Una estació meteorològica amb microcontrolador Atmega328P-PU: 5 passos

2024 Autora: John Day | [email protected]. Última modificació: 2024-01-30 08:11

Recentment he pres un curs gratuït en línia amb edx (fundat per la Universitat de Harvard i el MIT el 2012, edX és una destinació d'aprenentatge en línia i un proveïdor de MOOC, que ofereix cursos d'alta qualitat de les millors universitats i institucions del món a estudiants de tot arreu), amb el títol: Backyard Meteorology: The Science of Weather, i va ser molt informatiu i ho recomano a totes les persones que estiguin interessades en la meteorologia amateur, a la primera o segona conferència, el professor John Edward Huth -l’instructor- va recomanar comprar una estació meteorològica que pogués mesurar l’altitud de la ubicació geogràfica i la pressió atmosfèrica baromètrica, vaig pensar que, en lloc de comprar un baròmetre o una estació meteorològica, la millor idea era fer-ne un amb els components més barats disponibles al meu voltant i a la meva safata d’escombraries, vaig fer una cerca al web i vaig trobar alguns projectes, alguns al lloc instructable, el meu problema era utilitzar un microcontrolador nu, no un Arduino o un Raspberry pi que eren i són més cars, el preu d’AtmegaP-PU, Arduino Uno i Reaspberry Pi zero (el Pi més barat) són: 4, 12 i 21 dòlars, de manera que l’AtmegaP-PU és el més barat. Els sensors que he utilitzat en aquest projecte són: DHT22 (sensor digital de mesura de temperatura i humitat) que costa gairebé 8 dòlars; és més precís que el sensor DHT11; també he utilitzat el sensor de pressió baromètrica de temperatura BMP180, el mòdul d’altitud, que és de 6 dòlars. i he fet ús de la llum de fons verda del mòdul de pantalla LCD Nokia 5110 amb adaptador de PCB per a Arduino, que només costa 5 dòlars, de manera que amb un pressupost de 23 dòlars i alguns cables i altres parts de la meva escombria, podria fer aquesta fantàstica estació meteorològica que T’explicaré en els següents paràgrafs.

Pas 1: PAS 1: DISSENY I DIAGRAMA DEL CIRCUIT

Com que el meu objectiu era mesurar la temperatura i la humitat relativa i la pressió barometrica i l’altitud, de manera que els sensors que he d’utilitzar són, DHT22 i BMP180, faig servir DHT22 per mesurar la temperatura i la humitat relativa i el BMP180 per a pressió i altitud baromètrica. el BMP180 també podria mesurar la temperatura, però la temperatura mesurada per DHT22 és més precisa que el sensor BMP180. i el Nokia 5110 per mostrar els valors mesurats i, com he explicat a la introducció, Atmega328P-PU com a microcontrolador, podeu veure el disseny del sistema i el diagrama de circuits a la figura anterior.

Pas 2: PAS 2: Eines necessàries

Les eines necessàries es mostren a les figures anteriors i són les següents:

1- Eines mecàniques:

1-1- serra de mà

1-2- trepant petit

1-3- tallador

Decapant d’1-4 fils

Tornavís 1-5

1-6 soldador

2-Eines electròniques:

2-1-multímetre

Font d'alimentació de 2 a 2, consulteu el meu manual per fer-ne una de petita:

Tauler de 2-3 pa

2-4-Arduino Uno

Pas 3: Pas 3: Components i material necessari

1-Material mecànic:

1-1-carcassa en aquest projecte he utilitzat un cas mostrat anteriorment, que el vaig fer per als meus projectes anteriors (consulteu:

2-Components electrònics:

2-1-ATMEGA328P-PU:

2-2- LCD gràfic 84x48 - Nokia 5110:

Condensadors de cristall de 2-3 a 16 MHz + 20pF:

2-4- BMP180 Sensor de pressió, temperatura i altitud baromètrica:

2-5- Sensor digital de temperatura i humitat DHT22 / AM2302:

2-6- Jumper wire:

2-7- Bateria recarregable de 9 volts:

