Nedēļas diena, kalendārs, laiks, mitrums/temperatūra ar akumulatora taupīšanas režīmu: 10 soļi (ar attēliem)

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

Enerģijas taupīšanas režīms ir tas, kas šo Instructable atšķir no citiem piemēriem, kas parāda nedēļas dienu, mēnesi, mēneša dienu, laiku, mitrumu un temperatūru. Tieši šī iespēja ļauj šo projektu darbināt no akumulatora, neprasot "sienas kārpu".

Es biju ievietojis iepriekš norādāmu, mitruma un temperatūras LCD displeju ar enerģijas taupīšanas režīmu: minimālas detaļas, jautri, ātri un ļoti lēti, un šīs instrukcijas beigās es iesniedzu neobligātu modifikāciju attēlu. Šī modifikācija ietvēra tajā pašā displejā parādīto nedēļas dienu, kalendāru un laiku. Es saņēmu vairākus ziņojumus, kuros tika pieprasīta informācija par šo paplašināto displeju. Tādējādi es ievietoju šo pamācību kā iepriekšējās izmaiņas un paplašinājumu.

Lai glābtu lasītājus no problēmas, kas rodas, meklējot iepriekš minēto Instructable, es šeit esmu dublējis daļu no šajā Instructable piedāvātās informācijas, un, protams, pievienoju papildināto informāciju, lai nedēļas diena, kalendārs un laiks arī jāuzrāda papildus relatīvajam mitrumam un temperatūrai. Tomēr dažiem lasītājiem, iespējams, nav nepieciešama nedēļas diena, kalendārs un laiks, un viņiem ir jāparāda tikai mitrums un temperatūra. Tiem lasītājiem iepriekšējais Instructable darbosies labi.

Kā jau minēju iepriekšējā Instructable, mans pētījums ne vienmēr bija vislabākajā temperatūrā, tāpēc es nolēmu, ka būtu lietderīgi uz galda attēlot apkārtējās vides temperatūru. Sensora, kas nodrošināja mitrumu, izmaksas papildus temperatūrai nebija pārmērīgas; tāpēc šajā projektā tika iekļauts mitruma displejs.

Radās papildu prasība, jo dzīvesbiedrs man bieži prasīja nedēļas dienu un/vai mēneša dienu, tāpēc es nolēmu tās iekļaut arī displejā. Es izveidoju divus šeit redzamā projekta eksemplārus. Viens manam kabinetam un otrs istabai mūsu mājā, kur bieži sastopams mans dzīvesbiedrs. Es izmantoju gan (1) reālā laika pulksteni (RTC), gan (2) mitruma un temperatūras sensoru.

Gan DHT11, gan DHT22 mitruma/temperatūras sensori, kurus es uzskatīju, nodrošina temperatūras rezultātus pēc Celsija. Par laimi, to ir viegli pārveidot pēc Fārenheita (formāts, ko izmanto ASV, kas ir mana atrašanās vieta). Tālāk esošajā skicē ir kods, kuru var viegli mainīt, lai parādītu temperatūru Celsija grādos, ja tā tiek izmantota jūsu atrašanās vietā.

Es apsvēru gan DHT22, gan DTH11 sensorus un apmetos uz DHT22, kaut arī nedaudz dārgāk. DHT11 bieži var iegādāties par mazāk nekā 2 ASV dolāriem, savukārt DHT22 bieži atrod par mazāk nekā 5 ASV dolāriem. Ja tas tiek pirkts tieši no Ķīnas, izmaksas var būt pat mazākas. Ja es gribētu parādīt tikai temperatūru, es būtu varējis izmantot DHT22 sensoru TMP36 un ietaupīt, un šādā veidā es izveidoju vēl agrāku savu DIY projektu. Tomēr es nolēmu iekļaut relatīvā mitruma displeju starp citiem šajā projektā parādītajiem priekšmetiem.

