Stesen Cuaca Grafik: 7 Langkah (dengan Gambar)

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

Sentiasa mahu mempunyai stesen cuaca grafik? Dan dengan sensor yang tepat? Mungkin projek ini adalah sesuatu untuk anda. Dengan stesen cuaca ini, anda dapat melihat bagaimana cuaca sedang "dilakukan". Suhu misalnya boleh naik atau turun. Dari termometer biasa, tidak mustahil untuk melihat sejarah suhu. Dengan stesen cuaca ini, anda mempunyai sejarah 26 jam, dipaparkan lebih dari 320 piksel paparan TFT. Setiap 5 minit piksel ditambahkan ke grafik yang akan membolehkan anda melihat sama ada ia mengalami kenaikan atau penurunan. Ini dilakukan untuk suhu, kelembapan, tekanan udara dan CO2 dalam pelbagai warna. Suhu luar juga disertakan tanpa wayar. Dengan cara ini anda dapat "meramalkan" cuaca berdasarkan apa yang dilakukan oleh tekanan udara.

Stesen cuaca biasa mempunyai sensor yang beberapa tidak tepat. Sebagai contoh, untuk suhu mereka biasanya mempunyai ketepatan +/- 2 darjah. Untuk stesen cuaca ini digunakan sensor yang lebih tepat. Sensor suhu HDC1080 memang mempunyai ketepatan +/- 0.2 darjah yang jauh lebih baik. Perkara yang sama untuk kelembapan dan tekanan udara.

Di bahagian atas paparan TFT, pengukuran sensor ditampilkan dan disegarkan setiap 5 saat. Pengukuran ini juga tersedia melalui RS232.

Ciri-ciri utama:

• Grafik dalam pelbagai warna untuk mengenali tren
• Sensor tepat untuk suhu, kelembapan dan tekanan udara.
• Data penentukuran kilang dan suhu sensor dibaca dari sensor jika mungkin dan diterapkan pada kod untuk mendapatkan pengukuran yang paling tepat.
• Suhu tersedia dalam Celsius (lalai) atau Fahrenheit.
• Suhu luar melalui modul tanpa wayar (pilihan)
• Antara muka RS232 untuk pemantauan jarak jauh.
• Reka bentuk kecil yang bagus (walaupun isteri saya bertoleransi di ruang tamu kami;-)

Saya harap anda akan senang melihat keadaan cuaca sama seperti saya!

Langkah 1: Bahagian

1 x TFT Module 2.8 inci tanpa Panel Sentuh ILI9341 Drive IC 240 (RGB) * 320 SPI Interface

1 x Mikrokontroler 18f26k22 mikrokontroler 28-PIN PDIP

1 x modul HDC1080, Sensor Kelembapan Digital Ketepatan Tinggi GY-213V-HDC1080 dengan Sensor Suhu

1 x GY-63 MS5611 Modul Sensor Tinggi Atmosfera resolusi tinggi IIC / SPI

1 x sensor co2 inframerah MH-Z19 untuk monitor co2

1 x (pilihan) modul tanpa wayar NRF24L01 + PA + LNA (dengan antena)

1 x 5V hingga 3.3V DC-DC Step Down Power Supply Modul Buck AMS1117 800MA

1 x Kapasitor seramik 100nF

2 x Papan Akrilik ketebalan 6 * 12cm 5mm atau ketebalan 100 * 100mm 2mm

1 x Penyambung USB mikro 5pin tempat duduk Jack Micro usb DIP4 kaki Empat kaki Memasukkan tempat duduk plat penyambung mini usb

1 x Black Universal Android Phone Micro USB EU Plug Travel AC Wall Charger Adapter Untuk Telefon Android

1 x PCB dua sisi.

Beberapa spacer / skru nilon M3

-

Untuk suhu luar (pilihan)

1 x Microchip 16f886 mikrokontroler 28-pin PDIP

1 x Sensor suhu probe suhu DS18b20 kalis air Pakej keluli tahan karat -100cm wayar

Perintang 1 x 4k7

1 x NRF24L01 + Modul Tanpa Wayar

1 x Kapasitor seramik 100nF

1 x papan roti PCB Prototaip

1 x 85x58x33mm Kotak Penutup Kotak Projek Kabel Elektronik Penutup Jelas Kalis Air

1 x Pemegang Kotak Penyimpanan Kes Bateri Plastik dengan Wire Leads untuk 2 X AA 3.0V 2AA

