Grafična vremenska postaja: 7 korakov (s slikami)

2024 Avtor: John Day | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2024-01-30 12:04

Ste si vedno želeli grafično vremensko postajo? In z natančnimi senzorji? Morda je ta projekt nekaj za vas. S to vremensko postajo lahko vidite, kaj vreme "počne". Temperature se lahko na primer dvignejo ali znižajo. Z običajnega termometra ni mogoče videti zgodovine temperatur. S to vremensko postajo imate 26 -urno zgodovino, prikazano je več kot 320 slikovnih pik zaslona TFT. Vsakih 5 minut se grafikonu doda slikovna pika, ki vam bo omogočila, da vidite, ali ima naraščajoč ali padajoč trend. To se naredi za temperaturo, vlažnost, zračni tlak in CO2 v različnih barvah. Zunanja temperatura je vključena tudi brezžično. Na ta način lahko "napovedujete" vreme glede na to, kaj zračni tlak počne.

Običajne vremenske postaje imajo senzorje, ki so nekateri netočni. Na primer, običajno imajo temperaturo +/- 2 stopinje. Za to vremensko postajo se uporabljajo natančnejši senzorji. Temperaturni senzor HDC1080 ima natančnost +/- 0,2 stopinje, kar je veliko bolje. Enako velja za vlažnost in zračni tlak.

Na vrhu zaslona TFT se meritve senzorjev prikažejo in osvežujejo vsakih 5 sekund. Te meritve so na voljo tudi prek RS232.

Glavne značilnosti:

• Grafi v različnih barvah za prepoznavanje trendov
• Natančni senzorji za temperaturo, vlažnost in zračni tlak.
• Tovarniški podatki o umerjanju in temperatura senzorja se po možnosti odčitajo s senzorjev in uporabijo za kodo, da dobimo najbolj natančne meritve.
• Temperature so na voljo v Celzijah (privzeto) ali Fahrenheitu.
• Zunanja temperatura prek brezžičnega modula (neobvezno)
• Vmesnik RS232 za daljinsko spremljanje.
• Lep majhen dizajn (tudi moja žena tolerira v naši dnevni sobi;-)

Upam, da boste uživali v raziskovanju vremenskih razmer enako kot jaz!

1. korak: Deli

1 x TFT modul 2,8 palca brez plošče na dotik ILI9341 Drive IC 240 (RGB)*320 SPI vmesnik

1 x mikrokrmilnik Microchip 18f26k22 28-PIN PDIP

1 x modul HDC1080, GY-213V-HDC1080 digitalni senzor vlažnosti z visoko natančnostjo s temperaturnim senzorjem

1 x GY-63 MS5611 Modul senzorja atmosferske višine visoke ločljivosti IIC / SPI

1 x infrardeči senzor co2 MH-Z19 za monitor co2

1 x (neobvezno) brezžični moduli NRF24L01+PA+LNA (z anteno)

1 x 5V do 3.3V DC-DC napajalni modul za zmanjšanje napajanja AMS1117 800MA

1 x keramični kondenzator 100nF

2 x akrilna plošča 6*12 cm debeline 5 mm ali 100*100 mm debeline 2 mm

1 x priključek za mikro USB 5pin sedež Jack Micro usb DIP4 noge Štirje nogi Vtičnica mini USB priključek za ploščo

1 x Univerzalni črni univerzalni telefon z mikrofonom EU, USB vtičnica za potovanje AC stenski polnilnik za telefone Android

1 x dvostransko tiskano vezje.

Nekaj najlonskih distančnikov/vijakov M3

-

Za zunanjo temperaturo (neobvezno)

1 x mikrokrmilnik Microchip 16f886 28-pinski PDIP

1 x Vodoodporen temperaturni senzor temperature DS18b20 Paket iz nerjavečega jekla -100 cm žice

1 x 4k7 upor

1 x brezžični modul NRF24L01+

1 x keramični kondenzator 100nF

1 x prototipna plošča iz tiskanega vezja

1 x 85x58x33mm Vodotesna prozorna prevleka iz plastičnega elektronskega kabla Ohišje ohišja projektne škatle

1 x Držalo za shranjevanje plastične škatle za baterije z žičnimi vodili za 2 x AA 3.0V 2AA

