Graphical Weather Station: 7 Hakbang (na may Mga Larawan)

2024 May -akda: John Day | [email protected]. Huling binago: 2024-01-30 13:13

Palaging nais na magkaroon ng isang graphic na istasyon ng panahon? At may mga tumpak na sensor? Marahil ang proyektong ito ay isang bagay para sa iyo. Sa istasyong ito ng panahon makikita mo kung ano ang "ginagawa" ng panahon. Ang mga temperatura halimbawa ay maaaring tumaas o mahuhulog. Mula sa isang normal na thermometer hindi posible na makita ang kasaysayan ng temperatura. Sa istasyon ng panahon na ito mayroon kang isang kasaysayan ng 26 na oras, ipinakita sa paglipas ng 320 mga pixel ng isang display na TFT. Tuwing 5 minuto ang isang pixel ay idinagdag sa grap na magbibigay-daan sa iyo upang makita kung ito ay nagkakaroon ng tumataas o bumabagsak na kalakaran. Ginagawa ito para sa temperatura, kahalumigmigan, presyon ng hangin at CO2 sa iba't ibang kulay. Kasama rin sa labas ng temperatura ang wireless. Sa ganitong paraan maaari mong "mahulaan" ang panahon batay sa ginagawa ng presyon ng hangin.

Ang mga normal na istasyon ng panahon ay mayroong mga sensor na ilang hindi tumpak. Halimbawa, para sa temperatura karaniwang mayroon silang isang akurat ng +/- 2 degree. Para sa istasyong ito ng panahon mas maraming tumpak na mga sensor ang ginagamit. Ang sensor ng temperatura ng HDC1080 ay mayroong kawastuhan na +/- 0.2 degree na mas mahusay. Pareho para sa halumigmig at presyon ng hangin.

Sa tuktok ng display ng TFT ang mga sukat ng mga sensor ay ipinapakita at na-refresh bawat 5 segundo. Ang mga sukat na ito ay magagamit din sa pamamagitan ng RS232.

Pangunahing tampok:

• Mga graphic sa iba't ibang kulay para sa pagkilala ng mga trend
• Tumpak na mga sensor para sa temperatura, halumigmig at presyon ng hangin.
• Ang data ng pag-calibrate ng pabrika at temperatura ng sensor ay binabasa mula sa mga sensor kung saan posible at inilapat sa code upang makuha ang pinaka tumpak na mga sukat.
• Magagamit ang mga temperatura sa Celsius (default) o Fahrenheit.
• Sa labas ng temperatura sa pamamagitan ng wireless module (opsyonal)
• RS232 interface para sa malayuang pagsubaybay.
• Magandang maliit na disenyo (kahit na ang aking asawa ay pinahihintulutan ito sa aming sala;-)

Inaasahan kong masisiyahan ka sa pagsusuri sa mga kondisyon ng panahon tulad ng ginagawa ko!

Hakbang 1: Mga Bahagi

1 x TFT Modyul 2.8 pulgada nang walang Touch Panel ILI9341 Drive IC 240 (RGB) * 320 SPI Interface

1 x Microchip 18f26k22 microcontroller 28-PIN PDIP

1 x HDC1080 module, GY-213V-HDC1080 Mataas na Katumpakan Digital Humidity Sensor na may Temperatura Sensor

1 x GY-63 MS5611 Mataas na resolusyon ng Atmospheric Height Sensor Module IIC / SPI

1 x MH-Z19 infrared co2 sensor para sa co2 monitor

1 x (opsyonal) NRF24L01 + PA + LNA mga wireless module (na may antena)

1 x 5V Sa 3.3V DC-DC Hakbang Down Power Supply Buck Module AMS1117 800MA

1 x Ceramic capacitor 100nF

2 x Acrylic Board 6 * 12cm kapal 5mm o 100 * 100mm kapal 2mm

1 x Micro USB konektor 5pin upuan Jack Micro usb DIP4 binti Apat na paa Ang pagpasok ng upuan ng plato mini usb konektor

1 x Itim na Universal Android Telepono Micro USB EU Plug Travel AC Wall Charger Adapter Para sa Mga Android na Telepono

1 x PCB dobleng panig.

Ang ilang mga M3 naylon spacer / turnilyo

-

Para sa labas ng temperatura (opsyonal)

1 x Microchip 16f886 microcontroller 28-pin PDIP

1 x Hindi tinatagusan ng tubig DS18b20 temperatura probe sensor ng temperatura Hindi kinakalawang na asero package -100cm wire

1 x 4k7 risistor

1 x NRF24L01 + Wireless Module

1 x Ceramic capacitor 100nF

1 x Prototype PCB breadboard

1 x 85x58x33mm Hindi tinatagusan ng tubig Malinaw na Cover Cover Plastic Electronic Cable Project Box Kaso ng Enclosure

1 x Plastik na May Kahon ng Storage Box ng Baterya na may Mga Wire Leads para sa 2 X AA 3.0V 2AA

