Hari dalam seminggu, Kalendar, Masa, Kelembapan / Suhu Dengan Penjimat Bateri: 10 Langkah (dengan Gambar)

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2024-01-30 11:09

Mod penjimatan tenaga di sini adalah yang membezakan Instructable ini daripada contoh lain yang menunjukkan hari dalam seminggu, bulan, hari bulan, masa, kelembapan, dan suhu. Keupayaan inilah yang membolehkan projek ini dijalankan dari bateri, tanpa memerlukan "wall wart".

Saya telah menyiarkan Paparan LCD Instructable, Humidity and Temperature sebelumnya dengan Mode Penjimatan Daya: Bahagian minimum, Menyeronokkan, Cepat, dan Sangat Murah, dan pada akhir Instructable itu saya membentangkan gambar pengubahsuaian pilihan. Pengubahsuaian itu termasuk hari dalam seminggu, kalendar, dan waktu juga ditunjukkan pada paparan yang sama. Saya menerima sejumlah mesej yang meminta maklumat mengenai paparan tambahan itu. Oleh itu, saya menyiarkan Instructable ini sebagai pengubahsuaian dan pelanjutan kepada yang sebelumnya.

Untuk menyelamatkan pembaca masalah kerana perlu mencari Instruksional yang disebutkan sebelumnya, saya telah menggandakan beberapa maklumat yang disajikan dalam Instructable itu di sini, dan tentu saja termasuk maklumat tambahan untuk membenarkan Hari Minggu, Kalendar, dan Masa untuk juga dipersembahkan sebagai tambahan kepada Kelembapan dan Suhu Relatif. Walau bagaimanapun, sebilangan pembaca mungkin tidak memerlukan hari, kalendar, dan waktu dalam seminggu, dan hanya memerlukan kelembapan dan suhu yang dipaparkan. Bagi pembaca itu, Instructable yang lebih awal akan berfungsi dengan baik.

Seperti yang saya nyatakan di Instructable sebelumnya, kajian saya tidak selalu pada suhu terbaik, jadi saya memutuskan akan berguna untuk memaparkan suhu persekitaran di meja saya. Kos sensor yang memberikan kelembapan, selain suhu, tidak melarang; oleh itu paparan kelembapan dimasukkan dalam projek itu.

Keperluan tambahan timbul kerana pasangan saya sering meminta saya untuk hari dalam seminggu dan / atau hari bulan itu, jadi saya memutuskan untuk memasukkannya ke dalam paparan juga. Saya membuat dua salinan projek yang ditunjukkan di sini. Satu untuk kajian saya, dan satu lagi untuk bilik di rumah kami di mana pasangan saya sering dijumpai. Saya menggunakan (1) Jam masa nyata (RTC) dan (2) sensor kelembapan dan suhu.

Kedua-dua sensor kelembapan / suhu DHT11 dan DHT22 yang saya anggap memberikan hasil suhu dalam Centigrade. Nasib baik ia adalah penukaran mudah ke Fahrenheit (format yang digunakan di Amerika Syarikat, yang merupakan lokasi saya). Sketsa di bawah ini memberikan kod yang dapat diubah dengan mudah untuk menampilkan suhu di Centigrade, jika itulah yang digunakan di tempat anda berada.

Saya mempertimbangkan kedua-dua sensor DHT22 dan DTH11, dan menggunakan DHT22, walaupun sedikit lebih mahal. DHT11 sering boleh dibeli dengan harga kurang dari $ 2, sementara DHT22 sering dijumpai dengan harga kurang dari $ 5. Sekiranya dibeli terus dari China, kosnya boleh lebih rendah. Sekiranya saya hanya mahu memaparkan suhu, saya mungkin menggunakan sensor TMP36 dan bukannya DHT22, dan dapat menjimatkan penjimatan, dan memang inilah cara saya membina projek DIY yang lebih awal. Walau bagaimanapun, saya memutuskan untuk memasukkan paparan kelembapan relatif antara item lain yang dipaparkan dalam projek ini.

