Ukedag, kalender, tid, fuktighet/temperatur med batterisparing: 10 trinn (med bilder)

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sist endret: 2024-01-30 11:22

Strømsparingsmodus her er det som skiller denne Instructable fra andre eksempler som viser ukedag, måned, dag i måneden, tid, fuktighet og temperatur. Det er denne evnen som gjør at dette prosjektet kan kjøres fra et batteri, uten krav om en "veggvorte".

Jeg hadde lagt ut en tidligere Instructable, Fuktighet og temperatur LCD -skjerm med strømsparingsmodus: Minimale deler, morsomme, raske og veldig rimelige, og på slutten av instruksjonsboken presenterte jeg et bilde av en valgfri modifikasjon. Denne endringen inkluderte ukedag, kalender og klokkeslett som også ble vist på samme skjerm. Jeg mottok en rekke meldinger som ba om informasjon om den forstørrede skjermen. Derfor legger jeg ut denne instruksjonsboken som en modifikasjon og utvidelse til den tidligere.

For å redde leserne problemet med å måtte finne den tidligere Instructable nevnte, har jeg duplisert noe av informasjonen som presenteres i den Instructable her, og selvfølgelig inkluderer jeg den utvidede informasjonen slik at ukedag, kalender og tid også kan presenteres i tillegg til relativ fuktighet og temperatur. Noen lesere trenger imidlertid ikke ukedag, kalender og tid, og trenger bare fuktighet og temperatur som vises. For de leserne vil den tidligere Instructable fungere bra.

Som jeg nevnte i den tidligere instruksjonsboken, var studien min ikke alltid ved den beste temperaturen, så jeg bestemte meg for at det ville være nyttig å vise omgivelsestemperaturen på skrivebordet mitt. Kostnaden for en sensor som ga fuktighet, i tillegg til temperaturen, var ikke uoverkommelig; Derfor var en fuktighetsvisning inkludert i det prosjektet.

Et ekstra krav oppsto da min ektefelle ofte spurte meg om ukedagen og/eller dagen i måneden, så jeg bestemte meg for å inkludere disse også i displayet. Jeg laget to kopier av prosjektet som ble vist her. En for min studie, og en for rommet i huset vårt der min ektefelle ofte er funnet. Jeg brukte både en (1) sanntidsklokke (RTC) og (2) en fuktighets- og temperatursensor.

Både DHT11 og DHT22 fuktighets-/temperatursensorer jeg vurderte gir temperaturresultater i Celsius. Heldigvis er det en enkel konvertering til Fahrenheit (formatet som brukes i USA, som er min beliggenhet). Skissen nedenfor gir kode som enkelt kan endres for å vise temperaturen i Celsius, hvis det er det som brukes der du befinner deg.

Jeg vurderte både DHT22 og DTH11 sensorene, og bestemte meg for DHT22, selv om det var litt dyrere. DHT11 kan ofte kjøpes for mindre enn $ 2, mens DHT22 ofte finnes for mindre enn $ 5. Hvis den kjøpes direkte fra Kina, kan kostnaden være enda lavere. Hvis jeg bare ville vise temperatur, kunne jeg ha brukt en TMP36 -sensor i stedet for DHT22, og innsett noen besparelser, og det var faktisk slik jeg bygde et enda tidligere DIY -prosjekt av meg. Imidlertid bestemte jeg meg for å inkludere visning av relativ fuktighet blant andre elementer som ble vist i dette prosjektet.

DHT22 er litt mer nøyaktig enn DHT11. Så, den litt høyere kostnaden for DHT22 virket rimelig. Begge DHT -enhetene inneholder kapasitive fuktighetssensorer. Disse fuktighetssensorene er mye brukt til industrielle og kommersielle prosjekter. Selv om de ikke er ekstremt nøyaktige, er de i stand til å fungere ved relativt høye temperaturer og har en rimelig motstand mot kjemikalier i omgivelsene. De måler endringene i et dielektrikum som produseres av den relative fuktigheten i omgivelsene. Heldigvis er endringene i kapasitans i hovedsak lineære i forhold til fuktighet. Den relative nøyaktigheten til disse sensorene kan lett sees ved å plassere to av dem side om side. Hvis dette er gjort, vil det sees at for relativ fuktighet varierer de med maksimalt 1 eller 2 prosentpoeng.

