Graafinen sääasema: 7 vaihetta (kuvilla)

2024 Kirjoittaja: John Day | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2024-01-30 09:01

Oletko aina halunnut graafisen sääaseman? Ja tarkkoilla antureilla? Ehkä tämä projekti on jotain sinulle. Tämän sääaseman avulla näet, mitä sää "tekee". Esimerkiksi lämpötilat voivat nousta tai laskea. Normaalista lämpömittarista ei ole mahdollista nähdä lämpötilahistoriaa. Tällä sääasemalla on 26 tunnin historia, joka näkyy yli 320 pikselin TFT -näytössä. Joka viides minuutti kuvaajaan lisätään pikseli, jonka avulla voit nähdä, onko sillä nouseva vai laskeva trendi. Tämä tehdään lämpötilan, kosteuden, ilmanpaineen ja CO2: n osalta eri väreissä. Ulkolämpötila sisältyy myös langattomasti. Tällä tavalla voit "ennustaa" sään sen perusteella, mitä ilmanpaine tekee.

Normaaleissa sääasemissa on antureita, jotka ovat epätarkkoja. Esimerkiksi lämpötilan suhteen niiden tarkkuus on yleensä +/- 2 astetta. Tätä sääasemaa varten käytetään tarkempia antureita. HDC1080-lämpötila-anturin tarkkuus on +/- 0,2 astetta, mikä on paljon parempi. Sama koskee kosteutta ja ilmanpainetta.

TFT -näytön yläosassa näytetään anturien mitat ja päivitetään 5 sekunnin välein. Nämä mittaukset ovat saatavilla myös RS232: n kautta.

Pääpiirteet:

• Kaaviot eri väreissä trendien tunnistamiseksi
• Tarkat lämpötila-, kosteus- ja ilmanpaineanturit.
• Tehdaskalibrointitiedot ja anturin lämpötila luetaan antureista mahdollisuuksien mukaan ja niitä käytetään koodiin saadakseen tarkimmat mittaukset.
• Lämpötilat ovat saatavana Celsius (oletus) tai Fahrenheit.
• Ulkolämpötila langattoman moduulin kautta (valinnainen)
• RS232 -liitäntä etävalvontaan.
• Mukava pieni muotoilu (jopa vaimoni sietää sitä olohuoneessamme;-)

Toivottavasti nautit sääolosuhteiden tutkimisesta samalla tavalla kuin minä!

Vaihe 1: Osat

1 x 2,8 tuuman TFT -moduuli ilman kosketuspaneelia ILI9341 Drive IC 240 (RGB)*320 SPI -liitäntä

1 x mikrosiru 18f26k22 mikro-ohjain 28-PIN PDIP

1 x HDC1080-moduuli, GY-213V-HDC1080 Korkean tarkkuuden digitaalinen kosteusanturi ja lämpötila-anturi

1 x GY-63 MS5611 Korkean resoluution ilmakehän korkeusanturimoduuli IIC / SPI

1 x MH-Z19-infrapuna-co2-anturi co2-näytölle

1 x (valinnainen) langattomat NRF24L01+PA+LNA -moduulit (antennilla)

1 x 5 V-3,3 V DC-DC-vaihevirtalähdemoduuli AMS1117 800MA

1 x keraaminen kondensaattori 100 nF

2 x akryylilevy 6*12cm paksuus 5mm tai 100*100mm paksuus 2mm

1 x Micro USB -liitin 5 -nastainen liitin Jack Micro usb DIP4 -jalat Neljä jalkaa Asennuslevyn istuin mini -usb -liitin

1 x musta universaali Android -puhelin, mikro -USB EU -pistoke, matka -AC -laturin sovitin Android -puhelimille

1 x kaksipuolinen piirilevy.

Jotkut M3 -nailonvälikkeet/ruuvit

-

Ulkolämpötila (valinnainen)

1 x mikrosiru 16f886 mikro-ohjain 28-nastainen PDIP

1 x vedenpitävä DS18b20 -lämpötila -anturin lämpötila -anturi Ruostumaton teräspakkaus -100 cm: n lanka

1 x 4k7 vastus

1 x NRF24L01+ langaton moduuli

1 x keraaminen kondensaattori 100 nF

1 x piirilevyn prototyyppi

1 x 85x58x33mm vedenpitävä kirkas kansi muovinen elektroninen kaapeliprojektirasian kotelo

1 x muovinen akkukotelon säilytyslaatikon pidin lankajohdolla 2 x AA 3.0V 2AA: lle

