی آمپر لیپو باتری قابل شارژ - Ebay
8. 6 پین 2 موقعیت DPDT روشن/روشن Mini Slide Switch - Ebay

9. باتری سکه ای دکمه ای CR2032 CR 2032 3V - Ebay

10. 10x22cm لحیم کاری نمونه اولیه PCB Board PCB تک طرفه - Ebay
11. مردانه و زنانه 40pin 2.54mm Header Socket Single Row Strip - Ebay

مرحله 3: تهیه نمودار سیم کشی

نمودار اتصال سنسورهای مشابه را نشان می دهد ، در حالی که صفحه نمایش تقریباً یکسان است.

برای استفاده صحیح از پین ، کد Arduino را در مرحله Code مشاهده کنید.

برای اطلاعات بیشتر در مورد pinout ، فایل fritzing را بارگیری کنید. برای مشاهده پین های دقیق ماژول ها ، نقاط را از نمودار ببرید.

مرحله 4: اطلاعات اضافی قبل از شروع - مصرف برق

این پروژه از باتری 450 میلی آمپر ساعتی استفاده می کند ، اما شما می توانید از باتری بیشتر استفاده کنید. فقط کافی است نگاهی به میزان مصرف برق داشته باشید تا باتری مناسب را برای استفاده در ساعات خاص انتخاب و محاسبه کنید. هنگام استفاده از 450 میلی آمپر ساعت ، دستگاه می تواند تقریباً کار کند. 9 ساعت

در حالت آماده به کار دستگاه با حدود 0.102A - هیچ بهینه سازی صرفه جویی در انرژی در اینجا انجام نشده است

وقتی دکمه فشرده می شود ، جریان زیاد اعمال می شود و حدود 0.177A است.

مرحله 5: صفحه نمایش را وصل کنید

صفحه نمایش از SPI برای اتصال استفاده می کند.

کتابخانه adafruit برای این راننده ST7735 وجود دارد.

مرحله 6: ماژول RTC را وصل کنید

ایجاد اصلاح PCB به منظور استفاده از باتری CR2032.

• D1 را بردارید
• R4 را بردارید
• R5 را بردارید
• R6 را بردارید
• کوتاه R6

اطلاعات بیشتر در مورد این اصلاح در اینجا یافت می شود.

مرحله 7: دیوار جلویی را با صفحه نمایش ، RTC ، باتری ، رمزگذار روتاری وصل کنید

اگر می خواهید دستگاه را بوت کنید ، کافی است کد را از مرحله Code بارگذاری کرده و سایر مراحل را هنگام تغییر و پیوست قسمت های جدید دنبال کنید.

مرحله 8: دیوارهای شفاف را آماده کنید

من از پلکسی 3 میلی متری استفاده می کنم. می توانید از مواد شفاف مشابه استفاده کنید. من فقط از یکی برای قسمت پایینی استفاده می کنم.

مرحله 9: ایجاد دیوار راست

دیوار سمت راست را ایجاد کنید. برای سوراخ از اندازه CR2032 استفاده کنید.

مرحله 10: دیوار سمت چپ ایجاد کنید

دیوار سمت چپ را ایجاد کنید. برای سوراخ از اندازه ماژول DHT استفاده کنید.

مرحله 11: ایجاد سوکت با برد جهانی و ریل ، اتصال RTC ، رمزگذار ، صفحه نمایش و نمایش

مطابق نمودار سیم ، همه پین ها را وصل کرده و لحیم کنید. برای برنامه ریزی Arduino Mini می توانید از Arduino UNO با طرح خالی نصب شده استفاده کنید. پین های مورد نیاز:

• VCC 5 ولت
• GND
• RX
• TX
• بازنشانی

اگر طرح را قبل از اتمام کار با قطعات بارگذاری کردید ، در این مراحل دوشاخه را فراموش نکنید.

مرحله 12: قبل از ادامه آن را روشن کنید

در این مرحله ، می توانید دستگاه را روشن کرده و از همه عملکردها استفاده کنید.

از پیش نمایش ویدئو برای دیدن نرم افزار نسخه 1.1 استفاده کنید. همچنین پیوند github در مرحله خلاصه برای مشاهده آخرین به روز رسانی وجود دارد.

دستگاه را قبل از ادامه با سایر مراحل قبل از بستن درپوش بالا روشن کنید ، مطمئن شوید که به طور عادی کار می کند.

مرحله 13: TP4056 و باتری را اضافه کنید ، Slide Switch را لحیم کنید ، سیم شارژ را به پین 5 اضافه کنید ، سوکت قابل برنامه ریزی پشتی را لحیم کنید

پس از هر لحیم کاری ، سیستم را آزمایش کنید ، قبل از ادامه کار از عملکرد خوب قطعات اطمینان حاصل کنید.

مرحله 14: جلد بالا را ایجاد کنید

من از ورق پلکسی 0.5 میلی متری از جعبه پاور بانک استفاده می کنم.

مرحله 15: کد

از پارامترهای موجود در بخش init برای تعیین ترجیحات خود استفاده کنید.

برای تعطیلات ، من از بلغاری استفاده می کنم. می توانید آرایه را با استفاده از تعطیلات در کشور خود ویرایش کنید.

دستگاه 4 فصل را نشان می دهد ، آنها را در کد دلخواه برای مکان خود ویرایش کنید.

اگر سنسورهای شما متفاوت هستند ، تعاریف پین ها را دنبال کنید و آنها را در کد ویرایش کنید. من برای درک بهتر کد تقریباً همه نظرات خطوط را گذاشته ام.

سکوهای آزمایش شده:

• آردوینو UNO
• آردوینو پرو مینی

کتابخانه های مورد نیاز خود را از مخزن بردارید ، از کتابخانه های تعریف شده در طرح استفاده کنید.

مرحله 16: دستگاه را قبل از لمس نهایی آزمایش کنید

دستگاه کامل است ، دستگاه من کالیبره شده -4*C است ، من از کولر گازی توشیبا ، 2 دماسنج دیواری ساده و دو دماسنج دیجیتال برای کالیبراسیون آن استفاده کردم. اگر سنسور شما مقادیر متفاوتی را اندازه گیری می کند ، اکنون می توانید آن را تغییر دهید.

مرحله 17: پیش نمایش رابط

فراموش نکنید که اطلاعات Firmware را در قسمت init کد ویرایش کنید تا اعتبارنامه خود را نشان دهید یا آن را همانطور که هست بگذارید.