DHT22 ir nedaudz precīzāks nekā DHT11. Tātad nedaudz augstākās DHT22 izmaksas šķita saprātīgas. Abās DHT ierīcēs ir ietilpīgi mitruma sensori. Šie mitruma sensori tiek plaši izmantoti rūpnieciskos un komerciālos projektos. Lai gan tie nav ārkārtīgi precīzi, tie spēj darboties salīdzinoši augstā temperatūrā un tiem ir saprātīga izturība pret ķīmiskajām vielām savā apkārtnē. Tie mēra dielektriķa izmaiņas, ko rada apkārtējās vides relatīvais mitrums. Par laimi, kapacitātes izmaiņas būtībā ir lineāras attiecībā pret mitrumu. Šo sensoru relatīvo precizitāti var viegli redzēt, novietojot divus no tiem blakus. Ja tas tiek darīts, būs redzams, ka relatīvajam mitrumam tie atšķiras ne vairāk kā par 1 vai 2 procentpunktiem.

DHT11/22 sensorus var viegli aizstāt viens ar otru. Atkarībā no izmaksu ierobežojumiem, ja tādi ir, var izvēlēties jebkuru sensoru. Abiem ir līdzīgi 4 kontaktu iepakojumi, kas ir savstarpēji aizvietojami, un, kā drīzumā redzēsim, tikai 3 no 4 tapām uz abām pakotnēm būs nepieciešamas, lai izveidotu šeit redzamo darbvirsmas mitruma un temperatūras displeju. Lai gan lietošanai ir vajadzīgas tikai trīs tapas, četras tapas nodrošina papildu stabilitāti, kad šie DHT sensori tiek novietoti/uzstādīti uz maizes dēļa.

Līdzīgā veidā es apsvēru gan DS1307, gan DS3231 RTC. Tā kā apkārtējā temperatūra var ietekmēt DS1307, es apmetos uz DS3231. Lai gan DS1307 var izmantot pēc izvēles. Dažādos testos, kuros salīdzināja RTC saistībā ar novirzi (t.i., nepareizu laiku), DS3231 izrādījās precīzāks, taču atšķirība abu sensoru izmantošanā nav tik liela.

Protams, ja jūs savā projektā varat viegli izveidot savienojumu ar internetu, jūs varat lejupielādēt laiku tieši, tāpēc jums nav nepieciešams reālā laika pulkstenis. Tomēr šajā projektā tiek pieņemts, ka nav pieejams vienkāršs interneta savienojums, un tas ir paredzēts darbam bez tā.

Ja izmantojat “sienas kārpu”, papildu enerģijas patēriņam var nebūt ārkārtīgi liela nozīme. Tomēr, ja barojat displeju no akumulatora, samazināts enerģijas patēriņš pagarinās akumulatora darbības laiku. Tādējādi šī pamācība un zemāk esošā skice nodrošina veidu, izmantojot LCD ekrāna pogu “Pa kreisi”, lai ieslēgtu un izslēgtu apgaismojumu, lai samazinātu enerģijas patēriņu.

Kā redzams šajā pamācībā, projektam ir nepieciešams salīdzinoši maz komponentu, jo lielāko daļu “smagās celšanas” veic sensori un skice.

Es labprātāk izmantoju eksperimentālu platformu daudziem saviem projektiem, jo īpaši tiem, kas beigsies kā displeji, jo šī platforma ļauj apstrādāt un parādīt projektus kā vienu vienību.

1. darbība. Nepieciešamās preces

Nepieciešamie priekšmeti ir:

- Eksperimentāla platforma, lai gan projektu varētu izveidot bez tā, tas atvieglo galīgās konstrukcijas attēlošanu.

- 400 saišu maizes dēlis

- LCD ekrāns ar pogām

- DHT22 (AOSONG AM2302) digitālais temperatūras un mitruma sensors.

- Reālā laika pulkstenis, es izvēlējos DS3231 (tomēr DS1307 darbosies ar šeit norādīto kodu, tikai pārliecinieties, ka GND, VCC, SDA un SCL tapas ir savienotas līdzīgi kā DS3231. Tas ir, DS1307 var aizstāt ar DS3231, vienkārši pārliecinoties, ka atbilstošās tapas uz DS1307RTC atbilst atbilstošajām ligzdām uz maizes dēļa, Dupont savienojuma vadi nebūs jāpārvieto.) Galvenā atšķirība starp šiem diviem RTC ir to precizitāte, jo DS1307 var ietekmēt apkārtējā temperatūra, kas var mainīt iebūvētā oscilatora frekvenci. Abi RTC izmanto I2C savienojumu.

