Estació meteorològica fora de línia Arduino: 18 passos (amb imatges)

2024 Autora: John Day | [email protected]. Última modificació: 2024-01-30 08:12

Resum

Vaig durar diverses vegades quan vaig comprar termòmetre, vaig veure que gairebé sempre hi ha diferències en els valors. La meva tasca era seguir la temperatura i la humitat a l’habitació del meu nadó. També es va produir un problema en llegir els valors del rang de 2-3 metres a la majoria de termòmetres i vaig haver de posar-me dret per veure el valor de la temperatura, el problema que tinc amb més termòmetres era la llum. Un altre problema va ser que no puc veure el valor de la temperatura perquè no té llum de fons per estalviar energia. No vull estalviar energia, només necessito un parell d'hores d'emmagatzematge d'energia perquè aquest dispositiu funcioni si s'apaga la línia principal d'energia.

Així que vaig tenir una idea:

- Crear termòmetre amb permís per canviar el valor de la temperatura.

- Que pot ser amb llum de fons i colors. - Per combinar tot el que tenen els termòmetres normals: (RTC, bateria, mínima t, etc.) - I per tenir funcions addicionals com Seasons and Holidays

Així que vaig començar el projecte abans d’un any. La part del programari em va costar diversos mesos completar-la. He creat diverses versions del programari i les dues darreres setmanes he completat el projecte.

Informació del programari del dispositiu

Codi Arduino i biblioteques:

El codi també es penja al pas del codi.

https://github.com/stlevkov/KT2_144

https://github.com/stlevkov/Arduino-Libraries

Funcions del dispositiu

• Pàgina d'arrencada: mostra la data i l'hora de l'última càrrega del firmware.
• Pàgina inicial: mostra l'hora, la data, la icona de la bateria, la icona de la temperatura, el valor de la temperatura, el valor de la humitat, el Tmax, el Tmin, les estacions, les vacances, l'indicador USB quan està endollat.
• Pàgina de menú: amb menús Temp, Clock, Battery, About, Back
• Pàgina temporal: permet calibrar el sensor DHT
• Clock Page: permet editar l'hora i la data
• Pàgina de la bateria: mostra la informació de la bateria,% percentatge, voltatge mV, estat de càrrega
• Quant a la pàgina: mostra informació de l'autor
• Funció Enrere per sortir del menú
• Panells transparents
• RTC llarga vida
• Bateria de liti: fins a ~ 9 hores (450 mAh)
• Indicador de bateria baixa: mostra la icona en vermell ~ 5 minuts restants.
• Diferents colors per a: baixa, mitjana, alta temperatura
• Missatges de vacances i estacions
• Socket programable: a la part posterior
• Interfície d'usuari: mitjançant codificador rotatiu

La part posterior amb el tauler no estarà coberta, perquè vull que el bebè vegi i toqui el tauler mentre el dispositiu no estigui encès. Podeu crear algun tipus de coberta per a la part posterior del tauler.

Pas 1: dibuixeu el dispositiu, dibuixeu la idea inicial

Decidiu què teniu: quantes pàgines, menús, com canviar els menús i les pàgines.

Si teniu una altra idea, podeu canviar-la amb el codi arduino.

Decidiu quina forma voleu i què es pot fer fàcilment. Primer trio la impressió 3D, però després decideixo utilitzar material senzill.

La idea és tenir parets transparents a la part superior i a la part inferior, també es pot crear una caixa més fina.

Per tant, les parts principals de la caixa són:

1. Davant: amb la pantalla i el codificador rotatiu
2. Dret: amb el mòdul RTC
3. Esquerra: amb el mòdul DHT
4. Darrera: amb el costat oposat del tauler
5. Part superior: transparent amb la bateria de 3,7 V i l’interruptor lliscant ON / OFF
6. Part inferior: transparent

Pas 2: trieu els components adequats

1. TP4056 Carregador micro USB 5V 1A 18650 Tauler de càrrega de bateria de liti - Ebay
2. 1.44 "128x128 SPI Mòdul de pantalla TFT LCD a tot color 65K ST7735 - Ebay
3. Mòdul de codificador rotatiu KY-040 per Arduino - Ebay
4. DHT22 AM2302 Sensor digital de temperatura i humitat - Ebay
5. Tiny RTC I2C Modules 24C32 Memory DS1307 Rellotge en temps real Mòdul RTC Board - Ebay
6. Taula de control micro Pro ATmega328P 16MHz Arduino Pro Mini Module - Ebay

7. Bateria recarregable Lipo de 3,7 V 450 mAh - Ebay

8. 6 pins 2 posicions DPDT On / On Mini Slide Switch - Ebay
9. CR2032 CR 2032 Bateria de 3V amb cèl·lula de botó - Ebay
10. Prototip de soldadura de 10x22cm Tauler PCB de coure d'una sola cara universal - Ebay
11. Home i femella de 40 pins de 2,54 mm de presa de capçal, tira única fila - Ebay

Pas 3: prepareu el diagrama de cablejat

El diagrama mostra la connectivitat dels sensors similars, mentre que la pantalla és pràcticament la mateixa.