DHT11/22 -sensorene kan enkelt byttes ut mot hverandre. Avhengig av eventuelle kostnadsbegrensninger, kan noen av sensorene velges. De kommer begge i lignende 4-pinners pakker som er utskiftbare, og som vi vil se om kort tid vil bare 3 av de 4 pinnene på hver pakke være nødvendig for å bygge skrivebordets fuktighet og temperaturvisning som presenteres her. Selv om det bare trengs tre pinner for bruk, gir de fire pinnene ekstra stabilitet når disse DHT -sensorene plasseres/monteres på et brødbrett.

På lignende måte vurderte jeg både DS1307 og DS3231 RTC. Siden omgivelsestemperaturen kan påvirke DS1307, bestemte jeg meg for DS3231. Selv om DS1307 valgfritt kan brukes. I en rekke tester som sammenlignet RTC -er i forhold til drift (det vil si å ta feil tid), kom DS3231 ut som mer nøyaktig, men forskjellen i bruk av begge sensorene er ikke så stor.

Selvfølgelig, hvis du enkelt kan koble deg til internett i prosjektet ditt, kan du laste ned tid direkte, så du trenger ikke en sanntidsklokke. Imidlertid antar dette prosjektet at en enkel internettforbindelse ikke er tilgjengelig, og er designet for å fungere uten en.

Hvis du bruker en "veggvorte", er ikke ekstra strømforbruk kanskje av overveldende betydning. Men hvis du driver skjermen fra et batteri, vil redusert strømforbruk forlenge batteriets levetid. Dermed gir denne instruksjonsboken og skissen nedenfor en måte å bruke "Venstre" -knappen på LCD -skjermen til å slå bakgrunnsbelysningen på og av for å redusere strømforbruket.

Som det vil sees i denne instruksjonsboken, krever prosjektet relativt få komponenter ettersom størstedelen av de "tunge løftene" utføres av sensorene og skissen.

Jeg foretrekker å bruke en eksperimentell plattform for mange av prosjektene mine, spesielt for de som vil ende opp som skjermer, siden denne plattformen lar prosjekter håndteres og vises som en enhet.

Trinn 1: De nødvendige elementene

De nødvendige elementene er:

- En eksperimentell plattform, selv om prosjektet kan bygges uten det, gjør det det lettere å vise den endelige konstruksjonen.

- Et brødbrett med 400 punkter

- Et LCD -skjerm med knapper

- En DHT22 (AOSONG AM2302) digital temperatur- og fuktighetssensor.

- En sanntidsklokke, jeg valgte DS3231 (Imidlertid vil en DS1307 fungere med koden som er gitt her, bare vær sikker på at GND-, VCC-, SDA- og SCL -pinnene er koblet på en måte som ligner på DS3231. Det vil si at DS1307 kan erstattes av DS3231 ved ganske enkelt å passe på at de riktige pinnene på DS1307RTC samsvarer med de passende kontaktene på brødbrettet, Dupont -tilkoblingstrådene trenger ikke å flyttes.) Den primære forskjellen mellom disse to RTC -ene er deres nøyaktighet, ettersom DS1307 kan påvirkes av omgivelsestemperatur som kan endre frekvensen til den innebygde oscillatoren. Begge RTC -er bruker I2C -tilkobling.

- Kvinneoverskrifter som skal loddes på LCD -skjermen. Jeg brukte 5 og 6-pinners hunnhoder (selv om du velger det alternative skjoldet, også vist her, er det ikke nødvendig med noen overskrifter). Stikkontakter kan erstattes med mannlige toppnål, og hvis den brukes, må bare kjønn på den ene siden av noen av Dupont-tilkoblingstrådene endres.

- Dupont -tilkoblingskabler

- En Arduino UNO R3 (Andre Arduinos kan brukes i stedet for UNO, men de bør være i stand til å sende ut og håndtere 5v)

- En USB -kabel for å laste opp skissen din fra en datamaskin til UNO

En enhet som en "veggvorte" eller et batteri for å drive UNO etter at den er programmert. Du kan ha mange av de nødvendige elementene på arbeidsbenken din, selv om du kanskje må kjøpe noen. Hvis du har de første få, er det mulig å starte mens du venter på de andre. Alle disse elementene er lett tilgjengelige online via nettsteder som Amazon.com, eBay.com, Banggood.com og mange flere

Trinn 2: Forbereder den eksperimentelle plattformen

Den eksperimentelle plattformen kommer i en vinylpose som inneholder et 120 mm x 83 mm plexiglasark, og en liten plastpose som inneholder 5 skruer, 5 plastavstandere (avstandsstykker), 5 muttere og et ark med fire støtfangere, selvklebende føtter. Alle fire støtfangere vil være nødvendig, det samme vil fire av de andre elementene. Det er en ekstra skrue, avstand og mutter som ikke er nødvendig. Posen inneholder imidlertid ikke instruksjoner.