2 x AA na baterya

Hakbang 2: PCB

Gumamit ako ng dobleng panig na PCB para sa proyektong ito. Magagamit ang mga Gerber file. Tama ang sukat ng PCB na ito sa likuran ng display na TFT. Ang sensor ng temperatura ay naka-mount sa likod upang maiwasan ang pag-init mula sa circuit. Ikonekta ang NRF24L01 + sa sumusunod na paraan sa microcontroller:

pin 2 - CSN ng NRF24L01 +

pin 8 - GND ng NRF24L01 +

pin 9 - CE ng NRF24L01 +

pin 22 - SCK ng NRF24L01 +

pin 23 - MISO ng NRF24L01 +

pin 24 - MOSI ng NRF24L01 +

pin 20 - VCC ng NRF24L01 +

n.c - IRQ ng NRF24L01 +

Hakbang 3: Sa Labas ng Temperatura

Ginagamit ang 16f886 microcontroller upang basahin ang sensor ng temperatura ng DS18B20 tuwing 5 minuto. Ang temperatura na ito ay ipinapadala sa pamamagitan ng NRF24L01 + wireless module. Ang isang prototype PCB breadboard ay sapat dito. Gamitin ang sumusunod na pagsasaayos ng pin ng microcontroller:

pin 2 - CSN ng NRF24L01 +

pin 8 - GND

pin 9 - CE ng NRF24L01 +

pin 14 - SCK ng NRF24L01 +

pin 15 - MISO ng NRF24L01 +

pin 16 - MOSI ng NRF24L01 +

pin 20 - +3 volt ng mga baterya ng AA

pin 21 - IRQ ng NRF24L01 +

pin 22 - data ng DS18B20 (gumamit ng 4k7 risistor bilang pull up)

Hakbang 4: Output ng RS232

Tuwing 5 segundo ang mga sukat ay ibinibigay sa pamamagitan ng RS232 sa pin 27 (9600 baud). Maaari mong ikonekta ang interface na ito sa iyong computer at gumamit ng isang programa ng terminal (hal. Putty) upang makuha ang data. Pinapayagan kang gamitin ang mga sukat para sa iba pang mga layunin.

Hakbang 5: Code

Ang mga sensor na ginamit sa proyektong ito ay gumagamit ng iba't ibang mga interface ng 18f26k22 microcontroller. Gayundin ang unang serial interface na ginamit ng MH-Z19 CO2 sensor. Ang interface na ito ay nakatakda sa 9600 baud. Ang pangalawang serial interface ng microcontroller na ito ay ginagamit para sa pagbibigay ng mga sukat ng sensor sa pin 27 bawat 5 segundo upang maikonekta mo ito sa iyong computer (itinakda din sa 9600 baud). Ang sensor ng temperatura / kahalumigmigan ng HDC1080 at sensor ng presyon ng hangin ng MS5611 ay nagpapatakbo sa interface ng i2c. Ang TFT display at NRF24L01 + wireless module ay nagpapatakbo sa parehong interface ng SPI na na-configure sa 8 Mhz. Ang 18f26k22 microcontroller mismo ay nakatakda sa 64 Mhz. Bilang default, ang temperatura ay nasa Celsius. Sa pamamagitan ng pagkonekta sa pin 21 sa lupa makakakuha ka ng mga temperatura sa Fahrenheit. Salamat kay Achim Döbler para sa kanyang µGUI graphic library at Harry W (1and0) para sa kanyang 64bit solution.

Ang 16f886 microcontroller ay ginagamit para sa pagsukat ng temperatura sa labas. Ang sensor ng temperatura ng DS18B20 ay binabasa tuwing 5 minuto (isang-wire na protokol ang ginagamit dito) at ipinadala sa interface ng SPI sa pamamagitan ng NRF24L01 + wireless module. Karamihan sa mga oras na ang microcontroller na ito ay nasa mababang mode ng kuryente upang makatipid ng mga baterya. Syempre sinusuportahan din ang mga negatibong temperatura. Kung ang tampok na ito sa labas ng temperatura ay hindi ginamit hindi ito lilitaw sa TFT screen kaya opsyonal ito.

Para sa pagprograma ng 18f26k22 at 16f886 microcontrollers kailangan mo ng isang pickit3 programmer. Maaari mong gamitin ang libreng Microchip IPE programming software (huwag kalimutang itakda ang VDD sa 3.0 volt at lagyan ng tsek ang checkbox na "Power Target Circuit mula sa Tool" sa "ICSP Opsyon" sa menu na "Power").

Hakbang 6: Impresyon ng Timelaps

Isang impression ng timelaps kung paano ang hitsura ng tungkol sa 15 oras ng pagsubaybay sa panahon. Ang puting haze sa display ay wala doon sa realidad.

• Sa pula ang temperatura sa loob
• Sa orange ang temperatura sa labas
• Sa asul ang halumigmig
• Sa berde ang presyon ng hangin
• Sa dilaw ang co2

Hakbang 7: Masiyahan

Masiyahan sa proyektong ito !!

Ngunit sa prinsipyo, napakasama na subukang magtatag ng isang teorya sa mga napapansin na kalakhang nag-iisa. Sa katotohanan kabaliktaran ang nangyayari. Ang teorya ang nagpapasya kung ano ang maaari nating obserbahan.

~ Albert Einstein sa Physics at Beyond of Werner Heisenberg p. 63