ایستگاه هواشناسی با میکروکنترلر Atmega328P-PU: 5 مرحله

2024 نویسنده: John Day | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2024-01-30 08:52

اخیراً یک دوره رایگان آنلاین با edx گذراندم (که توسط دانشگاه هاروارد و MIT در سال 2012 تأسیس شد ، edX مقصد آموزش آنلاین و ارائه دهنده MOOC است که دوره های باکیفیتی را از بهترین دانشگاه ها و موسسات جهان به زبان آموزان در همه جا ارائه می دهد) ، با عنوان: هواشناسی حیاط خلوت: علم آب و هوا ، بسیار آموزنده بود و من آن را به همه افرادی که به هواشناسی آماتور علاقه مند هستند توصیه می کنم ، در اولین یا دومین سخنرانی ، پروفسور جان ادوارد هوث- مربی- خرید ایستگاه هواشناسی قابل اندازه گیری را توصیه کرد. ارتفاع موقعیت جغرافیایی و فشار هوا فشارسنجی ، من فکر کردم به جای خرید یک فشارسنج یا ایستگاه هواشناسی بهترین ایده این است که یکی را با ارزان ترین اجزای موجود در اطرافم و در جعبه آشغال خود تهیه کنم ، در وب جستجو کردم ، و پیدا کردم چند پروژه ، برخی از آنها در سایت آموزشی ، مشکل من استفاده از میکروکنترلر برهنه بود نه Arduino یا Raspberry pi که گران تر بودند و هستند ، قیمت AtmegaP-PU ، Arduino Uno و Reaspberry Pi zero- ارزان ترین Pi- عبارتند از: 4 دلار ، 12 دلار و 21 دلار ، بنابراین AtmegaP-PU ارزان ترین آنها است. سنسورهای مورد استفاده من در این پروژه عبارتند از: DHT22 (سنسور اندازه گیری دما و رطوبت دیجیتال) که تقریباً 8 دلار قیمت دارد - این نسبت به سنسور DHT11 دقیق تر است ، همچنین از فشار فشارسنج دما BMP180 ، سنسور ماژول ارتفاع ، 6 دلار استفاده کرده ام. و از نور پس زمینه سبز Nokia 5110 Display Display Module با آداپتور PCB برای آردوینو استفاده کردم ، که فقط 5 دلار است ، بنابراین با بودجه 23 دلار و سیم و قطعات دیگر از جعبه آشغال من می توانم این ایستگاه هواشناسی فوق العاده را بسازم من در پاراگراف های بعدی برای شما توضیح می دهم.

مرحله 1: مرحله 1: طراحی و طراحی مدار

از آنجا که هدف من اندازه گیری دما و رطوبت نسبی و فشار بارومتری و ارتفاع بود ، بنابراین سنسورهایی که باید استفاده کنم DHT22 و BMP180 هستند ، از DHT22 برای اندازه گیری دما و رطوبت نسبی و BMP180 ، برای فشار و ارتفاع فشارسنج استفاده می کنم. BMP180 می تواند دما را نیز اندازه گیری کند ، اما دمای اندازه گیری شده با DHT22 دقیق تر از سنسور BMP180 است. و Nokia 5110 برای نمایش مقادیر اندازه گیری شده و همانطور که در مقدمه ، Atmega328P-PU به عنوان میکروکنترلر توضیح دادم ، می توانید طراحی سیستم و نمودار مدار را در شکل بالا مشاهده کنید.

مرحله 2: مرحله 2: ابزارهای مورد نیاز

ابزارهای مورد نیاز در شکل های بالا نشان داده شده است و به شرح زیر است:

1- ابزارهای مکانیکی:

اره دستی 1-1-

1-2- مته کوچک

1-3- کاتر

استریپر 1-4 سیم

راننده 1-5 پیچ

آهن لحیم کاری 1-6

2- ابزارهای الکترونیکی:

2-1-مولتی متر

منبع تغذیه 2-2 ، دستورالعمل من را برای تهیه یک منبع کوچک ببینید:

تخته 2-3 نان

2-4-آردوینو اونو

مرحله 3: مرحله 3: اجزا و مواد مورد نیاز

1-مواد مکانیکی:

1-1 در این پروژه از موردی که در بالا نشان داده شده استفاده کردم ، که آن را برای پروژه های قبلی خود تهیه کرده ام (لطفاً به آدرس زیر مراجعه کنید:

2-قطعات الکترونیکی:

2-1-ATMEGA328P-PU:

2-2- LCD گرافیکی 84x48-نوکیا 5110:

2-3- خازنهای کریستال 16 مگاهرتز + 20pF:

2-4- سنسور فشار ، دما و ارتفاع BMP180: https://www.amazon.com/JBtek-Barometric- Pressure-T…

2-5- سنسور دما و رطوبت دیجیتال DHT22/AM2302:

2-6- سیم جامپر:

2-7- باتری 9 ولتی قابل شارژ:

2-8-LM317 تنظیم کننده خطی با ولتاژ خروجی متغیر:

