יום בשבוע, לוח שנה, זמן, לחות/טמפרטורה עם חיסכון בסוללה: 10 שלבים (עם תמונות)

2024 מְחַבֵּר: John Day | [email protected]. שונה לאחרונה: 2024-01-30 09:14

מצב חיסכון בחשמל הוא זה שמייחד את המדריך הזה מלבד דוגמאות אחרות המציגות את היום בשבוע, החודש, היום בחודש, הזמן, הלחות והטמפרטורה. יכולת זו היא שמאפשרת את הפעלת הפרויקט מתוך סוללה, ללא דרישה ל"יבלת קיר ".

פרסמתי תצוגת LCD מדריכה, לחות וטמפרטורה קודמת עם מצב חיסכון בחשמל: חלקים מינימליים, מהנים, מהירים וזולים מאוד, ובסוף ההנחיה הצגתי תמונה של שינוי אופציונלי. שינוי זה כלל את יום השבוע, לוח השנה והשעה המוצגים גם הם באותו תצוגה. קיבלתי מספר הודעות המבקשות מידע על אותה תצוגה מוגדלת. לפיכך, אני מפרסם את ההוראה כשינוי והרחבה לקודם הקודם.

כדי לחסוך לקוראים את בעיית הצורך למצוא את ההוראות שהוזכרו קודם לכן, שכפלתי חלק מהמידע המוצג במדריך זה כאן, וכמובן שאני כולל את המידע המוגדל כדי לאפשר ליום השבוע, לוח השנה והזמן גם יוצגו בנוסף ללחות והטמפרטורה היחסית. עם זאת, ייתכן שחלק מהקוראים אינם זקוקים ליום השבוע, ללוח השנה ולזמן, וזקוקים רק ללחות והטמפרטורה המוצגים. עבור אותם קוראים, ההוראה הקודמת הזו תעבוד היטב.

כפי שציינתי במדריך הקודם, המחקר שלי לא תמיד היה בטמפרטורה הטובה ביותר, ולכן החלטתי שיהיה שימושי להציג את טמפרטורת הסביבה על השולחן שלי. עלות חיישן שסיפק לחות, בנוסף לטמפרטורה, לא הייתה אסורה; לכן כללה תצוגת לחות בפרויקט זה.

דרישה נוספת התעוררה כאשר בן הזוג שלי ביקש ממני לעתים קרובות את יום השבוע ו/או את יום החודש, ולכן החלטתי לכלול אותם גם בתצוגה. הכנתי שני עותקים של הפרויקט המוצג כאן. אחד לחדר העבודה שלי, ואחד לחדר בביתנו שבו נמצא בן זוגי לעתים קרובות. השתמשתי בשעון (1) בזמן אמת (RTC) וגם (2) בחיישן לחות וטמפרטורה.

גם חיישני הלחות/טמפרטורה DHT11 וגם DHT22 שחשבתי מספקים תוצאות טמפרטורה ב- Celsius. למרבה המזל מדובר בהמרה קלה לפרנהייט (הפורמט המשמש בארה ב, וזה המיקום שלי). הסקיצה למטה מספקת קוד שניתן לשנותו בקלות להצגת הטמפרטורה בסנטיגראד, אם זה מה שמשתמש במקום בו אתה נמצא.

שקלתי גם את חיישני DHT22 וגם DTH11 והתמקמתי ב- DHT22, אם כי מעט יותר יקר. לעתים קרובות ניתן לרכוש את DHT11 בפחות מ -2 $, בעוד DHT22 נמצא לעתים קרובות בפחות מ -5 $. אם יירכשו ישירות מסין, העלות יכולה להיות אפילו פחותה. אם רק רציתי להציג טמפרטורה, יכולתי להשתמש בחיישן TMP36 במקום ב- DHT22, ולממש קצת חיסכון, ואכן כך בניתי פרויקט DIY מוקדם עוד יותר שלי. עם זאת, החלטתי לכלול את הצגת הלחות היחסית בין פריטים אחרים המוצגים בפרויקט זה.