- Sieviešu galviņas jāpielodē uz LCD ekrāna. Es izmantoju 5 un 6 kontaktu sieviešu galvenes (lai gan, ja izvēlaties alternatīvo vairogu, kas parādīts arī šeit, galvenes nebūs vajadzīgas). Kontaktligzdas var aizstāt ar vīriešu kontaktu tapām, un, ja tās tiek izmantotas, tikai jāmaina dažu Dupont savienojamo vadu vienas puses dzimums.

- Dupont savienojuma vadi

- Arduino UNO R3 (citus Arduinos var izmantot UNO vietā, taču tiem jābūt spējīgiem izvadīt un apstrādāt 5v)

- USB kabelis, lai augšupielādētu skici no datora uz UNO

Ierīce, piemēram, “sienas kārpu” vai akumulators, lai darbinātu UNO pēc tā ieprogrammēšanas. Jūsu darbagaldā var būt daudz nepieciešamo priekšmetu, lai gan jums, iespējams, būs jāiegādājas daži. Ja jums ir pirmie, ir iespējams sākt, gaidot pārējos. Visi šie vienumi ir viegli pieejami tiešsaistē, izmantojot tādas vietnes kā Amazon.com, eBay.com, Banggood.com un daudzas citas

2. darbība. Eksperimentālās platformas sagatavošana

Eksperimentālajai platformai ir vinila maisiņš, kurā ir 120 mm x 83 mm plexiglas loksne, un neliels plastmasas maisiņš, kurā ir 5 skrūves, 5 plastmasas atdalītāji (starplikas), 5 uzgriežņi un loksne ar četriem buferiem, pašlīmējošām kājām. Būs nepieciešami visi četri buferi, kā arī četri citi priekšmeti. Ir papildu skrūve, atdalītājs un uzgrieznis, kas nav nepieciešami. Tomēr somā nav norādījumu.

Sākotnēji vinila maisiņš tiek sagriezts vaļā, lai noņemtu plexiglas lapu un mazo maisiņu. Plexiglas loksne abās pusēs ir pārklāta ar papīru, lai to aizsargātu apstrādē un transportēšanā.

Pirmais solis ir atlobīt papīru katrā platformas pusē un noņemt divas lapas. Kad papīrs ir noņemts no katras puses, četri caurumi Arduino uzstādīšanai uz platformas ir viegli redzami. Visvieglāk, ja pēc papīra noņemšanas akrila loksne ir jānovieto ar četriem caurumiem labajā pusē un caurumiem, kas ir vistuvāk viens otram un pie vienas akrila plāksnes malas, pret jums (kā redzams pievienotajā attēlā).

3. darbība: Arduino UNO vai klona uzstādīšana uz eksperimentālo platformu

Arduino UNO R3 plāksnei ir četri montāžas caurumi. Caurspīdīgie starplikas ir novietoti starp UNO R3 apakšējo daļu un akrila plātnes augšējo pusi. Strādājot pie pirmās eksperimentālās tāfeles, es pieļāvu kļūdu, pieņemot, ka starplikas ir paplāksnes, kuras jānovieto zem plexiglas plātnes, lai noturētu uzgriežņus. Starplikas ir novietotas zem Arduino UNO plāksnes, ap skrūvēm pēc tam, kad skrūves iziet cauri UNO stiprinājuma atverēm. Pēc skrūves iziešanas caur skrūvēm iziet cauri starplikām un pēc tam caur caurumiem akrila plexiglas plāksnē. Skrūves aizver ar uzgriežņiem, kas ir iekļauti mazajā iepakojumā. Skrūves un uzgriežņi jāpievelk, lai nodrošinātu, ka Arduino lietošanas laikā nekustēsies.

Man šķita, ka visvieglāk ir sākt ar atveri, kas atrodas vistuvāk atiestatīšanas pogai (skatīt fotoattēlus), un strādāt pulksteņrādītāja virzienā ap Arduino. UNO ir piestiprināts pie dēļa, kā varētu gaidīt, izmantojot vienu skrūvi vienlaikus.