Opprinnelig kuttes vinylposen opp for å fjerne plexiglasarket og den lille posen. Plexiglasarket er dekket på begge sider med papir for å beskytte det ved håndtering og transport.

Det første trinnet er å skrelle papiret tilbake på hver side av plattformen og fjerne de to arkene. Når papiret er fjernet fra hver side, er de fire hullene for montering av Arduino på plattformen lett å se. Det er lettest hvis akrylarket etter at du har fjernet papiret, skal plasseres med de fire hullene til høyre og hullene nærmest hverandre og nær den ene kanten av akrylplaten, mot deg (som du kan se på vedlagte bilde).

Trinn 3: Montering av Arduino UNO eller klon på den eksperimentelle plattformen

Arduino UNO R3 -kortet har fire monteringshull. De transparente avstandsstykkene er plassert mellom undersiden av en UNO R3 og oversiden av akrylplaten. Når jeg jobbet på mitt første eksperimentelle brett, gjorde jeg en feil ved å anta at avstandsstykkene var skiver som skulle plasseres under plexiglasbrettet for å holde mutrene på plass - det burde de ikke. Avstandsstykkene er plassert under Arduino UNO -kortet, rundt skruene etter at skruene har passert gjennom UNOs monteringshull. Etter å ha passert gjennom brettet passerer skruene gjennom avstandsstykkene og deretter gjennom hullene i akrylplexiglassplaten. Skruene avsluttes av mutrene som følger med i den lille pakken. Skruene og mutrene skal strammes for å sikre at Arduino ikke beveger seg når den er i bruk.

Jeg fant det lettest å starte med hullet nærmest reset -knappen (se bilder) og jobbe meg med klokken rundt Arduino. UNO er festet til brettet, som man kan forvente, med en skrue om gangen.

Du trenger en liten stjerneskrutrekker for å skru skruene. Jeg fant en stikkontakt for å holde nøtter var ganske nyttig, men ikke nødvendig. Jeg brukte drivere laget av Wiha og tilgjengelig på Amazon [a Wiha (261) PHO x 50 og en Wiha (265) 4,0 x 60]. Enhver liten stjerneskrutrekker bør imidlertid fungere uten problemer, og som nevnt tidligere er det egentlig ikke nødvendig med en mutterskriver (selv om det gjør montering raskere, enklere og sikrere).

Trinn 4: Montering av en halv størrelse, 400 festepunkter, brødbrett på den eksperimentelle plattformen

Undersiden av det halvstore brødbrettet er dekket med papir presset på en selvklebende bakside. Fjern dette papiret og trykk brødbrettet med den nå eksponerte selvklebende baksiden på den eksperimentelle plattformen. Du bør prøve å plassere den ene siden av brødbrettet parallelt med siden av Arduino den er nærmest. Bare trykk den selvklebende siden av brødbrettet på akrylbrettet.

Vend deretter plattformen og monter de fire medfølgende plastføttene på de fire hjørnene på plattformens underside.

Uansett hvilken eksperimentell plattform du bruker, bør du ha både Arduino UNO R3 og et halvt brødbrett montert på det, og fire fot på undersiden for å la plattformen og brødbrettet plasseres på en flat overflate uten å ødelegge den overflaten, samtidig som den gir solid støtte til forsamlingen

Trinn 5: LCD -skjermen

Du kan bruke et skjold, for eksempel det som ble vist tidligere med pinner allerede loddet på. Imidlertid har et slikt skjold pins i stedet for stikkontakter, så Dupont -brettbrettkablene må velges deretter. I så fall trenger du bare å montere den på UNO. Ved montering må du passe på at du monterer skjoldet i riktig retning, med pinnene på hver side av skjoldet på linje med stikkontaktene på UNO.