DHT22 sedikit lebih tepat daripada DHT11. Oleh itu, kos DHT22 yang sedikit lebih tinggi nampaknya berpatutan. Kedua-dua peranti DHT mengandungi sensor kelembapan kapasitif. Sensor kelembapan ini banyak digunakan untuk projek industri dan komersial. Walaupun tidak terlalu tepat, mereka mampu berfungsi pada suhu yang agak tinggi dan mempunyai daya tahan yang munasabah terhadap bahan kimia di persekitarannya. Mereka mengukur perubahan dielektrik yang dihasilkan oleh kelembapan relatif persekitarannya. Nasib baik, perubahan kapasitansi pada dasarnya linear berkaitan dengan kelembapan. Ketepatan relatif sensor ini dapat dilihat dengan mudah dengan meletakkan dua daripadanya secara bersebelahan. Sekiranya ini dilakukan, dapat dilihat bahawa untuk kelembapan relatif mereka berbeza, paling banyak, 1 atau 2 mata peratusan.

Sensor DHT11 / 22 mudah diganti antara satu sama lain. Bergantung pada kekangan kos, jika ada, salah satu sensor boleh dipilih. Mereka berdua hadir dalam pakej 4-pin serupa yang boleh ditukar ganti, dan seperti yang akan kita lihat tidak lama lagi, hanya 3 daripada 4 pin pada kedua-dua pakej yang diperlukan untuk membina paparan kelembapan dan suhu desktop yang ditunjukkan di sini. Walaupun hanya diperlukan tiga pin untuk digunakan, keempat-empat pin memberikan kestabilan tambahan apabila sensor DHT ini diletakkan / dipasang di papan roti.

Dengan cara yang serupa, saya mempertimbangkan kedua-dua DS1307 dan DS3231 RTC. Oleh kerana suhu persekitaran boleh mempengaruhi DS1307, saya menggunakan DS3231. Walaupun DS1307 boleh digunakan secara pilihan. Dalam pelbagai ujian yang membandingkan RTC berkaitan dengan drift (iaitu, membuat masa yang salah), DS3231 keluar menjadi lebih tepat, tetapi perbezaan dalam menggunakan sensor tersebut tidak begitu hebat.

Sudah tentu, jika anda dapat menyambung ke internet dalam projek anda dengan mudah, anda boleh memuat turun masa secara langsung dan jadi anda tidak memerlukan jam masa nyata. Walau bagaimanapun, projek ini menganggap sambungan internet yang mudah tidak tersedia, dan dirancang untuk berfungsi tanpa satu.

Sekiranya anda menggunakan "wall wart" penggunaan tenaga tambahan mungkin tidak terlalu penting. Namun, jika anda menghidupkan paparan dari bateri, penggunaan tenaga yang dikurangkan akan memperpanjang jangka hayat bateri. Oleh itu, Instruksional ini dan lakaran di bawah ini memberikan jalan, dengan menggunakan butang "Kiri" pada perisai LCD, untuk menghidupkan dan mematikan lampu latar untuk mengurangkan penggunaan kuasa.

Seperti yang akan dilihat dalam Instructable ini, projek ini memerlukan komponen yang relatif sedikit kerana sebagian besar "pengangkat berat" dilakukan oleh sensor dan lakaran.

Saya lebih suka menggunakan platform eksperimen untuk banyak projek saya, terutamanya untuk projek yang akan berakhir sebagai paparan, kerana platform ini membolehkan projek dikendalikan dan dipaparkan sebagai satu unit.

Langkah 1: Item Yang Diperlukan

Item yang diperlukan adalah:

- Platform eksperimen, walaupun projek itu dapat dibina tanpanya, ia menjadikan paparan pembinaan akhir menjadi lebih mudah.

- Papan roti 400 mata dasi

- Perisai LCD dengan butang

- Sensor suhu dan kelembapan digital DHT22 (AOSONG AM2302).