مرحله 4: مرحله 4: برنامه نویسی ATMEGA328P-PU

ابتدا ، طرح آردوینو باید نوشته شود ، من از آن ها در سایت های مختلف استفاده کرده ام و آن را با پروژه خود تغییر داده ام ، بنابراین اگر می خواهید از آن استفاده کنید ، می توانید آن را بارگیری کنید ، برای کتابخانه های مربوطه می توانید از سایتهای مربوطه به ویژه github.com استفاده کنید ، آدرس برخی از کتابخانه ها به شرح زیر است:

نوکیا 5110:

BMP180:

ثانیاً ، برنامه فوق باید در ATMEGA328P-PU بارگذاری شود ، اگر این میکروکنترلر با بوت لودر خریداری شده است ، نیازی به بارگذاری برنامه بوت لودر در آن نیست ، اما اگر میکروکنترلر ATMEGAP-PU با بوت لودر بارگیری نشده است ، باید این کار را در زمان مناسب انجام دهید ، دستورالعمل های زیادی برای استفاده از چنین روشی وجود دارد ، همچنین می توانید از سایت آردوینو استفاده کنید: https://www.arduino.cc/fa/Tutorial/ArduinoToBreadb… ، و دستورالعمل هایی مانند: https:// www.instructables.com/id/burn-atmega328…

ثالثاً ، پس از اتمام بارگذاری بوت لودر در ATMEGA328P-PU ، باید بارگذاری طرح اصلی را در میکروکنترلر آغاز کنید ، این روش در سایت آردوینو نوشته شده است ، همانطور که در بالا ذکر شد ، باید از کریستال 16 مگاهرتز استفاده کنید. سایت ، مدار من در بالا نشان داده شده است.

مرحله 5: مرحله 5: ساخت پروژه

برای ساخت پروژه ، باید مدار را روی یک تخته نان آزمایش کنید ، بنابراین همانطور که در شکل نشان داده شده از یک تخته نرد و سیم های جهنده استفاده کنید و پروژه را برای دیدن صفحه نمایش آزمایش کنید ، اگر می خواهید آنچه را که می خواهید در NOKIA 5110 اندازه گیری کنید ببینید. نمایش داده می شود ، زمان مناسبی است که بقیه مراحل ساخت ایستگاه هواشناسی را دنبال کنید ، در غیر این صورت ، باید مشکل نرم افزاری یا سخت افزاری را تشخیص دهید ، معمولاً به دلیل اتصالات بد یا اشتباه سیم های بلوز است. ، تا آنجا که ممکن است نمودار مدار را دنبال کنید.

مرحله بعدی ایجاد پروژه است ، بنابراین برای ایجاد اتصال دائمی برای میکروکنترلر ، باید از سوکت IC استفاده کنید و آن را به یک قطعه کوچک از لحیم کنید. تخته و دو قطعه سربرگ زنانه همانطور که در عکسهای بالا نشان داده شده است ، به دلیل تعداد زیادی پین سوکت IC که 28 هستند و انتهای سر پین که 14+14 هستند ، بنابراین شما باید 56 لحیم را لحیم کنید و باید همه آن لحیم ها را آزمایش کنید برای اتصال مناسب و عدم اتصال نقاط مجاور ، قبل از اطمینان از عملکرد صحیح آن قطعه ، از آن برای قرار دادن میکروکنترلر استفاده نکنید. اگر همه چیز خوب پیش رفت ، اکنون باید قسمت های بعدی را متصل کنید.

نکته مهم دیگری که باید مورد توجه قرار گیرد این واقعیت است که قطعات برای کار به 5 ولت نیاز دارند اما نور پشت صفحه نمایش NOKIA 5110 به 3.3 ولت نیاز دارد ، اگر از 5 ولت برای نور پس زمینه استفاده کنید ، ممکن است بر طول عمر صفحه نمایش تأثیر منفی بگذارد ، بنابراین من از دو رگولاتور خطی LM317 با ولتاژ خروجی متغیر استفاده کرده ام و یکی را برای خروجی 5 ولت و دیگری را برای خروجی 3.3 ولت تنظیم کرده ام ، در واقع یکی را با خروجی 5 ولت خودم ساخته ام و دیگری با خروجی 3.3 ولت خریدم. اکنون زمان تعمیر قطعات در بدنه است ، می توانید عکس ها را ببینید ، سنسور DHT22 باید به گونه ای ثابت شود که صفحه ورودی آن خارج از قاب باشد تا دما و رطوبت نسبی را حس کند ، اما فشار فشارسنج BMP180 ، سنسور دما و ارتفاع ، ممکن است در داخل محفظه قرار داشته باشد ، اما باید سوراخهای کافی روی بدنه ایجاد شود تا در تماس با هوای خارج قرار گیرد ، همانطور که در عکسهای بالا مشاهده می کنید. نکته مهم دیگر ارائه یک perf کوچک است. هیئت مدیره ، که می توانید در عکس ها مشاهده کنید ، و دو ردیف هدر زنانه ایجاد کنید ، یکی برای اتصالات زمینی یا منفی و دیگری برای خروجی های مثبت 5 ولت.

اکنون زمان سیم کشی قطعات و مجموعه ها است ، همه سیم ها را مطابق نمودار مدار وصل کنید و مطمئن شوید که چیزی از قلم نیفتاده است ، در غیر این صورت در نتیجه نهایی مشکلی ایجاد می شود.