ה- DHT22 מעט יותר מדויק מה- DHT11. לכן, העלות המעט גבוהה יותר של DHT22 נראתה סבירה. שני מכשירי ה- DHT מכילים חיישני לחות קיבולית. חיישני לחות אלה נמצאים בשימוש נרחב לפרויקטים תעשייתיים ומסחריים. למרות שהם אינם מדויקים במיוחד, הם מסוגלים לפעול בטמפרטורות גבוהות יחסית ובעלי עמידות סבירה בפני כימיקלים בסביבתם. הם מודדים את השינויים בדיאלקטרי המיוצרים על ידי הלחות היחסית של סביבתם. למרבה המזל, השינויים בקיבול הם בעצם ליניאריים ביחס ללחות. ניתן לראות בקלות את הדיוק היחסי של חיישנים אלה על ידי הצבת שניים מהם זה לצד זה. אם זה יתבצע נראה כי עבור לחות יחסית הם נבדלים, לכל היותר, 1 או 2 נקודות אחוז.

ניתן להחליף בקלות את חיישני DHT11/22 זה לזה. בהתאם למגבלות העלות, אם בכלל, ניתן לבחור כל חיישן. שתיהן מגיעות באריזות דומות של 4 פינים הניתנות להחלפה, וכפי שנראה בקרוב יהיה צורך רק ב -3 מתוך 4 הפינים בכל אחת מהחבילות לבניית תצוגת הלחות והטמפרטורה של שולחן העבודה המוצגות כאן. למרות שנדרשים רק שלושה סיכות לשימוש, ארבעת הסיכות מספקות יציבות נוספת כאשר חיישני DHT אלה ממוקמים/מותקנים על לוח לחם.

באופן דומה שקלתי הן את DS1307 והן DS3231 RTC. מכיוון שטמפרטורת הסביבה יכולה להשפיע על ה- DS1307, התמקמתי ב- DS3231. למרות שניתן להשתמש ב- DS1307 אופציונלי. במגוון בדיקות השוואת RTC ביחס להיסחפות (כלומר, הטעות בזמן), ה- DS3231 יצא מדויק יותר, אך ההבדל בשימוש בחיישן אינו כה גדול.

כמובן שאם אתה יכול להתחבר לאינטרנט בקלות בפרויקט שלך, אתה יכול להוריד זמן ישירות וכך אתה לא צריך שעון בזמן אמת. עם זאת, פרויקט זה מניח שחיבור אינטרנט קל אינו זמין, והוא נועד לעבוד ללא אחד.

אם אתה משתמש "יבלת קיר" צריכת חשמל נוספת עשויה להיות לא בעלת חשיבות עצומה. עם זאת, אם אתה מפעיל את המסך מסוללה צריכת חשמל מופחתת תאריך את חיי הסוללה. לפיכך, הוראה זו והשרטוט שלהלן מספקים דרך באמצעות כפתור "שמאל" במגן ה- LCD להדליק ולכבות את התאורה האחורית כדי להפחית את צריכת החשמל.

כפי שנראה במדריך זה, הפרויקט דורש מעט מרכיבים יחסית שכן רוב "ההרמה הכבדה" מבוצעת על ידי החיישנים והשרטוט.

אני מעדיף להשתמש בפלטפורמה ניסיונית עבור רבים מהפרויקטים שלי, במיוחד עבור אלה שיסתיימו כתצוגות, מכיוון שפלטפורמה זו מאפשרת לטפל ולהציג את הפרויקטים כיחידה אחת.

שלב 1: הפריטים הנדרשים

הפריטים הנדרשים הם:

- פלטפורמה ניסיונית, למרות שניתן לבנות את הפרויקט בלעדיו, היא הופכת את הצגת הבנייה הסופית לקלה יותר.

- קרש לחם של 400 נקודות

- מגן LCD עם כפתורים

- חיישן טמפרטורה ולחות דיגיטלי DHT22 (AOSONG AM2302).

- שעון בזמן אמת, בחרתי את ה- DS3231 (עם זאת, DS1307 יעבוד עם הקוד שסופק כאן, רק וודא שסיכות GND, VCC, SDA ו- SCL מחוברות באופן דומה ל- DS3231. כלומר, ה- ניתן להחליף את DS1307 ב- DS3231 פשוט על ידי וודא שהסיכות המתאימות ב- DS1307RTC תואמות את השקעים המתאימים בלוח הלחם, לא יהיה צורך להזיז את חוטי החיבור של Dupont.) ההבדל העיקרי בין שני RTC אלה הוא הדיוק שלהם, שכן DS1307 יכול להיות מושפע מטמפרטורת הסביבה שיכולה לשנות את תדירות המתנד המשולב שלו. שני ה- RTC משתמשים בקישוריות I2C.