- Jam masa nyata, saya memilih DS3231 (Walau bagaimanapun, DS1307 akan berfungsi dengan kod yang disediakan di sini, pastikan pin GND, VCC, SDA dan SCL disambungkan dengan cara yang serupa dengan DS3231. Iaitu, DS1307 dapat diganti dengan DS3231 dengan hanya memastikan pin yang sesuai pada DS1307RTC sesuai dengan soket yang sesuai di papan roti, wayar penyambung Dupont tidak perlu dipindahkan.) Perbezaan utama antara kedua RTC ini adalah ketepatannya, kerana DS1307 boleh dipengaruhi oleh suhu persekitaran yang dapat mengubah frekuensi pengayun on-boardnya. Kedua-dua RTC menggunakan sambungan I2C.

- Header wanita akan disolder pada pelindung LCD. Saya menggunakan header wanita 5 dan 6-pin (walaupun jika anda memilih perisai alternatif, juga ditunjukkan di sini, tidak diperlukan header). Pin header lelaki boleh diganti dengan soket, dan jika digunakan hanya jantina satu sisi dari beberapa wayar penyambung Dupont yang perlu ditukar.

- Kabel penyambung Dupont

- Arduino UNO R3 (Arduino lain dapat digunakan sebagai pengganti UNO, tetapi mereka harus mampu mengeluarkan dan menangani 5v)

- Kabel USB untuk memuat naik lakaran anda dari komputer ke UNO

Peranti seperti "kutil dinding" atau bateri untuk memberi kuasa kepada UNO setelah diprogramkan. Anda mungkin mempunyai banyak barang yang diperlukan di meja kerja anda, walaupun anda mungkin perlu membeli beberapa barang. Sekiranya anda mempunyai beberapa yang pertama, mungkin untuk memulakan sementara menunggu yang lain. Semua item ini boleh didapati secara dalam talian melalui laman web seperti Amazon.com, eBay.com, Banggood.com dan banyak lagi

Langkah 2: Menyiapkan Platform Eksperimen

Platform eksperimen terdapat dalam beg vinil yang mengandungi kepingan Plexiglas 120mm x 83mm, dan beg plastik kecil yang mengandungi 5 skru, 5 penutup plastik (spacer), 5 kacang dan satu helai dengan empat bumper, kaki pelekat sendiri. Keempat-empat bumper akan diperlukan, begitu juga dengan empat barang yang lain. Terdapat skru, penyangga, dan mur tambahan yang tidak diperlukan. Walau bagaimanapun, beg itu tidak mengandungi arahan.

Pada mulanya beg vinil dipotong terbuka untuk mengeluarkan kepingan Plexiglas dan beg kecil. Lembaran Plexiglas ditutup di kedua sisi dengan kertas untuk melindunginya semasa pengendalian dan transit.

Langkah pertama adalah mengupas kembali kertas di setiap sisi pelantar dan mengeluarkan dua helai. Setelah kertas dikeluarkan dari setiap sisi, empat lubang untuk memasang Arduino ke platform mudah dilihat. Paling mudah jika setelah mengupas kertas, kepingan akrilik harus diletakkan dengan empat lubang di sebelah kanan dan lubang paling dekat bersama dan dekat satu tepi papan akrilik, ke arah anda (seperti yang dapat dilihat pada gambar yang dilampirkan).

Langkah 3: Memasang Arduino UNO atau Klon ke Platform Eksperimen

Papan Arduino UNO R3 mempunyai empat lubang pelekap. Spacer lutsinar diletakkan di antara bahagian bawah UNO R3 dan bahagian atas papan akrilik. Mengusahakan papan percubaan pertama saya membuat kesalahan dengan menganggap bahawa spacer adalah mesin basuh yang harus diletakkan di bawah papan Plexiglas untuk menahan kacang di tempatnya - semestinya tidak. Spacer diletakkan di bawah papan Arduino UNO, di sekitar skru setelah skru melewati lubang pemasangan UNO. Setelah melalui papan, skru melewati spacer dan kemudian melalui lubang di papan Plexiglas akrilik. Skru ditamatkan oleh mur yang tertutup dalam bungkusan kecil. Skru dan mur harus diketatkan untuk memastikan bahawa Arduino tidak akan bergerak semasa digunakan.