Per a un ús adequat dels pins, consulteu el codi Arduino al pas Codi.

Descarregueu el fitxer fritzing per obtenir més informació sobre el pinout. Passeu el cursor per sobre dels punts del diagrama per veure els pins exactes dels mòduls.

Pas 4: informació addicional abans de començar: consum d'energia

El projecte utilitza bateria de 450 mAh, però podeu utilitzar-ne més. Només cal que consulteu el consum d’energia per triar i calcular la bateria adequada per a hores d’ús específiques. En utilitzar 450 mAh, el dispositiu pot executar aprox. 9 hores.

En ralent, el dispositiu funciona amb aproximadament 0.102A: aquí no es fan optimitzacions d’estalvi d’energia

Quan es prem el botó, s'aplica el corrent elevat i ronda els 0,177A.

Pas 5: connecteu la pantalla

La pantalla utilitza SPI per a la connexió.

Hi ha una biblioteca adafruit per a aquest controlador ST7735.

Pas 6: Connecteu el mòdul RTC

Creació de modificacions de PCB Per utilitzar la bateria CR2032.

• Traieu D1
• Traieu R4
• Traieu R5
• Traieu R6
• R6 curt

Trobareu més informació sobre aquesta modificació aquí.

Pas 7: connecteu la paret frontal amb la pantalla, el RTC, la bateria i el codificador rotatiu

Si voleu arrencar el dispositiu, només cal que pengeu el codi des del pas Code i seguiu els altres passos mentre canvieu i adjunteu les parts noves.

Pas 8: prepareu parets transparents

Faig servir plexi de 3 mm. Podeu utilitzar material transparent similar. N’utilitzo només un per a la part inferior.

Pas 9: Creeu la paret dreta

Creeu la paret lateral dreta. Utilitzeu la mida CR2032 per al forat.

Pas 10: Creeu la paret lateral esquerra

Creeu la paret lateral esquerra. Utilitzeu la mida del mòdul DHT per al forat.

Pas 11: Creeu el sòcol amb la placa universal i els rails, connecteu RTC, codificador, pantalla i pantalla

Connecteu i soldeu tots els pins seguint el diagrama de filferro. Podeu utilitzar Arduino UNO amb un esbós buit instal·lat per programar l'Arduino Mini. Pins necessaris:

• VCC 5V
• GND
• RX
• TX
• RESTABLEIX

No oblideu desconnectar la bateria de 3,7 V en aquests passos si pengeu l’esbós abans d’acabar amb les peces.

Pas 12: engegueu-lo abans de continuar

En aquest moment, podreu encendre el dispositiu i utilitzar totes les funcions.

Utilitzeu la vista prèvia del vídeo per veure què era el programari de la versió 1.1. També hi ha un enllaç github al pas de resum per veure la darrera actualització.

Enceneu el dispositiu abans de continuar amb la resta de passos abans de tancar la tapa superior. Assegureu-vos que funcioni amb normalitat.

Pas 13: afegiu el TP4056 i la bateria, soldeu l'interruptor de lliscament, afegiu cable de càrrega al pin 5, soldeu el sòcol programable posterior

Després de cada soldadura, proveu el sistema i assegureu-vos que les peces funcionen bé abans de continuar.

Pas 14: creeu la portada superior

Utilitzo full de plexi de 0,5 mm de la caixa del banc de potència.

Pas 15: Codi

Utilitzeu els paràmetres de la secció init per definir les vostres preferències.

Per les vacances, faig servir el búlgar. Podeu editar la matriu utilitzant les vacances del vostre país.

El dispositiu mostra 4 temporades, editeu-les al codi que preferiu per a la vostra ubicació.

Si els vostres sensors són diferents, seguiu les definicions dels pins i editeu-los al codi. He deixat gairebé totes les línies de comentaris per a una millor comprensió del codi.

Plataformes provades:

• Arduino UNO
• Arduino Pro Mini

Agafeu les biblioteques que necessiteu del repositori, utilitzeu-les, definides a l'esbós.

Pas 16: proveu el dispositiu abans dels tocs finals

El dispositiu és perfecte, el meu està calibrat -4 * C, he utilitzat el meu aire condicionat Toshiba, 2 termòmetres de paret senzills i dos termòmetres digitals per calibrar-lo. Si el sensor mesura diferents valors, ara el podeu modificar.

Pas 17: Visualització prèvia de la interfície

No oblideu editar la informació del firmware a la secció init del codi per mostrar les vostres credencials o deixar-la tal qual.