- כותרות נקבות להלחמה על מגן ה- LCD. השתמשתי בכותרות נקבות של 5 ו -6 פינים (אם כי אם תבחר במגן החלופי, המוצג גם כאן, לא יהיה צורך בכותרות). ניתן להחליף את השקעים בסיכות כותרת זכר, ואם משתמשים בהן צריך לשנות רק את המין של צד אחד של כמה מחוטי החיבור של דופונט.

- חוטי חיבור לדופונט

- Arduino UNO R3 (ניתן להשתמש ב- Arduino אחרים במקום ה- UNO, אך הם צריכים להיות מסוגלים להוציא ולטפל ב- 5v)

- כבל USB להעלאת הסקיצה שלך ממחשב ל- UNO

מכשיר כגון "יבלת קיר" או סוללה להפעלת ה- UNO לאחר שתוכנת אותו. ייתכן שיש לך הרבה מהפריטים הדרושים על שולחן העבודה שלך, אם כי ייתכן שיהיה עליך לרכוש כמה. אם יש לך את הראשונים, אפשר להתחיל בהמתנה על האחרים. כל הפריטים הללו זמינים באופן מקוון דרך אתרים כגון Amazon.com, eBay.com, Banggood.com ועוד רבים אחרים.

שלב 2: הכנת פלטפורמת הניסוי

פלטפורמת הניסוי מגיעה בשקית ויניל המכילה גיליון פרספקס בגודל 120 מ"מ x 83 מ"מ, ושקית ניילון קטנה המכילה 5 ברגים, 5 סטנדים מפלסטיק (מרווחים), 5 אגוזים ויריעה עם ארבעה פגושים, רגליים דביקות. כל ארבעת הפגושים יהיו נחוצים, וכך גם ארבעה כל אחד מהפריטים האחרים. יש בורג נוסף, עמידה ואום שאינם נדרשים. עם זאת, השקית אינה מכילה הוראות.

בתחילה נחתך שקית הוויניל כדי להסיר את יריעת הפרספקס ואת השקית הקטנה. גיליון הפרספקס מכוסה משני צידיו בנייר כדי להגן עליו בטיפול ובהובלה.

השלב הראשון הוא לקלף את הנייר לאחור מכל צד של הרציף ולהסיר את שני הגיליונות. לאחר הסרת הנייר מכל צד, ניתן לראות בקלות את ארבעת החורים להרכבת הארדואינו לרציף. הכי קל אם לאחר קילוף הנייר, יש להניח את גיליון האקריליק עם ארבעת החורים מימין והחורים הכי קרובים זה לזה וליד קצה אחד של הלוח האקרילי, לעברך (כפי שניתן לראות בתמונה המצורפת).

שלב 3: הרכבת UNO או שיבוט Arduino לפלטפורמת הניסוי

ללוח ה- Arduino UNO R3 יש ארבעה חורי הרכבה. המרווחים השקופים ממוקמים בין החלק התחתון של UNO R3 לבין הצד העליון של הלוח האקרילי. בעבודה על לוח הניסוי הראשון שלי טעיתי בהנחה שהמרווחים הם מכונות כביסה שיש להניח מתחת ללוח הפרספקס בכדי להחזיק את האגוזים במקומם - אסור להם. המרווחים ממוקמים מתחת ללוח ה- Arduino UNO, סביב הברגים לאחר שהברגים עוברים דרך חורי ההרכבה של UNO. לאחר שעבר דרך הלוח הברגים עוברים דרך המרווחים ולאחר מכן דרך החורים בלוח פרספקס אקרילי. הברגים מסתיימים על ידי האומים המצורפים באריזה הקטנה. יש להדק את הברגים והאגוזים כדי להבטיח שהארדואינו לא יזוז בזמן השימוש.

מצאתי שהכי קל להתחיל עם החור הקרוב ביותר לכפתור האיפוס (ראה תמונות) ולעבוד בכיוון השעון סביב הארדואינו. ה- UNO מחובר ללוח, כפי שניתן לצפות, באמצעות בורג אחד בכל פעם.