Hvis du bruker et skjold, slik som det jeg bruker her, uten pinner som allerede er loddet på plass. Sett til side hodehoder med henholdsvis 5 og 6 stikkontakter for å lodde på skjoldet. Stikkontaktene til disse hodene skal være på komponentsiden av skjoldet når du lodder dem på (se fotografier). Når overskriftene er loddet på plass, kan du fortsette på samme måte som for et skjold som er kjøpt med pinnene allerede loddet på. Jeg valgte å bruke M-M Dupont-kabler i motsetning til M-F-kabler, da jeg generelt foretrekker M-M-kabler. Du kan imidlertid velge å bruke pinner på LCD -skjermen og ikke kvinnelige overskrifter, i så fall trenger du bare å endre kjønn på den ene siden av Dupont -tilkoblingskablene.

Uansett hvilket skjold du velger å starte med, bør du ha et skjold montert på toppen av en Arduino UNO når du er ferdig. Enten skjold, den med forhåndslodde pinner eller den du loddet selv med kvinnelige overskrifter (eller mannlige overskrifter hvis du velger) bruker ganske mange digitale pinner. Digitale pinner D0 til D3 og D11 til D13 brukes ikke av skjoldet, men vil ikke bli brukt her. Analog sokkel A0 brukes av skjoldet for å holde resultatene av knappetrykk. Dermed er analoge pinner A1 til A5 gratis å bruke. I dette prosjektet, for å forlate LCD -skjermen helt uhindret, brukte jeg bare de analoge stikkontaktene og brukte ingen digitale innganger.

Jeg fant det lettest å bruke et brødbrett med mannlige overskrifter for å holde kvinnelige overskrifter for lodding (se fotografier).

Digital pin 10 brukes til LCD -skjermens bakgrunnsbelysning, og vi vil bruke den i vår skisse for å kontrollere strømmen til LCD -skjermen når skjermen ikke er i bruk. Spesielt vil vi bruke “VENSTRE” -knappen på skjermen for å slå bakgrunnsbelysningen på og av for å spare strøm når skjermen ikke er nødvendig.

Trinn 6: Bruke DHT22 fuktighets- og temperatursensor

Sett de fire pinnene på DHT22 inn i det halve brødbrettet, og monter deretter sensoren på brødbrettet.

Jeg nummererte DHT22 -pinnene 1 til 4 som vist på det medfølgende fotografiet. Strømmen til sensoren leveres via pinne 1 og 4. Spesielt gir pinne 1 +5v strøm, og pinne 4 brukes til jord. Pin 3 brukes ikke, og pin 2 brukes til å gi informasjonen som trengs for displayet vårt.

Koble de tre pinnene som brukes på DHT22, ved hjelp av tilhørende stikkontakter på brødbrettet, for å koble til skjoldet, og dermed Arduino UNO som følger:

1) Pin 1 på sensoren går til skjoldets 5v strømkontakt, 2) Pin 4 på sensoren går til en av skjoldets GND -kontakter, 3) Pinne 2 på sensoren, datautgangspinnen, går til den analoge kontakten A1 (sammenlign denne med min tidligere Instructable der den gikk til digital kontakt 2 på skjoldet). Jeg brukte en analog kontakt i stedet for en digital for å la LCD -skjermen være helt uhindret. Det er nyttig å huske at alle analoge pinner også kan brukes som digitale pinner. Selv om A0 her er forbeholdt skjermknappene.

DHT22 -sensoren kan bare gi oppdatert informasjon hvert 2. sekund. Så hvis du poler sensoren mer enn en gang hvert annet sekund, slik det kan skje her, kan du få resultater som er litt datert. For hjem og kontorer er dette ikke et problem, spesielt ettersom relativ fuktighet og temperatur vises som hele tall uten desimaler.

Trinn 7: Legge til sanntidsklokken (RTC)

Jeg brukte sekspinners siden av DS3231, selv om bare fire pinner er nødvendige. Dette skulle gi enda mer stabilitet for denne RTC når den ble koblet til brødbrettet. Et vedlagt bilde viser CR2032 -batteriet som må kobles til DS3231 RTC for å la det beholde informasjon selv når det er koblet fra en annen strømkilde. Både DS1307 og DS3231 godtar samme stil CR2031 knappebatteri.