2 x bateri AA

Langkah 2: PCB

Saya menggunakan PCB dua sisi untuk projek ini. Fail Gerber ada. PCB ini sesuai di bahagian belakang paparan TFT. Sensor suhu dipasang di bahagian belakang untuk mengelakkan pemanasan dari litar. Sambungkan NRF24L01 + dengan cara berikut ke mikrokontroler:

pin 2 - CSN NRF24L01 +

pin 8 - GND NRF24L01 +

pin 9 - CE NRF24L01 +

pin 22 - SCK NRF24L01 +

pin 23 - MISO NRF24L01 +

pin 24 - MOSI NRF24L01 +

pin 20 - VCC NRF24L01 +

n.c - IRQ NRF24L01 +

Langkah 3: Suhu Luar

Mikrokontroler 16f886 digunakan untuk membaca sensor suhu DS18B20 setiap 5 minit. Suhu ini dihantar melalui modul tanpa wayar NRF24L01 +. Papan roti prototaip PCB mencukupi di sini. Gunakan konfigurasi pin mikrokontroler berikut:

pin 2 - CSN NRF24L01 +

pin 8 - GND

pin 9 - CE NRF24L01 +

pin 14 - SCK NRF24L01 +

pin 15 - MISO NRF24L01 +

pin 16 - MOSI NRF24L01 +

pin 20 - +3 volt bateri AA

pin 21 - IRQ NRF24L01 +

pin 22 - data DS18B20 (gunakan perintang 4k7 sebagai penarik)

Langkah 4: Keluaran RS232

Setiap 5 saat pengukuran diberikan melalui RS232 pada pin 27 (9600 baud). Anda boleh menyambungkan antara muka ini ke komputer anda dan menggunakan program terminal (mis. Putty) untuk mendapatkan data. Ini membolehkan anda menggunakan ukuran untuk tujuan lain.

Langkah 5: Kod

Sensor yang digunakan dalam projek ini menggunakan antara muka mikrokontroler 18f26k22 yang berbeza. Begitu juga antara muka bersiri pertama yang digunakan oleh sensor CO2 MH-Z19. Antara muka ini ditetapkan pada 9600 baud. Antara muka bersiri kedua mikrokontroler ini digunakan untuk memberikan pengukuran sensor pada pin 27 setiap 5 saat sehingga anda dapat menyambungkannya ke komputer anda (juga ditetapkan pada 9600 baud). Sensor suhu / kelembapan HDC1080 dan sensor tekanan udara MS5611 beroperasi pada antara muka i2c. Paparan TFT dan modul tanpa wayar NRF24L01 + beroperasi pada antara muka SPI yang sama yang dikonfigurasi pada 8 Mhz. Mikrokontroler 18f26k22 itu sendiri ditetapkan kepada 64 Mhz. Secara lalai, suhu ialah Celsius. Dengan menyambungkan pin 21 ke tanah, anda akan mendapat suhu di Fahrenheit. Terima kasih kepada Achim Döbler untuk perpustakaan grafik µGUI dan Harry W (1and0) untuk penyelesaian 64bitnya.

Mikrokontroler 16f886 digunakan untuk mengukur suhu luar. Sensor suhu DS18B20 dibaca setiap 5 minit (protokol satu wayar digunakan di sini) dan dihantar dengan antara muka SPI melalui modul tanpa wayar NRF24L01 +. Selalunya mikrokontroler ini berada dalam mod kuasa rendah untuk menjimatkan bateri. Sudah tentu suhu negatif juga disokong. Sekiranya ciri suhu luar ini tidak digunakan, ia tidak akan muncul di skrin TFT jadi pilihan.

Untuk pengaturcaraan mikrokontroler 18f26k22 dan 16f886, anda memerlukan pengaturcara pickit3. Anda boleh menggunakan perisian pengaturcaraan IPE Microchip percuma (jangan lupa untuk mengatur VDD ke 3.0 volt dan tandai kotak centang "Power Target Circuit from Tool" di "ICSP Options" di menu "Power").

Langkah 6: Tayangan Peta Masa

Tayangan timelaps tentang bagaimana pemantauan cuaca sekitar 15 jam. Jerebu putih pada paparan sebenarnya tidak ada.

• Dengan warna merah di dalam suhu
• Dalam oren suhu luar
• Dengan kelembapan berwarna biru
• Di hijau tekanan udara
• Dalam warna kuning ko2

Langkah 7: Nikmati

Nikmati projek ini !!

Tetapi pada prinsipnya, adalah salah untuk mencuba mengasaskan teori dengan ukuran yang dapat dilihat sahaja. Pada hakikatnya kebalikannya berlaku. Teori inilah yang menentukan apa yang dapat kita perhatikan.

~ Albert Einstein dalam Fizik dan Di Luar Werner Heisenberg h. 63