Lai pagrieztu skrūves, jums būs nepieciešams mazs Phillips galvas skrūvgriezis. Es atklāju, ka kontaktligzda riekstu turēšanai bija diezgan noderīga, lai gan nav nepieciešama. Es izmantoju Wiha izgatavotus draiverus, kas pieejami vietnē Amazon [Wiha (261) PHO x 50 un Wiha (265) 4,0 x 60]. Tomēr jebkuram mazam Phillips galvas skrūvgriežam vajadzētu darboties bez problēmām, un, kā minēts iepriekš, uzgriežņu skrūvgriezis nav īsti nepieciešams (lai gan tas padara montāžu ātrāku, vieglāku un drošāku).

4. solis: pusizmēra, 400 kaklasaites, maizes dēļa montāža uz eksperimentālo platformu

Pusi izmēra maizes dēļa apakšpuse ir pārklāta ar papīru, kas piespiests uz līmes pamatnes. Noņemiet šo papīru un nospiediet maizes dēli ar tagad atklāto līmes pamatni uz eksperimentālās platformas. Jums vajadzētu mēģināt novietot vienu maizes dēļa pusi paralēli Arduino pusei, kurai tā ir vistuvāk. Vienkārši nospiediet maizes dēļa pašlīmējošo pusi uz akrila plāksnes.

Pēc tam pagrieziet platformu un uzstādiet četras iekļautās plastmasas pēdas uz platformas apakšējās daļas četriem stūriem.

Neatkarīgi no eksperimentālās platformas, kuru izmantojat, kad esat pabeidzis, jums ir jāuzstāda gan Arduino UNO R3, gan pusmēra maizes dēlis, un četras pēdas apakšpusē, lai platformu un maizes dēli varētu novietot uz jebkuras līdzenas virsmas, nesabojājot šo virsmu, vienlaikus nodrošinot stingru atbalstu montāžai

5. solis: LCD ekrāns

Jūs varat izmantot vairogu, piemēram, to, kas parādīts iepriekš, ar tapām, kas jau ir pielodētas. Tomēr šādam vairogam ir tapas, nevis kontaktligzdas, tāpēc atbilstoši jāizvēlas maizes dēļa Dupont kabeļi. Ja tā, jums tas tikai jāuzstāda UNO. Uzstādot, pārliecinieties, ka esat uzstādījis vairogu pareizajā virzienā, un tapas abās vairoga pusēs ir izlīdzinātas ar UNO ligzdām.

Ja izmantojat vairogu, kādu es izmantoju šeit, bez tapām, kas jau ir pielodētas. Atlieciet sieviešu galvenes ar attiecīgi 5 un 6 kontaktligzdām, lai lodētu uz vairoga. Šo lodēšanas ligzdām jāatrodas vairoga detaļu pusē, kad tās pielodējat (skat. Fotogrāfijas). Kad galvenes ir pielodētas, varat rīkoties līdzīgi kā vairogam, kas iegādāts ar jau pielodētām tapām. Es izvēlējos izmantot M-D Dupont kabeļus, nevis M-F kabeļus, jo es parasti dodu priekšroku MM kabeļiem. Tomēr jūs varat izvēlēties izmantot tapas uz LCD ekrāna, nevis sieviešu galvenes; tādā gadījumā jums ir jāmaina dzimums tikai vienā Dupont savienojuma kabeļa pusē.

Neatkarīgi no tā, kuru vairogu jūs izvēlaties, lai pabeigtu, jums vajadzētu uzstādīt vairogu virs Arduino UNO. Vai nu vairogs, tas, kuram ir iepriekš pielodētas tapas, vai tas, kuru jūs lodējāt ar sieviešu galviņām (vai vīriešu galviņas, ja izvēlaties), izmanto diezgan daudz digitālo tapu. Vairogs neizmanto digitālās tapas D0 līdz D3 un D11 līdz D13, taču šeit tās netiks izmantotas. Vairogs izmanto analogo kontaktligzdu A0, lai saglabātu pogu nospiešanas rezultātus. Tādējādi analogās tapas A1 līdz A5 var brīvi izmantot. Šajā projektā, lai LCD displejs būtu pilnīgi netraucēts, es izmantoju tikai analogās ligzdas un neizmantoju nekādas digitālās ieejas.