Tilkoblingene for DS3231 er som følger:

- GND på DS3231 til GND på LCD -skjermen

- VCC på DS3231 til 5V på LCD -skjermen

- SDA på DS3231 til A4 på LCD -skjermen

- SCL på DS3231 til A5 på LCD -skjermen

Når du er ferdig, vil du ha Dupont -kabler koblet til A1 (for DHT22) og A4 og A5 for SDA- og SCL -pinnene til RTC.

Jeg har også tatt med et bilde av DS1307 (tilleggsutstyr) som viser pinnene som må kobles til. Selv om det ikke kan leses av bildet, er den lille IC nærmest de usolde "hullene" DS1307Z som er RTC. Den andre lille IC som kan sees er en EEPROM som kan brukes til lagring; det er ikke brukt det i skissen nedenfor.

Begge RTC -ene bruker svært lite strøm i nanoamp -serien, så sanntidsklokkene vil beholde informasjon og ikke gå tom for strøm hvis de bare drives av interne batterier. Det er sannsynligvis best å bytte knappbatteri hvert år, selv om strømforbruket er så lavt for begge RTC -er at de muligens kan holde ladningen i flere år.

Trinn 8: Skissen

Dette nettstedet fjerner mindre enn og større enn symboler og teksten mellom disse symbolene. Dermed har jeg ikke sliten av å inkludere skissen i teksten her. For å se skissen som skrevet, last ned den vedlagte tekstfilen. Sekunder vises ikke i skissen, men sendes til de skjulte bufferne på 1602 LCD -skjermen like utenfor skjermbufferne. Så hvis sekunder er noe du vil vise, bare bla kontinuerlig til venstre og deretter til høyre.

I skissen inkluderte jeg en topptekstfil for DS3231, og jeg definerer et objekt av DS3231 -typen. Dette objektet brukes i skissen for å jevnlig hente informasjon om ukedag, måned, dag og tid. Denne informasjonen for ukedag, måned og dag i måneden er tilordnet char -variabler, og deretter blir resultatene som er lagret i disse variablene skrevet ut på LCD -skjermen. Tiden skrives ut i sin helhet, men den sekundære delen av tiden, som diskutert tidligere, sendes til de 24 tegnbufferne som ikke vises på 1602 LCD-skjermen, like forbi de viste tegnene. Som nevnt ovenfor, vises bare timer og minutter, og sekundene er skjult i den tidlige delen av disse 24 tegnbufferne.

LCD -bakgrunnsbelysningen kan slås på når det trengs, og slås av ellers. Siden displayet fremdeles er aktivt, selv om bakgrunnsbelysningen er slått av, kan den leses med et sterkt lys, selv om den er av. Det vil si at bakgrunnsbelysningen ikke trenger å være på for å lese informasjonen på LCD -skjermen, som fortsetter å oppdatere selv om den er slått av.

På skissen vil du se linjen:

RTC.adjust (DateTime (2016, 07, 31, 19, 20, 00));

Dette bruker et objekt av typen RTC_DS1307 og lar oss enkelt angi gjeldende dato og klokkeslett. Skriv inn riktig dato og klokkeslett på denne linjen når du kjører skissen. Jeg fant ut at å gå et minutt forbi gjeldende tid, vist på datamaskinen min, resulterte i en ganske nær tilnærming til den faktiske tiden (det tar IDE litt tid å behandle skissen, og omtrent 10 sekunder ekstra for skissen å kjøre).

Trinn 9: Visning av det monterte prosjektet

Jeg monterte det monterte prosjektet mitt på en visittkortholder (se fotografi). Visittkortholderen var tilgjengelig i min "odds og ender" -samling. Siden jeg har mange av disse holderne, brukte jeg en her. Imidlertid kan det monterte prosjektet like gjerne vises på en mobiltelefonholder osv. Enhver holder som tar det monterte prosjektet fra en flat posisjon til en vinkel på 30-60 grader, bør også fungere.

Trinn 10: Etterpå

Gratulerer! Hvis du fulgte trinnene ovenfor, har du nå et eget display som viser ukedag, kalender, tid, relativ fuktighet og temperatur.

Hvis du fant denne instruksen av verdi, og spesielt hvis du har forslag til forbedringer eller for å øke min kunnskap på dette området, vil jeg gjerne høre fra deg. Du kan kontakte meg på [email protected]. (vennligst erstatt det andre 'i' med et 'e' for å kontakte meg.