Regulador lineal 2-8-LM317 amb voltatge de sortida variable:

Pas 4: pas 4: programació d'ATMEGA328P-PU

En primer lloc, s’hauria d’escriure l’esbós d’Arduino, els he utilitzat en diferents llocs i l’he modificat amb el meu projecte, de manera que el podeu descarregar si voleu fer-lo servir, per a les biblioteques rellevants podeu utilitzar els llocs rellevants, especialment github.com, algunes de les adreces de les biblioteques són les següents:

Nokia 5110:

BMP180:

En segon lloc, s’hauria de penjar el programa anterior a ATMEGA328P-PU, si aquest microcontrolador es compra amb el carregador d’arrencada, no cal carregar-hi el programa de carregador d’arrencada, però si el microcontrolador ATMEGAP-PU no està carregat amb el carregador d’arrencada, hauríem de carregar-lo. fes-ho al seu moment, hi ha un munt d’instructibles per utilitzar per a aquest procediment, també pots fer servir el lloc d’Arduino: https://www.arduino.cc/en/Tutorial/ArduinoToBreadb… i instruccions com: https:// www.instructables.com / id / burning-atmega328 …

En tercer lloc, després de carregar el carregador d’arrencada a ATMEGA328P-PU, hauríeu de començar a carregar l’esbós principal al microcontrolador. lloc, el meu circuit es mostra a la part superior.

Pas 5: Pas 5: elaboració del projecte

Per tal de fer el projecte, heu de provar el circuit en una placa de paret, així que utilitzeu una placa de paret i cables de pont com es mostra a la figura i proveu el projecte per veure la pantalla, si veieu el que voleu mesurar al NOKIA 5110 pantalla, llavors és el moment adequat per seguir la resta del procediment de creació de l'estació meteorològica; si no, heu d'esbrinar el problema que és el programari o el maquinari, normalment es deu a connexions incorrectes o incorrectes dels cables de pont, seguiu el diagrama del circuit el més a prop possible.

El següent pas és fer el projecte, de manera que per fer una connexió permanent per al microcontrolador, heu d’utilitzar un sòcol IC i soldar-lo amb un petit tros de perf. i dues peces de capçalera de pin femella com es mostra a les fotos anteriors, a causa de les moltes clavilles de sòcol IC que són 28 i el capçal de pin de 14 + 14, de manera que heu de soldar 56 soldadures i hauríeu de provar totes aquestes soldadures els punts per a una connectivitat adequada i per a la no connectivitat de punts adjacents, abans d'assegurar-vos del correcte funcionament d'aquesta peça, no us embarqueu a utilitzar-la per inserir el microcontrolador. si tot va bé, ara hauríeu de connectar les següents parts.

Una altra cosa important a tenir en compte és el fet que els components necessiten 5 V per funcionar, però la llum posterior de la pantalla NOKIA 5110 necessita 3,3 V, si utilitzeu 5 V per a la llum posterior, pot afectar greument la vida útil de la pantalla per tant, he utilitzat dos reguladors lineals LM317 amb voltatge de sortida variable i he ajustat un per a la sortida de 5V i un altre per a sortida de 3,3 V, de fet, he fabricat jo mateix el de 5V i he comprat un altre amb sortida de 3,3V. Ara és el moment de fixar els components a la carcassa, podeu veure les fotos, el sensor DHT22 s’ha de fixar de manera que la seva cara d’entrada estigui fora de la caixa per detectar la temperatura i la humitat relativa, però la pressió baromètrica BMP180, El sensor de temperatura i altitud podria estar dins de la carcassa, però s’haurien de fer prou forats a la carcassa per fer-lo en contacte amb l’aire exterior, tal com es va poder veure a les fotos anteriors. Un altre punt important és proporcionar un petit rendiment., que podríeu veure a les fotos, i feu dues files de capçaleres de pins femelles una per a connexions a terra o negatives i una per a sortides de 5V positives.

Ara, és hora de connectar els components i els conjunts, connectar tots els cables segons el diagrama del circuit i assegurar-se que res no quedi fora, en cas contrari hi haurà problemes amb el resultat final.