Man šķita, ka visvieglāk ir izmantot maizes dēli ar vīriešu galviņām, lai turētu sieviešu galvenes lodēšanai (skatiet fotoattēlus).

Ciparu tapu 10 izmanto LCD apgaismojuma displejam, un mēs to izmantosim savā skicē, lai kontrolētu LCD barošanu, kad displejs netiek izmantots. Konkrēti, mēs izmantosim pogu “LEFT” uz vairoga, lai ieslēgtu un izslēgtu apgaismojumu, lai taupītu enerģiju, kad displejs nav vajadzīgs.

6. solis: DHT22 mitruma un temperatūras sensora izmantošana

Ievietojiet četras DHT22 tapas pusizmēra maizes plāksnē, tādējādi uzstādot sensoru uz maizes dēļa.

Es numurēju DHT22 tapas no 1 līdz 4, kā parādīts pievienotajā fotoattēlā. Sensora barošana tiek nodrošināta, izmantojot tapas 1 un 4. Konkrēti, 1. tapa nodrošina +5 V jaudu, un 4. tapu izmanto zemēšanai. 3. tapa netiek izmantota, un 2. tapa tiek izmantota, lai sniegtu mūsu displejam nepieciešamo informāciju.

Pievienojiet trīs tapas, kas tiek izmantotas DHT22, izmantojot saistītās ligzdas uz maizes dēļa, lai izveidotu savienojumu ar vairogu, un tādējādi Arduino UNO šādi:

1) Sensora 1. tapa iet uz vairoga 5 V kontaktligzdu, 2) Sensora 4. tapa iet uz vienu no vairoga GND savienotājiem, 3) Sensora 2. tapa, datu izvades tapa, tiek pārvietota uz analogo ligzdu A1 (salīdziniet to ar manu iepriekšējo Instructable, kur tas nonāca uz vairoga 2. digitālās ligzdas). Šeit es izmantoju analogo, nevis digitālo kontaktligzdu, lai LCD ekrāns būtu netraucēts. Ir lietderīgi atcerēties, ka visas analogās tapas var izmantot arī kā digitālās tapas. Lai gan šeit A0 ir rezervēts vairoga pogām.

DHT22 sensors var sniegt atjauninātu informāciju tikai ik pēc 2 sekundēm. Tātad, ja sensoru nofiksējat vairāk nekā reizi divās sekundēs, kā tas var notikt šeit, iespējams, iegūsit nedaudz novecojušus rezultātus. Mājām un birojiem tas nav jautājums, jo īpaši tāpēc, ka relatīvais mitrums un temperatūra tiek parādīti kā veseli skaitļi bez komata.

7. darbība. Reālā laika pulksteņa (RTC) pievienošana

Es izmantoju DS3231 sešu kontaktu pusi, lai gan ir vajadzīgas tikai četras tapas. Tas bija paredzēts, lai šim RTC nodrošinātu vēl lielāku stabilitāti, kad tas ir pievienots maizes dēlim. Pievienotajā attēlā redzams CR2032 akumulators, kas jāpievieno DS3231 RTC, lai tas varētu saglabāt informāciju pat tad, ja tas ir atvienots no cita barošanas avota. Gan DS1307, gan DS3231 pieņem viena stila CR2031 pogu akumulatoru.

DS3231 savienojumi ir šādi:

- GND uz DS3231 līdz GND uz LCD ekrāna

- VCC uz DS3231 līdz 5V uz LCD ekrāna

- SDA uz DS3231 līdz A4 uz LCD ekrāna

- SCL uz DS3231 līdz A5 uz LCD ekrāna

Kad esat pabeidzis, Dupont kabeļi būs pievienoti A1 (DHT22) un A4 un A5 RTC SDA un SCL tapām.

Esmu iekļāvis arī papildu DS1307 attēlu, kurā parādītas tapas, kas būtu jāpievieno. Lai gan to nevar nolasīt no fotoattēla, mazais IC, kas ir vistuvāk neslodētajiem "caurumiem", ir DS1307Z, kas ir RTC. Otrs mazais IC, ko var redzēt, ir EEPROM, ko var izmantot uzglabāšanai; tas nav izmantots zemāk esošajā skicē.

