תחנת מזג אוויר גרפית: 7 שלבים (עם תמונות)

2024 מְחַבֵּר: John Day | [email protected]. שונה לאחרונה: 2024-01-30 09:15

תמיד רצית שתהיה לך תחנת מזג אוויר גרפית? ועם חיישנים מדויקים? אולי הפרויקט הזה הוא משהו בשבילך. באמצעות תחנת מזג אוויר זו תוכלו לראות מה מזג האוויר "עושה". הטמפרטורות למשל עלולות לרדת או לרדת. ממד חום רגיל לא ניתן לראות את היסטוריית הטמפרטורות. עם תחנת מזג אוויר זו יש לך היסטוריה של 26 שעות, המוצגת מעל 320 פיקסלים של צג TFT. כל 5 דקות מתווסף פיקסל לגרף שיאפשר לך לראות אם יש לו מגמה עולה או יורדת. זה נעשה עבור טמפרטורה, לחות, לחץ אוויר ו- CO2 בצבעים שונים. טמפרטורת החוץ כלולה גם אלחוטית. בדרך זו תוכלו "לחזות" את מזג האוויר בהתבסס על מה שעושה לחץ האוויר.

בתחנות מזג אוויר רגילות יש חיישנים חלקם לא מדויקים. לדוגמה, לטמפרטורה בדרך כלל יש להם דיוק של +/- 2 מעלות. לתחנת מזג אוויר זו משתמשים בחיישנים מדויקים יותר. לחיישן הטמפרטורה HDC1080 יש דיוק של +/- 0.2 מעלות וזה הרבה יותר טוב. אותו דבר לגבי לחות ולחץ אוויר.

בחלקו העליון של תצוגת TFT מדידות החיישנים מוצגות ומתרעננות כל 5 שניות. מדידות אלה זמינות גם באמצעות RS232.

תכונות עיקריות:

• גרפים בצבעים שונים לזיהוי טרנדים
• חיישנים מדויקים לטמפרטורה, לחות ולחץ אוויר.
• נתוני כיול המפעל וטמפרטורת החיישנים נקראים מחיישנים במידת האפשר ומוחלים על קוד כדי לקבל את המדידות המדויקות ביותר.
• הטמפרטורות זמינות ב צלזיוס (ברירת מחדל) או פרנהייט.
• טמפרטורת חוץ באמצעות מודול אלחוטי (אופציונלי)
• ממשק RS232 לניטור מרחוק.
• עיצוב קטן ונחמד (אפילו אשתי סובלת אותו בסלון שלנו;-)

אני מקווה שתיהנו לבחון את תנאי מזג האוויר כמוני!

שלב 1: חלקים

1 x מודול TFT 2.8 אינץ 'ללא לוח מגע ILI9341 כונן IC 240 (RGB)*320 SPI ממשק

1 x שבב מיקרו-שבב 18f26k22 28-PIN PDIP

1 x מודול HDC1080, GY-213V-HDC1080 חיישן לחות דיגיטלי דיוק גבוה עם חיישן טמפרטורה

1 x GY-63 MS5611 מודול חיישן גובה אטמוספרי ברזולוציה גבוהה IIC / SPI

1 x חיישן co2 אינפרא אדום MH-Z19 לצג co2

1 x (אופציונלי) מודולים אלחוטיים NRF24L01+PA+LNA (עם אנטנה)

1 x 5V ל 3.3V DC-DC הורד מודול אספקת חשמל AMS1117 800MA

1 x קבלים קרמיים 100nF

2 x לוח אקריליק 6*12 ס"מ עובי 5 מ"מ או 100*100 מ"מ עובי 2 מ"מ

1 x מחבר מיקרו USB 5 פינים מושב ג'ק מיקרו usb DIP4 רגליים ארבע רגליים הכנסת מחבר מיני מושב צלחת

1 x שחור אוניברסלי טלפון אנדרואיד מיקרו USB האיחוד האירופי תקע מטען AC מתאם מטען לטלפונים אנדרואיד

1 x PCB דו צדדי.

כמה מרווחי ניילון/ברגים מסוג M3

-

לטמפרטורת חוץ (אופציונלי)

1 x מיקרו-בקר 16f886 מיקרו-בקר PDIP 28 פינים

1 x חיישן טמפרטורת בדיקת טמפרטורה עמיד למים DS18b20 נירוסטה חבילת -100 ס מ חוט

נגד 1 x 4k7

1 x NRF24L01+ מודול אלחוטי

1 x קבלים קרמיים 100nF

1 x לוח אבות טיפוס PCB

1 x 85x58x33 מ מ כיסוי עמיד למים שקוף פלסטיק כבל אלקטרוני

1 x מחזיק ארגז אחסון למארז סוללה עם מוליכים תיליים עבור 2 x AA 3.0V 2AA

2 x סוללת AA

שלב 2: PCB

השתמשתי במחשב דו צדדי לפרויקט זה. קבצי גרבר זמינים. לוח זה מתאים בחלק האחורי של צג ה- TFT. חיישן הטמפרטורה מותקן מאחור כדי למנוע חימום מהמעגל. חבר את NRF24L01+ באופן הבא אל המיקרו -בקר:

סיכה 2 - CSN של NRF24L01+

סיכה 8 - GND של NRF24L01+

סיכה 9 - CE של NRF24L01+

סיכה 22 - SCK של NRF24L01+

סיכה 23 - MISO של NRF24L01+

סיכה 24 - MOSI של NRF24L01+

סיכה 20 - VCC של NRF24L01+

n.c - IRQ של NRF24L01+

שלב 3: טמפרטורה חיצונית

המיקרו -בקר 16f886 משמש לקריאת חיישן הטמפרטורה DS18B20 כל 5 דקות. טמפרטורה זו מועברת באמצעות המודול האלחוטי NRF24L01+. מספיק כאן לוח אב טיפוס של לוח PCB. השתמש בתצורת הסיכה הבאה של המיקרו -בקר:

סיכה 2 - CSN של NRF24L01+

סיכה 8 - GND

סיכה 9 - CE ל- NRF24L01+

סיכה 14 - SCK של NRF24L01+

סיכה 15 - MISO של NRF24L01+

סיכה 16 - MOSI של NRF24L01+

סיכה 20 - +3 וולט של סוללות ה- AA

סיכה 21 - IRQ של NRF24L01+

סיכה 22 - נתוני DS18B20 (השתמש בנגד 4k7 כמשוך למעלה)

שלב 4: יציאת RS232

כל 5 שניות המדידות ניתנות באמצעות RS232 בסיכה 27 (9600 באוד). אתה יכול לחבר את הממשק הזה למחשב שלך ולהשתמש בתוכנית מסוף (למשל Putty) כדי לקבל את הנתונים. זה מאפשר לך להשתמש במדידות למטרות אחרות.

שלב 5: קוד

החיישנים המשמשים בפרויקט זה משתמשים בממשקים שונים של המיקרו -בקר 18f26k22. כך גם הממשק הטורי הראשון בו משתמש חיישן CO2 MH-Z19. ממשק זה מוגדר ל- 9600 baud. הממשק הסידורי השני של המיקרו -בקר הזה משמש לאספקת מדידות החיישן בסיכה 27 כל 5 שניות, כך שתוכל לחבר אותו למחשב שלך (מוגדר גם על 9600 באוד). חיישן הטמפרטורה/לחות HDC1080 וחיישן לחץ האוויר MS5611 פועלים על ממשק i2c. צג TFT ומודול אלחוטי NRF24L01+ פועל על אותו ממשק SPI שהוגדר במהירות 8 מגה -הרץ. המיקרו -בקר 18f26k22 עצמו מוגדר ל- 64 מגה -הרץ. כברירת מחדל, הטמפרטורות הן צלזיוס. על ידי חיבור סיכה 21 לאדמה אתה מקבל את הטמפרטורות בפרנהייט. תודה לאחים דובלר על הספרייה הגרפית µGUI שלו והארי W (1and0) על פתרון ה -64 ביט שלו.

המיקרו -בקר 16f886 משמש למדידת הטמפרטורה החיצונית. חיישן הטמפרטורה DS18B20 נקרא כל 5 דקות (כאן נעשה שימוש בפרוטוקול של חוט אחד) ומועבר עם ממשק SPI באמצעות המודול האלחוטי NRF24L01+. רוב הזמן מיקרו -בקר זה נמצא במצב צריכת חשמל נמוכה כדי לחסוך בסוללות. כמובן שגם טמפרטורות שליליות נתמכות. אם לא נעשה שימוש בתכונה זו של הטמפרטורה החיצונית היא לא תופיע על מסך TFT ולכן היא אופציונלית.

כדי לתכנת את בקרי המיקרו 18f26k22 ו- 16f886 אתה צריך מתכנת pickit3. אתה יכול להשתמש בתוכנת התכנות חינם של Microchip IPE (אל תשכח להגדיר VDD ל -3.0 וולט ולסמן את תיבת הסימון "מעגל מטרה כוח מהכלי" ב"אפשרויות ICSP "בתפריט" כוח ").

שלב 6: הופעת Timelaps

התרשמות בזמן של איך נראית בערך 15 שעות של ניטור מזג אוויר. האובך הלבן בתצוגה אינו קיים במציאות.

• באדום הטמפרטורה הפנימית
• בכתום הטמפרטורה החיצונית
• בכחול הלחות
• בירוק לחץ האוויר
• בצהוב ה- co2

שלב 7: תהנה

תהנה מהפרויקט הזה !!

אבל באופן עקרוני, זה די לא נכון לנסות לבסס תיאוריה רק על גדלים נצפים. במציאות בדיוק ההפך קורה. התיאוריה היא זו שמחליטה מה אנו יכולים לצפות.

~ אלברט איינשטיין בפיזיקה ומעבר לוורנר הייזנברג עמ. 63