Saya merasa paling mudah untuk memulakan dengan lubang terdekat butang reset (lihat foto) dan berjalan mengikut arah jam di sekitar Arduino. UNO dipasang pada papan, seperti yang diharapkan, menggunakan satu skru pada satu masa.

Anda memerlukan pemutar skru kepala Phillips kecil untuk memutar skru. Saya dapati soket untuk memegang kacang cukup membantu, walaupun tidak diperlukan. Saya menggunakan pemacu buatan Wiha dan tersedia di Amazon [a Wiha (261) PHO x 50 dan Wiha (265) 4.0 x 60]. Walau bagaimanapun, pemutar skru kepala Phillips kecil mesti berfungsi tanpa masalah, dan seperti yang dinyatakan sebelumnya, pemacu mur tidak benar-benar diperlukan (walaupun ia menjadikan pemasangan lebih cepat, lebih mudah, dan lebih selamat).

Langkah 4: Memasang Ukuran Separuh, 400 Titik Dasi, Breadboard ke Platform Eksperimen

Bahagian bawah papan roti berukuran separuh ditutup dengan kertas yang ditekan ke punggung pelekat. Keluarkan kertas ini dan tekan papan serbuk roti, dengan sokongan pelekatnya yang kini terbuka, ke platform eksperimen. Anda harus cuba meletakkan satu sisi papan roti selari dengan sisi Arduino yang paling dekat dengannya. Cukup tekan bahagian pelekat diri dari papan roti ke papan akrilik.

Seterusnya, balikkan platform dan pasangkan empat kaki plastik yang disertakan di empat penjuru bahagian bawah platform.

Apa sahaja platform eksperimen yang anda gunakan, apabila anda selesai, Arduino UNO R3 dan papan roti ukuran setengah dipasang di atasnya, dan empat kaki di bahagian bawah untuk membolehkan platform dan papan roti diletakkan di permukaan rata tanpa merusak permukaannya, sambil memberikan sokongan tegas kepada pemasangan

Langkah 5: Perisai LCD

Anda boleh menggunakan pelindung, seperti yang ditunjukkan sebelumnya dengan pin yang sudah terpateri. Walau bagaimanapun, perisai seperti itu mempunyai pin dan bukan soket, jadi kabel papan roti Dupont mesti dipilih dengan sewajarnya. Sekiranya demikian, anda hanya perlu memasangnya ke UNO. Semasa memasang pastikan anda memasang perisai dengan arah yang betul, dengan pin di setiap sisi pelindung berbaris dengan soket di UNO.

Sekiranya anda menggunakan perisai, seperti yang saya gunakan di sini, tanpa pin sudah terpateri di tempatnya. Ketepikan header wanita dengan soket 5 dan 6, masing-masing, untuk melekatkan pelindung. Soket header ini harus berada di sisi komponen pelindung semasa anda memasangnya (lihat gambar). Setelah header disolder di tempatnya, anda boleh meneruskan cara yang serupa dengan perisai yang dibeli dengan pin yang sudah terpateri. Saya memilih untuk menggunakan kabel M-M Dupont berbanding kabel M-F, kerana saya lebih suka kabel M-M. Walau bagaimanapun, anda boleh memilih untuk menggunakan pin pada pelindung LCD dan bukan header wanita, jadi anda hanya perlu menukar jantina pada satu sisi kabel penyambung Dupont.

Apapun perisai yang anda pilih untuk memulakannya, apabila anda selesai, anda mesti memasang perisai di atas Arduino UNO. Sama ada perisai, yang dengan pin pra-solder atau yang anda pasangkan dengan kepala wanita (atau tajuk lelaki jika anda memilih) menggunakan sebilangan pin digital. Pin digital D0 hingga D3 dan D11 hingga D13 tidak digunakan oleh perisai, tetapi tidak akan digunakan di sini. Soket analog A0 digunakan oleh perisai untuk menahan hasil penekanan butang. Oleh itu, pin analog A1 hingga A5 bebas digunakan. Dalam projek ini, untuk membiarkan paparan LCD tidak terhalang sepenuhnya, saya hanya menggunakan soket analog dan tidak menggunakan input digital.