תזדקק למברג ראש פיליפס קטן כדי לסובב את הברגים. מצאתי שקע לאחסון האגוזים היה די מועיל, אם כי לא הכרחי. השתמשתי בדרייברים תוצרת Wiha וזמינים באמזון [a Wiha (261) PHO x 50 ו- Wiha (265) 4.0 x 60]. עם זאת, כל מברג פיליפס קטן צריך לעבוד ללא בעיה, וכפי שצוין קודם לכן אין צורך באמת במברג אגוזים (אם כי הוא הופך את ההרכבה למהירה יותר, קלה ובטוחה יותר).

שלב 4: הרכבה של חצי גודל, 400 נקודות עניבה, לוח לחם לפלטפורמת הניסוי

החלק התחתון של לוח הלחם בגודל חצי מכוסה בנייר מהודק על גבי דבק. הסר נייר זה ולחץ על לוח הלחם, עם גבו הדבק החשוף כעת, אל הרציף הניסיוני. כדאי לנסות להניח צד אחד של לוח הלחם במקביל לצידו של ארדואינו שהוא הכי קרוב אליו. פשוט לחץ על הצד הדביק של לוח הלחם על לוח האקריליק.

לאחר מכן, הפוך את הרציף והרכב את ארבע רגלי הפלסטיק הכלולות בארבע פינות הצד התחתון של הרציף.

לא משנה באיזה פלטפורמה ניסיונית אתה משתמש, כשאתה מסיים עליך להתקין עליו גם את לוח ה- Arduino UNO R3 וגם לוח לחם בגודל חצי, וארבע רגל על החלק התחתון כדי לאפשר את המשטח והקרש על כל משטח שטוח מבלי לפגוע במשטח זה., תוך מתן תמיכה נחרצת למכלול

שלב 5: מגן ה- LCD

אתה יכול להשתמש במגן, כמו זה שמוצג קודם לכן עם סיכות שכבר מולחמו. עם זאת, למגן כזה יש סיכות ולא שקעים, ולכן יש לבחור את כבלי לוח הלחם של דופונט בהתאם. אם כן, אתה רק צריך להרכיב אותו על UNO. בעת ההרכבה וודא שאתה תעלה את המגן בכיוון הנכון, כאשר הסיכות בכל צד של המגן מיושרות עם השקעים ב- UNO.

אם אתה משתמש במגן, כמו זה שאני משתמש בו כאן, בלי סיכות שהותקנו כבר במקומן. הניחו בצד כותרות נקבות עם 5 ו -6 שקעים, בהתאמה, להלחמה על המגן. השקעים של כותרות אלה צריכים להיות בצד המרכיב של המגן כאשר אתה מלחם אותם (ראה תמונות). לאחר שהכותרות מולחמות במקומן, תוכל להמשיך באופן דומה לזה של מגן שנרכש כשהסיכות כבר מולחמות. בחרתי להשתמש בכבלי M-M Dupont בניגוד לכבלי M-F, מכיוון שבדרך כלל אני מעדיף כבלי M-M. עם זאת, תוכל לבחור להשתמש בסיכות על מגן ה- LCD ולא בכותרות נקבות, ובמקרה זה עליך לשנות רק את המין בצד אחד של כבלי החיבור של Dupont.

באיזה מגן אתה בוחר להתחיל, כשאתה מסיים אתה צריך שיהיה מותקן על מגן ארדואינו UNO. או מגן, זה עם סיכות מולחמות מראש או זה שהלחמת בעצמך בכותרות נקביות (או בכותרות זכר אם תבחר) משתמש בלא מעט סיכות דיגיטליות. סיכות דיגיטליות D0 עד D3 ו- D11 עד D13 אינן משמשות את המגן, אך לא ישמשו אותן כאן. שקע אנלוגי A0 משמש את המגן כדי להחזיק את התוצאות של לחיצות כפתורים. לפיכך, סיכות אנלוגיות A1 עד A5 הינן חופשיות לשימוש. בפרויקט זה, כדי להשאיר את צג ה- LCD ללא הפרעה השתמשתי רק בשקעים האנלוגיים ולא השתמשתי בכניסות דיגיטליות.

