Bezsaistes laika stacija Arduino: 18 soļi (ar attēliem)

2024 Autors: John Day | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2024-01-30 10:54

Kopsavilkums

Pēdējās reizes, pērkot termometru, es redzēju, ka gandrīz vienmēr ir atšķirības vērtībās. Mans uzdevums bija sekot temperatūrai un mitrumam bērna istabā. Tāpat bija problēma nolasīt vērtības no 2-3 metru diapazona lielākajā daļā termometru, un man vajadzēja piecelties, lai redzētu temperatūras vērtību, problēma, kas man ir ar lielāko daļu termometru, bija gaisma. Cita problēma bija, ka es nevaru redzēt temperatūras vērtību, jo tā ir bez fona apgaismojuma, lai taupītu enerģiju. Es nevēlos ietaupīt enerģiju, man nepieciešama tikai pāris stundu enerģijas uzglabāšana, lai šī ierīce darbotos, ja galvenā enerģijas līnija tiek izslēgta.

Tāpēc man radās ideja:

- Izveidot termometru ar iespēju mainīt temperatūras vērtību.

- kas var būt ar apgaismojumu un krāsām.

Tāpēc es sāku projektu pirms 1 gada. Programmatūras daļas pabeigšana man prasīja vairākus mēnešus. Esmu izveidojis vairākas programmatūras versijas, un pēdējās 2 nedēļas es pabeidzu projektu.

Informācija par ierīces programmatūru

Arduino kods un bibliotēkas:

Kods tiek augšupielādēts arī koda solī.

https://github.com/stlevkov/KT2_144

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

Ierīces funkcijas

• Sāknēšanas lapa - tiek parādīts pēdējās programmaparatūras augšupielādes datums un laiks.
• Sākumlapa - tiek rādīts laiks, datums, akumulatora ikona, temperatūras ikona, temperatūras vērtība, mitruma vērtība, Tmax, Tmin, gadalaiki, brīvdienas, USB indikators, kad tas ir pievienots.
• Izvēlnes lapa - ar izvēlnēm Temp, Pulkstenis, Akumulators, Par, Atpakaļ
• Temp lapa - ļauj kalibrēt DHT sensoru
• Pulksteņa lapa - ļauj rediģēt laiku un datumu
• Akumulatora lapa - tiek parādīta informācija par akumulatoru, % procenti, mV spriegums, uzlādes statuss
• Par lapu - tiek rādīta informācija autoram
• Atpakaļ funkcija iziešanai no izvēlnes
• Caurspīdīgi paneļi
• RTC ilgs kalpošanas laiks
• Litija akumulators - līdz ~ 9 stundām (450 mAh)
• Zems akumulatora indikators - ikona tiek parādīta sarkanā krāsā ~ atlikušās 5 minūtes.
• Dažādas krāsas - zema, vidēja, augsta temperatūra
• Brīvdienu un gadalaiku ziņas
• Programmējama kontaktligzda - aizmugurē
• Lietotāja saskarne - izmantojot rotējošo kodētāju

Aizmugurējā puse ar dēli netiks pārklāta, jo es vēlos, lai bērns redz un pieskaras tāfelei, kamēr ierīce nav ieslēgta. Dēļa aizmugurējai pusei varat izveidot sava veida vāku.

1. solis: ieskicējiet ierīci, uzzīmējiet sākotnējo ideju

Izlemiet, kam jābūt - cik lappušu, izvēlņu, kā mainīt izvēlnes un lapas.

Ja jums ir citas idejas, varat to mainīt, izmantojot arduino kodu.

Izlemiet, kādu formu vēlaties un ko var viegli izdarīt. Vispirms izvēlos 3D drukāšanu, bet pēc tam nolemju izmantot vienkāršu materiālu.

Ideja ir, lai augšpusē un apakšā būtu caurspīdīgas sienas, kā arī jūs varat izveidot smalkāku kastīti.

Tātad kastes galvenās daļas ir:

1. Priekšpusē - ar displeju un rotējošo kodētāju
2. Pa labi - ar RTC moduli
3. Pa kreisi - ar DHT moduli
4. Atpakaļ - ar dēļa pretējo pusi
5. Augšpusē - caurspīdīgs ar 3,7 V akumulatoru un ieslēgšanas/izslēgšanas slīdni
6. Apakšā - caurspīdīgs

2. darbība: izvēlieties pareizos komponentus

1. TP4056 mikro USB lādētājs 5V 1A 18650 litija akumulatora uzlādes dēlis - ebay
2. 1,44 collu 128x128 SPI pilnkrāsu 65K TFT LCD displeja modulis ST7735 - ebay
3. KY -040 rotācijas kodētāja modulis Arduino - ebay
4. DHT22 AM2302 digitālais temperatūras un mitruma sensors - ebay
5. Tiny RTC I2C moduļi 24C32 atmiņa DS1307 reālā laika pulksteņa RTC moduļu tāfele - ebay
6. Pro mikro kontroliera plate ATmega328P 16MHz Arduino Pro mini modulis - ebay
7. 3.7V 450mAh Lipo uzlādējams akumulators - Ebay

8. 6 tapas 2 pozīcijas DPDT ieslēgšanas/ieslēgšanas mini slīdnis - Ebay

9. CR2032 CR 2032 3V pogu monētu akumulators - ebay
10. 10x22cm lodēšanas prototipa vara PCB plate Single Side Universal - Ebay
11. Vīriešu un sieviešu 40 pin 2,54 mm galvenes ligzda vienrindas sloksne - ebay

3. solis: Sagatavojiet elektroinstalācijas shēmu

Diagramma parāda līdzīgu sensoru savienojamību, bet displejs ir gandrīz tāds pats.