Saya merasa paling senang menggunakan papan roti dengan header lelaki untuk memegang header wanita untuk disolder (lihat gambar).

Pin digital 10 digunakan untuk paparan lampu latar LCD, dan kami akan menggunakannya dalam lakaran kami untuk mengawal daya ke LCD ketika paparan tidak digunakan. Secara khusus, kami akan menggunakan tombol "KIRI" pada perisai untuk menghidupkan dan mematikan lampu latar untuk menjimatkan tenaga apabila paparan tidak diperlukan.

Langkah 6: Menggunakan Sensor Kelembapan dan Suhu DHT22

Masukkan empat pin DHT22 ke papan roti ukuran setengah, dengan itu memasang sensor di papan roti.

Saya bernombor pin DHT22 1 hingga 4 seperti yang ditunjukkan dalam gambar yang disertakan. Daya ke sensor diberikan melalui pin 1 dan 4. Secara khusus, pin 1 memberikan daya + 5v, dan pin 4 digunakan untuk pembumian. Pin 3 tidak digunakan, dan pin 2 digunakan untuk memberikan maklumat yang diperlukan untuk paparan kami.

Sambungkan tiga pin yang digunakan di DHT22, menggunakan soket yang berkaitan di papan roti, untuk menyambung ke perisai, dan dengan itu Arduino UNO seperti berikut:

1) Pin 1 sensor menuju ke soket kuasa 5v perisai, 2) Pin 4 sensor menuju ke salah satu penyambung GND perisai, 3) Pin 2 sensor, pin output data, masuk ke soket analog A1 (bandingkan ini dengan Instructable terdahulu saya di mana ia pergi ke soket digital 2 pada perisai). Saya menggunakan soket analog dan bukannya digital di sini untuk membiarkan skrin LCD sama sekali tidak terhalang. Perlu diingat bahawa semua pin analog juga boleh digunakan sebagai pin digital. Walaupun di sini A0 dikhaskan untuk butang perisai.

Sensor DHT22 hanya dapat memberikan maklumat terkini setiap 2 saat. Oleh itu, jika anda memasang sensor lebih dari sekali setiap dua saat, seperti yang berlaku di sini, anda mungkin mendapat hasil yang sedikit tanggal. Untuk rumah dan pejabat ini tidak menjadi masalah, terutamanya kerana kelembapan dan suhu relatif ditunjukkan sebagai nombor bulat tanpa perpuluhan.

Langkah 7: Menambah Jam Masa Nyata (RTC)

Saya menggunakan sisi enam pin DS3231, walaupun hanya diperlukan empat pin. Ini untuk memberikan kestabilan yang lebih besar lagi untuk RTC ini ketika dipasang ke papan roti. Gambar yang dilampirkan menunjukkan bateri CR2032 yang perlu dipasang ke DS3231 RTC untuk membolehkannya menyimpan maklumat walaupun dicabut dari sumber kuasa yang lain. Kedua-dua DS1307 dan DS3231 menerima bateri butang gaya CR2031 yang sama.

Sambungan untuk DS3231 adalah seperti berikut:

- GND pada DS3231 hingga GND pada pelindung LCD

- VCC pada DS3231 hingga 5V pada pelindung LCD

- SDA pada DS3231 hingga A4 pada pelindung LCD

- SCL pada DS3231 hingga A5 pada pelindung LCD

Apabila anda selesai, kabel Dupont akan terpasang pada A1 (untuk DHT22) dan A4 dan A5 untuk pin SDA dan SCL RTC.

Saya juga menyertakan gambar DS1307 pilihan yang menunjukkan pin yang perlu disambungkan. Walaupun tidak dapat dibaca dari foto, IC kecil yang paling dekat dengan "lubang" yang tidak diselesaikan adalah DS1307Z yang merupakan RTC. IC kecil lain yang dapat dilihat adalah EEPROM yang boleh digunakan untuk penyimpanan; ia tidak digunakan dalam lakaran di bawah.