2 x AA -paristo

Vaihe 2: PCB

Tässä projektissa käytin kaksipuolista piirilevyä. Gerber -tiedostot ovat käytettävissä. Tämä piirilevy sopii TFT -näytön taakse. Lämpötila -anturi on asennettu taakse, jotta piiri ei kuumene. Liitä NRF24L01+ mikrokontrolleriin seuraavalla tavalla:

nasta 2 - NRF24L01+: n CSN

nasta 8 - NRF24L01+: n GND

nasta 9 - NRF24L01+: n CE

nasta 22 - SCK, NRF24L01+

nasta 23 - NRF24L01+: n MISO

nasta 24 - MOSI, NRF24L01+

nasta 20 - NRF24L01+: n VCC

n.c - NRF24L01+: n IRQ

Vaihe 3: Ulkolämpötila

Mikro -ohjainta 16f886 käytetään lukemaan DS18B20 -lämpötila -anturi 5 minuutin välein. Tämä lämpötila lähetetään langattoman NRF24L01+ -moduulin kautta. Piirilevyn prototyyppi riittää tässä. Käytä seuraavaa mikro -ohjaimen nastakonfiguraatiota:

nasta 2 - NRF24L01+: n CSN

nasta 8 - GND

nasta 9 - NRF24L01+: n CE

nasta 14 - SCK, NRF24L01+

nasta 15 - MISO, NRF24L01+

nasta 16 - MOSI, NRF24L01+

nasta 20 - +3 volttia AA -paristoja

nasta 21 - NRF24L01+ IRQ

nasta 22 - DS18B20 -data (käytä 4k7 -vastusta vetämällä ylös)

Vaihe 4: RS232 -lähtö

Mittaukset suoritetaan RS232: n kautta nastassa 27 (9600 baudia) 5 sekunnin välein. Voit liittää tämän käyttöliittymän tietokoneeseesi ja käyttää pääteohjelmaa (esim. Putty) tietojen vastaanottamiseen. Sen avulla voit käyttää mittauksia muihin tarkoituksiin.

Vaihe 5: Koodi

Tässä projektissa käytetyt anturit käyttävät 18f26k22 -mikrokontrollerin eri rajapintoja. Samoin on ensimmäinen sarjaliitäntä, jota MH-Z19 CO2-anturi käyttää. Tämä käyttöliittymä on asetettu 9600 baudiin. Tämän mikro -ohjaimen toista sarjaliitäntää käytetään anturimittausten suorittamiseen nastassa 27 5 sekunnin välein, jotta voit liittää sen tietokoneeseen (myös 9600 baudia). Lämpötila-/kosteusanturi HDC1080 ja ilmanpaineanturi MS5611 toimivat i2c -liitännässä. TFT -näyttö ja langaton NRF24L01+ -moduuli toimivat samalla SPI -rajapinnalla, joka on määritetty 8 Mhz: n taajuudella. Itse 18f26k22 -mikrokontrolleri on asetettu 64 Mhz: iin. Oletusarvoisesti lämpötilat ovat celsiusasteita. Liittämällä nasta 21 maahan saat Fahrenheit -lämpötilat. Kiitos Achim Döblerille µGUI -graafisesta kirjastosta ja Harry W: lle (1and0) 64 -bittisestä ratkaisusta.

Mikro -ohjainta 16f886 käytetään ulkolämpötilan mittaamiseen. DS18B20-lämpötila-anturi luetaan 5 minuutin välein (tässä käytetään yksijohtimista protokollaa) ja lähetetään SPI-liitännän kautta langattoman NRF24L01+ -moduulin kautta. Useimmiten tämä mikro -ohjain on virransäästötilassa paristojen säästämiseksi. Tietysti myös negatiiviset lämpötilat ovat tuettuja. Jos tätä ulkolämpötilaominaisuutta ei käytetä, se ei näy TFT -näytöllä, joten se on valinnainen.

18f26k22- ja 16f886 -mikro -ohjaimien ohjelmointiin tarvitaan pickit3 -ohjelmoija. Voit käyttää ilmaista Microchip IPE -ohjelmointiohjelmistoa (älä unohda asettaa VDD: tä 3,0 volttiin ja valitse valintaruutu "Power Target Circuit from Tool" kohdassa "ICSP Options" "Power" -valikossa).

Vaihe 6: Timelaps -näyttökerta

Aikavälikuva siitä, miltä noin 15 tunnin säävalvonta näyttää. Näytön valkoinen sumu ei ole todellisuudessa.

• Punaisena sisälämpötila
• Oranssi ulkolämpötila
• Sinisenä kosteus
• Vihreänä ilmanpaine
• Keltaisena CO2

Vaihe 7: Nauti

Nauti tästä projektista !!

Mutta periaatteessa on aivan väärin yrittää luoda teoria pelkästään havaittavissa olevista suuruuksista. Todellisuudessa tapahtuu juuri päinvastoin. Teoria päättää, mitä voimme havaita.

~ Albert Einstein fysiikassa ja Werner Heisenbergin ulkopuolella s. 63