Grafisk værstasjon: 7 trinn (med bilder)

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sist endret: 2024-01-30 11:23

Har du alltid ønsket å ha en grafisk værstasjon? Og med nøyaktige sensorer? Kanskje dette prosjektet er noe for deg. Med denne værstasjonen kan du se hva været "gjør". Temperaturer kan for eksempel stige eller falle. Fra et normalt termometer er det ikke mulig å se temperaturhistorikken. Med denne værstasjonen har du en historie på 26 timer, vist over 320 piksler på en TFT -skjerm. Hvert 5. minutt legges en piksel til grafen, slik at du kan se om den har en stigende eller fallende trend. Dette gjøres for temperatur, fuktighet, lufttrykk og CO2 i forskjellige farger. Utetemperatur er også inkludert trådløst. På denne måten kan du "forutsi" været basert på hva lufttrykket gjør.

Vanlige værstasjoner har sensorer som er noen unøyaktige. For eksempel har de normalt en nøyaktighet på +/- 2 grader for temperaturen. For denne værstasjonen brukes mer nøyaktige sensorer. HDC1080 temperatursensoren har en nøyaktighet på +/- 0,2 grader, noe som er langt bedre. Det samme for fuktighet og lufttrykk.

På toppen av TFT -skjermen vises målingene til sensorene og oppdateres hvert 5. sekund. Disse målingene er også tilgjengelige via RS232.

Hovedtrekkene:

• Grafer i forskjellige farger for å gjenkjenne trender
• Nøyaktige sensorer for temperatur, fuktighet og lufttrykk.
• Fabrikkkalibreringsdata og sensortemperatur leses fra sensorer der det er mulig og brukes på kode for å få de mest nøyaktige målingene.
• Temperaturer er tilgjengelige i Celsius (standard) eller Fahrenheit.
• Utetemperatur via trådløs modul (valgfritt)
• RS232 -grensesnitt for fjernovervåking.
• Fin liten design (selv min kone tolererer det i stua vår;-)

Jeg håper du vil like å undersøke værforholdene på samme måte som meg!

Trinn 1: Deler

1 x TFT -modul 2,8 tommer uten berøringspanel ILI9341 stasjon IC 240 (RGB)*320 SPI -grensesnitt

1 x Microchip 18f26k22 mikrokontroller 28-PIN PDIP

1 x HDC1080-modul, GY-213V-HDC1080 Digital sensor for høy fuktighet med temperatursensor

1 x GY-63 MS5611 høyoppløselig atmosfærisk høydesensormodul IIC / SPI

1 x MH-Z19 infrarød co2-sensor for co2-skjerm

1 x (valgfritt) NRF24L01+PA+LNA trådløse moduler (med antenne)

1 x 5V til 3,3V DC-DC Trinn ned strømforsyningsbukkmodul AMS1117 800MA

1 x keramisk kondensator 100nF

2 x akrylbrett 6*12 cm tykkelse 5 mm eller 100*100 mm tykkelse 2 mm

1 x Micro USB -kontakt 5 -pins sete Jack Micro usb DIP4 -ben Fire ben Sett inn plate sete mini usb -kontakt

1 x svart universell Android -telefon Micro USB EU -plugg Travel AC -veggladeradapter for Android -telefoner

1 x PCB dobbeltsidig.

Noen M3 nylon avstandsstykker/skruer

-

For utetemperatur (valgfritt)

1 x Microchip 16f886 mikrokontroller 28-pinners PDIP

1 x Vanntett DS18b20 temperatursonde temperatursensor Rustfritt stålpakke -100cm ledning

1 x 4k7 motstand

1 x NRF24L01+ trådløs modul

1 x keramisk kondensator 100nF

1 x prototype PCB -brødbrett

1 x 85x58x33mm vanntett klart deksel plastisk elektronisk kabel prosjektboksskapsling