מצאתי שהכי קל להשתמש בלוח עם כותרות גבריות בכדי להחזיק את הכותרות הנשיות להלחמה (ראו תמונות).

סיכה דיגיטלית 10 משמשת לתצוגת התאורה האחורית של ה- LCD, ואנו נשתמש בה בסקיצה שלנו כדי לשלוט בהספק אל ה- LCD כאשר המסך אינו בשימוש. באופן ספציפי, נשתמש בלחצן "LEFT" שבמגן כדי להפעיל ולכבות את התאורה האחורית כדי לחסוך בחשמל כאשר אין צורך בתצוגה.

שלב 6: שימוש בחיישן הלחות והטמפרטורה DHT22

הכנס את ארבעת הסיכות של DHT22 ללוח הלחם בגודל החצי, ובכך הרכיב את החיישן על לוח הלחם.

מספרתי את סיכות DHT22 1 עד 4 כפי שמוצג בתצלום הכלול. הכוח לחיישן מסופק באמצעות סיכות 1 ו -4. ספציפית, סיכה 1 מספקת הספק +5 וולט, וסיכה 4 משמשת לקרקע. פין 3 אינו בשימוש, וסיכה 2 משמשת לספק את המידע הדרוש לתצוגה שלנו.

חבר את שלושת הסיכות המשמשות ב- DHT22, באמצעות השקעים המשויכים שלהן על לוח הלחם, כדי להתחבר למגן, וכך ל- UNO Arduino כדלקמן:

1) סיכה 1 של החיישן עוברת לשקע החשמל של ה -5 וולט של המגן, 2) סיכה 4 של החיישן עוברת לאחד ממחברי ה- GND של המגן, 3) סיכה 2 של החיישן, סיכת פלט הנתונים, עוברת לשקע אנלוגי A1 (השווה זאת למדריך הקודם שלי שבו הוא הלך לשקע דיגיטלי 2 במגן). השתמשתי בשקע אנלוגי במקום דיגיטלי כאן כדי להשאיר את מסך ה- LCD ללא הפרעה. כדאי לזכור שכל הסיכות האנלוגיות יכולות לשמש גם כסיכות דיגיטליות. למרות שכאן A0 שמור לכפתורי המגן.

חיישן DHT22 יכול לספק מידע מעודכן רק כל 2 שניות. לכן, אם תקטפו את החיישן יותר מפעם אחת בשתי שניות, כפי שיכול להתרחש כאן, ייתכן שתקבלו תוצאות מתוארכות מעט. עבור בתים ומשרדים זו אינה בעיה, במיוחד מכיוון שהלחות והטמפרטורה היחסית מוצגים כמספרים שלמים ללא עשרוניים.

שלב 7: הוספת השעון בזמן אמת (RTC)

השתמשתי בצד שש הפינים של ה- DS3231, אם כי יש צורך בארבעה סיכות בלבד. זה נועד לספק יציבות רבה יותר ל- RTC זה כאשר הוא מחובר ללוח הלחם. תמונה מצורפת מציגה את סוללת ה- CR2032 שצריך לחבר אותה ל- DS3231 RTC כדי לאפשר לה לשמור מידע גם כשהיא מנותקת ממקור מתח אחר. הן ה- DS1307 והן ה- DS3231 מקבלים את אותה סוללת כפתור CR2031.

החיבורים עבור DS3231 הם כדלקמן:

- GND ב- DS3231 עד GND במגן ה- LCD

- VCC ב- DS3231 עד 5V במגן ה- LCD

- SDA ב- DS3231 עד A4 במגן ה- LCD

- SCL ב- DS3231 עד A5 במגן ה- LCD

כשתסיים יהיו מחוברים כבלי Dupont ל- A1 (עבור DHT22) ו- A4 ו- A5 עבור סיכות ה- SDA וה- SCL של ה- RTC.

צירפתי גם תמונה של ה- DS1307 האופציונלי המראה את הסיכות שצריך לחבר. למרות שאי אפשר לקרוא אותו מהתמונה, ה- IC הקטן הקרוב ביותר ל"חורים "הלא מולחנים הוא ה- DS1307Z שהוא ה- RTC. ה- IC הקטן השני שניתן לראות הוא EEPROM שניתן להשתמש בו לאחסון; הוא אינו משמש אותו בסקיצה להלן.