Kedua-dua RTC menggunakan kuasa yang sangat sedikit, dalam jangkauan nanoamps, jadi jam masa nyata akan menyimpan maklumat dan tidak kekurangan kuasa jika hanya menggunakan bateri dalaman. Mungkin yang terbaik adalah menukar bateri butang setiap tahun, walaupun saliran semasa sangat rendah untuk kedua-dua RTC sehingga mereka mungkin menahan casnya selama beberapa tahun.

Langkah 8: Lakaran

Laman web ini membuang lebih sedikit daripada dan lebih besar daripada simbol dan teks di antara simbol-simbol ini. Oleh itu, saya tidak jemu memasukkan sketsa dalam teks di sini. Untuk melihat lakaran seperti ditulis, sila muat turun fail teks yang dilampirkan. Detik tidak ditunjukkan dalam lakaran, tetapi dikirim ke penyangga tersembunyi pada LCD 1602 tepat di luar penyangga paparan. Oleh itu, jika detik adalah sesuatu yang anda ingin paparkan, teruskan tatal terus ke kiri dan kemudian ke kanan.

Dalam lakaran saya memasukkan fail header untuk DS3231, dan saya menentukan objek jenis DS3231. Objek ini digunakan dalam lakaran untuk secara berkala mengambil maklumat hari yang diperlukan dalam seminggu, bulan, hari, dan waktu. Maklumat ini untuk hari dalam seminggu, bulan, dan hari dalam bulan tersebut diberikan kepada pemboleh ubah char, dan kemudian hasil yang disimpan dalam pemboleh ubah ini dicetak pada LCD. Waktu dicetak sepenuhnya, tetapi bahagian detik, seperti yang dibincangkan sebelumnya, dikirimkan ke 24 penampan watak tanpa paparan pada 1602 LCD, setelah melewati watak yang ditampilkan. Seperti yang dinyatakan di atas, hanya jam dan minit yang dipaparkan dan detik disembunyikan di bahagian awal 24 penyangga watak ini.

Lampu latar LCD dapat dihidupkan bila diperlukan, dan dibiarkan sebaliknya. Oleh kerana paparan masih aktif walaupun dengan lampu latar mati, ia dapat dibaca dengan cahaya yang kuat walaupun mati. Maksudnya, lampu latar tidak boleh menyala untuk membaca maklumat yang ditunjukkan pada LCD, yang terus diperbaharui walaupun dihidupkan.

Dalam lakaran, anda akan melihat garis:

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

Ini menggunakan objek jenis RTC_DS1307 dan membolehkan kita menetapkan tarikh dan masa semasa dengan mudah. Sila masukkan tarikh dan masa yang sesuai pada baris ini semasa anda membuat lakaran. Saya mendapati bahawa memasukkan satu minit melewati waktu semasa, yang ditunjukkan di komputer saya, menghasilkan penghampiran yang cukup dekat dengan waktu yang sebenarnya (memerlukan IDE sedikit masa untuk memproses lakaran, dan sekitar 10 saat tambahan untuk lakaran berjalan).

Langkah 9: Mempamerkan Projek Berkumpul

Saya memasang projek pemasangan saya pada pemegang kad perniagaan (lihat gambar). Pemegang kad perniagaan telah tersedia dalam koleksi 'odds and end' saya. Oleh kerana saya mempunyai banyak pemegang ini, saya menggunakannya di sini. Walau bagaimanapun, projek pemasangan dapat dipaparkan dengan mudah pada pemegang telefon bimbit, dll. Mana-mana pemegang yang mengambil projek pemasangan dari kedudukan rata hingga sudut 30-60 darjah juga harus berfungsi.

Langkah 10: Selepas itu

Tahniah, jika anda mengikuti langkah-langkah di atas, anda kini mempunyai paparan anda sendiri yang menunjukkan hari, kalendar, waktu, kelembapan dan suhu relatif.

Sekiranya anda mendapat nilai Instructable ini, dan terutamanya jika anda mempunyai cadangan untuk penambahbaikan atau menambah pengetahuan saya dalam bidang ini, saya dengan senang hati akan mendengar daripada anda. Anda boleh menghubungi saya di [email protected]. (sila ganti 'i' kedua dengan 'e' untuk menghubungi saya.