1 x oppbevaringsboksholder for plastbatteri med ledninger for 2 x AA 3.0V 2AA

2 x AA -batteri

Trinn 2: PCB

Jeg brukte en dobbeltsidig PCB for dette prosjektet. Gerber -filene er tilgjengelige. Dette kretskortet sitter på baksiden av TFT -skjermen. Temperaturføleren er montert på baksiden for å forhindre oppvarming fra kretsen. Koble NRF24L01+ på følgende måte til mikrokontrolleren:

pin 2 - CSN av NRF24L01+

pin 8 - GND for NRF24L01+

pinne 9 - CE for NRF24L01+

pin 22 - SCK av NRF24L01+

pin 23 - MISO av NRF24L01+

pin 24 - MOSI av NRF24L01+

pin 20 - VCC av NRF24L01+

n.c - IRQ av NRF24L01+

Trinn 3: Utetemperatur

16f886 mikrokontrolleren brukes til å lese DS18B20 temperatursensor hvert 5. minutt. Denne temperaturen overføres via NRF24L01+ trådløs modul. En prototype PCB -brødbrett er tilstrekkelig her. Bruk følgende mikrokontroller -pin -konfigurasjon:

pin 2 - CSN av NRF24L01+

pin 8 - GND

pinne 9 - CE for NRF24L01+

pin 14 - SCK av NRF24L01+

pin 15 - MISO av NRF24L01+

pin 16 - MOSI av NRF24L01+

pin 20 - +3 volt av AA -batteriene

pin 21 - IRQ av NRF24L01+

pin 22 - DS18B20 data (bruk 4k7 motstand som trekk opp)

Trinn 4: RS232 -utgang

Hvert 5. sekund blir målingene gitt via RS232 på pin 27 (9600 baud). Du kan koble dette grensesnittet til datamaskinen din og bruke et terminalprogram (f.eks. Putty) for å hente dataene. Det lar deg bruke målingene til andre formål.

Trinn 5: Kode

Sensorene som brukes i dette prosjektet bruker forskjellige grensesnitt til mikrokontrolleren 18f26k22. Så er det første serielle grensesnittet som brukes av MH-Z19 CO2-sensoren. Dette grensesnittet er satt til 9600 baud. Det andre serielle grensesnittet til denne mikrokontrolleren brukes til å levere sensormålingene ved pin 27 hvert 5. sekund, slik at du kan koble den til datamaskinen din (også satt til 9600 baud). Temperatur-/fuktighetssensoren HDC1080 og lufttrykssensoren MS5611 opererer på i2c -grensesnitt. TFT -skjermen og NRF24L01+ trådløs modul fungerer på det samme SPI -grensesnittet som er konfigurert på 8 Mhz. Selve 18f26k22 mikrokontrolleren er satt til 64 Mhz. Som standard er temperaturene i Celsius. Ved å koble pin 21 til bakken får du temperaturene i Fahrenheit. Takk til Achim Döbler for hans µGUI grafiske bibliotek og Harry W (1and0) for hans 64 -biters løsning.

16f886 mikrokontrolleren brukes til å måle utetemperaturen. DS18B20 temperatursensor leses hvert 5. minutt (en-leder protokoll brukes her) og overføres med SPI-grensesnittet via NRF24L01+ trådløs modul. Mesteparten av tiden er denne mikrokontrolleren i lavt strømforbruk for å spare batterier. Selvfølgelig støttes også negative temperaturer. Hvis denne utetemperaturfunksjonen ikke brukes, vil den ikke vises på TFT -skjermen, så den er valgfri.

For programmering av mikrokontrollerne 18f26k22 og 16f886 trenger du en pickit3 programmerer. Du kan bruke den gratis Microchip IPE -programmeringsprogramvaren (ikke glem å sette VDD til 3,0 volt og merk av i avmerkingsboksen "Power Target Circuit from Tool" på "ICSP Options" på "Power" -menyen).

Trinn 6: Timelaps -visning

Et timelaps -inntrykk av hvordan omtrent 15 timers værovervåking ser ut. Den hvite disen på displayet er ikke der i virkeligheten.

• Innvendig temperatur i rødt
• Utendørs temperatur i oransje
• I blått er fuktigheten
• I grønt lufttrykk
• I gult co2

Trinn 7: Nyt

Kos deg med dette prosjektet !!

Men prinsipielt er det ganske feil å prøve å grunnlegge en teori om observerbare størrelser alene. I virkeligheten skjer det motsatte. Det er teorien som bestemmer hva vi kan observere.

~ Albert Einstein in Physics and Beyond av Werner Heisenberg s. 63