שני ה- RTC צורכים מעט מאוד חשמל, בטווח ה- nanoamps, כך שהשעונים בזמן אמת ישמרו מידע ולא ייחסרו להם חשמל אם הם יופעלו רק באמצעות סוללות פנימיות. ככל הנראה, עדיף להחליף את סוללת הכפתורים מדי שנה, אם כי הניקוז הנוכחי כל כך נמוך עבור שני ה- RTC עד שהם עשויים להחזיק את המטען שלהם במשך מספר שנים.

שלב 8: הסקיצה

אתר זה מסיר פחות מהסמלים והטקסט שבין סמלים אלה. לפיכך לא נמאס לי לכלול את המערכון בטקסט כאן. כדי לראות את הסקיצה כתובה, אנא הורד את קובץ הטקסט המצורף. שניות אינן מוצגות בסקיצה, אלא נשלחות למאגרים הנסתרים בתצוגת LCD 1602 ממש מעבר למאגרי התצוגה. לכן, אם שניות הן משהו שאתה רוצה להציג, פשוט גלול ברציפות את התצוגה שמאלה ואז ימינה.

במערכון כללתי קובץ כותרת ל- DS3231, ואני מגדיר אובייקט מסוג DS3231. אובייקט זה משמש במערכון כדי לאחזר מעת לעת את המידע על השבוע, החודש, היום והשעה הנדרשים. מידע זה ליום השבוע, החודש ויום החודש מוקצה למשתני char, ולאחר מכן התוצאות המאוחסנות במשתנים אלה יודפסו על ה- LCD. הזמן מודפס במלואו, אך פרק הזמן של שניות, כפי שנדון קודם לכן, נשלח למאגרי התווים ללא תצוגה ב- LCD 1602, ממש מעבר לתווים המוצגים. כפי שצוין לעיל, רק השעות והדקות מוצגות והשניות מוסתרות בחלק המוקדם של 24 מאגרי התווים הללו.

ניתן להדליק את התאורה האחורית של LCD בעת הצורך, ולהפסיק אחרת. מכיוון שהתצוגה עדיין פעילה גם כשהאור האחורי כבוי, ניתן לקרוא אותו באור חזק גם אם הוא כבוי. כלומר, תאורה אחורית לא צריכה להיות מופעלת כדי לקרוא את המידע המוצג על מסך ה- LCD, הממשיך להתעדכן גם אם הוא כבוי.

בשרטוט תראה את השורה:

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

זה משתמש באובייקט מסוג RTC_DS1307 ומאפשר לנו להגדיר בקלות את התאריך והשעה הנוכחיים. אנא הזן את התאריך והשעה המתאימים בשורה זו בעת הפעלת הסקיצה. גיליתי שכניסה של דקה אחרי השעה הנוכחית, המוצגת במחשב שלי, הביאה לקירוב די קרוב לזמן האמיתי (לוקח ל- IDE קצת זמן לעבד את הסקיצה, וכ -10 שניות נוספות להריצת הסקיצה).

שלב 9: הצגת הפרויקט המורכב

הרכבתי את הפרויקט המורכב שלי על מחזיק כרטיס ביקור (ראו תמונה). בעל כרטיס הביקור היה זמין באוסף 'הסיכויים והקצוות' שלי.מכיוון שיש לי הרבה מהמחזיקים האלה, השתמשתי באחד כאן. עם זאת, ניתן להציג את הפרויקט המורכב באותה קלות על מחזיק טלפון נייד וכו '. כל מחזיק שלוקח את הפרויקט המורכב ממיקום שטוח לזווית של 30-60 מעלות אמור לעבוד גם כן.

שלב 10: לאחר מכן

מזל טוב, אם פעלת לפי השלבים למעלה יש לך כעת תצוגה משלך המציגה את יום השבוע, לוח השנה, הזמן, הלחות היחסית והטמפרטורה.

אם מצאת את המדריך הזה בעל ערך, ובמיוחד אם יש לך הצעות לשיפור או להגדלת הידע שלי בתחום זה, אשמח לשמוע ממך. אתה יכול ליצור איתי קשר בכתובת [email protected]. (אנא החלף את ה'i 'השני ב-' e 'ליצירת קשר.