Lai pareizi izmantotu tapu, skatiet Arduino kodu koda solī.

Lejupielādējiet fritzes failu, lai iegūtu sīkāku informāciju par pinout. Novietojiet diagrammas punktus, lai redzētu precīzus moduļu tapas.

4. darbība. Papildinformācija pirms darba uzsākšanas - enerģijas patēriņš

Projekts izmanto 450mAh akumulatoru, bet jūs varat izmantot lielāku. Vienkārši apskatiet enerģijas patēriņu, lai izvēlētos un aprēķinātu pareizo akumulatoru konkrētām stundām. Izmantojot 450 mAh, ierīce var darboties apm. 9 stundas.

Tukšgaitā ierīce darbojas ar aptuveni 0.102A - šeit netiek veikta enerģijas taupīšanas optimizācija

Nospiežot pogu, tiek pielietota liela strāva un tā ir aptuveni 0,177A.

5. darbība: pievienojiet displeju

Displejs savienošanai izmanto SPI.

Šim vadītājam ST7735 ir adafruit bibliotēka.

6. darbība: pievienojiet RTC moduli

Izveidot PCB modifikāciju Lai izmantotu CR2032 akumulatoru.

• Noņemiet D1
• Noņemiet R4
• Noņemiet R5
• Noņemiet R6
• Īss R6

Plašāka informācija par šo modifikāciju atrodama šeit.

7. solis: piestipriniet priekšējo sienu ar displeju, RTC, akumulatoru, rotējošo kodētāju

Ja vēlaties ieslēgt ierīci, vienkārši augšupielādējiet kodu no koda darbības un veiciet citas darbības, mainot un pievienojot jaunās daļas.

8. solis: sagatavojiet caurspīdīgas sienas

Es izmantoju 3 mm plexi. Jūs varat izmantot līdzīgu caurspīdīgu materiālu. Es izmantoju tikai vienu apakšējai pusei.

9. solis: izveidojiet labo sienu

Izveidojiet labās puses sienu. Caurumam izmantojiet CR2032 izmēru.

10. solis: izveidojiet kreiso sānu sienu

Izveidojiet kreiso sānu sienu. Caurumam izmantojiet DHT moduļa izmēru.

11. darbība: izveidojiet kontaktligzdu, izmantojot universālo plati un sliedes, pievienojiet RTC, kodētāju, displeju un displeju

Pievienojiet un lodējiet visas tapas, ievērojot vadu shēmu. Jūs varat izmantot Arduino UNO ar tukšu skici, lai ieprogrammētu Arduino Mini. Nepieciešamās tapas:

• VCC 5V
• GND
• RX
• TX
• ATiestatīt

Neaizmirstiet atvienot 3,7 V akumulatoru, veicot šīs darbības, ja augšupielādējat skici pirms detaļu pabeigšanas.

12. darbība. Ieslēdziet to, pirms turpināt

Šajā brīdī jūs varēsit ieslēgt ierīci un izmantot visas funkcijas.

Izmantojiet video priekšskatījumu, lai redzētu, kāda bija programmatūra versijā 1.1. Kopsavilkuma solī ir arī github saite, lai skatītu jaunāko atjauninājumu.

Pirms turpināt augšējo vāku, ieslēdziet ierīci un turpiniet ar citām darbībām. Pārliecinieties, vai tā darbojas normāli.

13. solis: pievienojiet TP4056 un akumulatoru, pielodējiet bīdāmo slēdzi, pievienojiet uzlādes vadu tapai 5, lodējiet atpakaļ programmējamo ligzdu

Pēc katras lodēšanas pārbaudiet sistēmu, pirms turpināt, pārliecinieties, ka detaļas darbojas labi.

14. darbība: izveidojiet augšējo vāku

Es izmantoju 0,5 mm plexi loksni no strāvas bankas kastes.

15. darbība: kods

Izmantojiet parametrus sadaļā init, lai definētu savas preferences.

Brīvdienās es izmantoju bulgāru valodu. Masīvu var rediģēt, izmantojot brīvdienas jūsu valstī.

Ierīce rāda 4 sezonas, rediģējiet tās savā atrašanās vietā izvēlētajā kodā.

Ja jūsu sensori atšķiras, ievērojiet tapas definīcijas un rediģējiet tās kodā. Es esmu atstājis gandrīz visas rindas komentārus, lai labāk izprastu kodu.

Pārbaudītas platformas:

• Arduino UNO
• Arduino Pro Mini

Izņemiet vajadzīgās bibliotēkas no krātuves, izmantojiet tās, kas definētas skicē.

16. darbība: pārbaudiet ierīci pirms pēdējiem pieskārieniem

Ierīce ir perfekta, mana ir kalibrēta -4*C, es izmantoju savu Toshiba gaisa kondicionētāju, 2 vienkāršus sienas termometrus un divus digitālos termometrus tā kalibrēšanai. Ja sensors mēra dažādas vērtības, tagad varat to mainīt.

17. darbība: saskarnes priekšskatījums

Neaizmirstiet rediģēt informāciju par programmaparatūru koda sākuma sadaļā, lai tiktu parādīti jūsu akreditācijas dati, vai atstājiet to tādu, kāds tas ir.