2 x AA baterija

Korak: PCB

Za ta projekt sem uporabil dvostransko tiskano vezje. Na voljo so datoteke Gerber. To tiskano vezje se prilega zadnjemu delu zaslona TFT. Temperaturni senzor je nameščen na zadnji strani, da prepreči ogrevanje iz tokokroga. NRF24L01+ priključite na mikrokrmilnik na naslednji način:

nožica 2 - CSN NRF24L01+

nožica 8 - GND NRF24L01+

nožica 9 - CE NRF24L01+

nožica 22 - SCK od NRF24L01+

nožica 23 - MISO od NRF24L01+

nožica 24 - MOSI NRF24L01+

nožica 20 - VCC NRF24L01+

n.c - IRQ za NRF24L01+

3. korak: Zunanja temperatura

Mikrokrmilnik 16f886 se uporablja za odčitavanje temperaturnega senzorja DS18B20 vsakih 5 minut. Ta temperatura se prenaša prek brezžičnega modula NRF24L01+. Tu zadostuje prototipna plošča iz tiskanega vezja. Uporabite naslednjo konfiguracijo pin mikrokrmilnika:

nožica 2 - CSN NRF24L01+

nožica 8 - GND

nožica 9 - CE NRF24L01+

nožica 14 - SCK od NRF24L01+

pin 15 - MISO od NRF24L01+

nožica 16 - MOSI NRF24L01+

pin 20 - +3 volt baterij AA

nožica 21 - IRQ NRF24L01+

nožica 22 - podatki DS18B20 (uporabite kot upor 4k7 kot izvlek)

4. korak: Izhod RS232

Vsakih 5 sekund se meritve izvajajo prek RS232 na pin 27 (9600 baud). Ta vmesnik lahko povežete z računalnikom in za pridobivanje podatkov uporabite terminalski program (npr. Putty). Omogoča vam uporabo meritev za druge namene.

5. korak: Koda

Senzorji, uporabljeni v tem projektu, uporabljajo različne vmesnike mikrokrmilnika 18f26k22. Tako je prvi serijski vmesnik, ki ga uporablja senzor CO2 MH-Z19. Ta vmesnik je nastavljen na 9600 baud. Drugi serijski vmesnik tega mikrokrmilnika se uporablja za meritve senzorja na pin 27 vsakih 5 sekund, tako da ga lahko povežete z računalnikom (nastavljeno tudi na 9600 baud). Senzor temperature/vlažnosti HDC1080 in senzor zračnega tlaka MS5611 delujeta na vmesniku i2c. Zaslon TFT in brezžični modul NRF24L01+ delujeta na istem vmesniku SPI, konfiguriranem pri 8 Mhz. Sam mikrokrmilnik 18f26k22 je nastavljen na 64 Mhz. Privzeto so temperature v stopinjah Celzija. S priključitvijo zatiča 21 na tla dobite temperature v Fahrenheitu. Hvala Achimu Döblerju za grafično knjižnico µGUI in Harryju W (1 in 0) za njegovo 64 -bitno rešitev.

Mikrokrmilnik 16f886 se uporablja za merjenje zunanje temperature. Temperaturni senzor DS18B20 se odčita vsakih 5 minut (tukaj se uporablja enožični protokol) in se pošlje z vmesnikom SPI prek brezžičnega modula NRF24L01+. Večino časa je ta mikrokrmilnik v načinu nizke porabe energije za varčevanje z baterijami. Seveda so podprte tudi negativne temperature. Če te funkcije zunanje temperature ne uporabljate, se ne prikaže na zaslonu TFT, zato ni obvezna.

Za programiranje mikrokrmilnikov 18f26k22 in 16f886 potrebujete programer pickit3. Uporabite lahko brezplačno programsko opremo za programiranje IPE Microchip (ne pozabite nastaviti VDD na 3,0 volta in potrdite polje »Power Target Circuit from Tool« pri »ICSP Options« v meniju »Power«).

6. korak: Prikaz časovnih presledkov

Časovni vtis, kako izgleda približno 15 ur spremljanja vremena. Bele megle na zaslonu v resnici ni.

• Notranja temperatura v rdeči barvi
• Zunanja temperatura v oranžni barvi
• Vlažnost v modri barvi
• Zelena barva zračnega tlaka
• Co2 v rumeni barvi

7. korak: Uživajte

Uživajte v tem projektu !!

Načeloma pa je povsem napačno, če bi poskušali ustanoviti samo teorijo o opaznih velikostih. V resnici se zgodi ravno obratno. Teorija je tista, ki odloča, kaj lahko opazujemo.

~ Albert Einstein v Fiziki in zunaj Wernerja Heisenberga str. 63