Abi RTC patērē ļoti maz enerģijas nanoampu diapazonā, tāpēc reālā laika pulksteņi saglabās informāciju un netrūks enerģijas, ja tie darbosies tikai ar iekšējām baterijām. Iespējams, vislabāk ir katru gadu nomainīt pogu akumulatoru, lai gan pašreizējais izlādes līmenis abiem RTC ir tik zems, ka, iespējams, tie uzlādējas vairākus gadus.

8. solis: Skice

Šī vietne noņem mazāk un vairāk par simboliem un tekstu starp šiem simboliem. Tādējādi es neesmu noguris, lai šeit iekļautu skici tekstā. Lai redzētu skici, kā rakstīts, lūdzu, lejupielādējiet pievienoto teksta failu. Skicē netiek parādītas sekundes, bet tiek nosūtītas uz 1602 LCD slēptajiem buferiem tieši aiz displeja buferiem. Tādējādi, ja sekundes vēlaties parādīt, nepārtraukti ritiniet displeju pa kreisi un pēc tam pa labi.

Skicē es iekļāvu galvenes failu DS3231, un es definēju DS3231 tipa objektu. Šis objekts tiek izmantots skicē, lai periodiski izgūtu nepieciešamo informāciju par nedēļas dienu, mēnesi, dienu un laiku. Šī informācija par nedēļas dienu, mēnesi un mēneša dienu tiek piešķirta char mainīgajiem, un pēc tam šajos mainīgajos saglabātie rezultāti tiek izdrukāti LCD. Laiks tiek izdrukāts pilnībā, bet sekundes daļa, kā tika apspriests iepriekš, tiek nosūtīta uz 24 rakstzīmju buferiem, kas nav displejā, 1602 LCD, tieši aiz parādītajām rakstzīmēm. Kā minēts iepriekš, tiek parādītas tikai stundas un minūtes, un sekundes ir paslēptas šo 24 rakstzīmju buferu sākumā.

Ja nepieciešams, LCD apgaismojumu var ieslēgt un citādi izslēgt. Tā kā displejs joprojām ir aktīvs pat ar izslēgtu fona apgaismojumu, to var nolasīt ar spēcīgu gaismu, pat ja tas ir izslēgts. Tas ir, fona apgaismojumam nav jābūt ieslēgtam, lai lasītu informāciju, kas tiek parādīta LCD ekrānā, kas turpina atjaunināties pat tad, ja tas ir izslēgts.

Skicē jūs redzēsit līniju:

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

Tas izmanto RTC_DS1307 tipa objektu un ļauj mums viegli iestatīt pašreizējo datumu un laiku. Lūdzu, ievadiet atbilstošo datumu un laiku šajā rindiņā, kad izpildāt skici. Es atklāju, ka, ievadot datorā parādīto minūti pāri pašreizējam laikam, tika iegūts diezgan tuvs faktiskajam laikam (IDE paiet nedaudz laika, lai skiču apstrādātu, un vēl aptuveni 10 sekundes, lai skice tiktu izpildīta).

9. darbība: samontētā projekta parādīšana

Es montēju savu samontēto projektu uz vizītkartes turētāja (skat. Fotoattēlu). Vizītkaršu turētājs bija pieejams manā “izredžu un beigu” kolekcijā. Tā kā man ir daudz šo turētāju, es šeit izmantoju vienu. Tomēr samontēto projektu tikpat viegli varētu parādīt arī mobilā tālruņa turētājā uc Jebkuram turētājam, kas samontēto projektu noved no līdzenas pozīcijas uz 30–60 grādu leņķi, arī vajadzētu strādāt.

10. solis: Pēc tam

Apsveicam, ja izpildījāt iepriekš minētās darbības, tagad jums ir savs displejs, kurā redzama nedēļas diena, kalendārs, laiks, relatīvais mitrums un temperatūra.

Ja jūs uzskatāt, ka šī instrukcija ir vērtīga, un jo īpaši, ja jums ir kādi ieteikumi uzlabošanai vai zināšanu papildināšanai šajā jomā, es labprāt uzklausīšu jūsu viedokli. Jūs varat sazināties ar mani pa e -pastu [email protected]. (lūdzu, aizstājiet otro “i” ar “e”, lai sazinātos ar mani.