Ugedag, kalender, tid, fugtighed/temperatur med batterisparer: 10 trin (med billeder)

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sidst ændret: 2024-01-30 08:27

Strømbesparelsestilstanden her er, hvad der adskiller denne instruktør fra andre eksempler, der viser ugedag, måned, dag i måneden, tid, fugtighed og temperatur. Det er denne evne, der tillader, at dette projekt køres fra et batteri, uden krav om en "vægvorte".

Jeg havde postet et tidligere instruktions-, fugtigheds- og temperatur -LCD -display med strømbesparende tilstand: minimale dele, sjovt, hurtigt og meget billigt, og i slutningen af det instruerbare præsenterede jeg et billede af en valgfri ændring. Denne ændring omfattede ugedag, kalender og klokkeslæt, der også blev vist på det samme display. Jeg modtog en række meddelelser, der bad om oplysninger om det udvidede display. Således sender jeg denne Instructable som en ændring og udvidelse til den tidligere.

For at redde læserne problemet med at skulle finde den tidligere nævnte instruktør, har jeg kopieret nogle af de oplysninger, der er præsenteret i denne instruktionsbog her, og selvfølgelig inkluderer jeg den udvidede information for at tillade ugedag, kalender og tid også at præsenteres ud over relativ luftfugtighed og temperatur. Nogle læsere har dog muligvis ikke brug for ugedag, kalender og tid, og behøver kun den viste fugtighed og temperatur. For disse læsere vil den tidligere Instructable fungere godt.

Som jeg nævnte i den tidligere Instructable, var mit studie ikke altid ved den bedste temperatur, så jeg besluttede, at det ville være nyttigt at vise omgivelsestemperaturen på mit skrivebord. Omkostningerne ved en sensor, der gav luftfugtighed, ud over temperaturen, var ikke uoverkommelige; derfor var en fugtighedsvisning inkluderet i dette projekt.

Der opstod et yderligere krav, da min ægtefælle ofte spurgte mig om ugedagen og/eller månedsdagen, så jeg besluttede også at inkludere disse i displayet. Jeg lavede to kopier af projektet vist her. En til mit studie og et til værelset i vores hus, hvor min ægtefælle ofte findes. Jeg brugte både et (1) ur i realtid (RTC) og (2) en fugtigheds- og temperatursensor.

Både de DHT11- og DHT22 -fugtigheds-/temperatursensorer, jeg overvejede, giver temperaturresultater i Celsius. Heldigvis er det en let konvertering til Fahrenheit (det format, der bruges i USA, som er min placering). Skitsen herunder giver kode, der let kan ændres til at vise temperaturen i Celsius, hvis det er det, der bruges, hvor du befinder dig.

Jeg overvejede både DHT22 og DTH11 sensorer og besluttede mig for DHT22, selvom det var lidt dyrere. DHT11 kan ofte købes for mindre end $ 2, mens DHT22 ofte findes for mindre end $ 5. Hvis købt direkte fra Kina, kan omkostningerne være endnu mindre. Hvis jeg kun ville vise temperatur, kunne jeg have brugt en TMP36 -sensor i stedet for DHT22 og realiseret nogle besparelser, og det var faktisk sådan, jeg byggede et endnu tidligere DIY -projekt af mig. Jeg besluttede dog at inkludere visning af relativ luftfugtighed blandt andre emner, der blev vist i dette projekt.

DHT22 er lidt mere præcis end DHT11. Så de lidt højere omkostninger ved DHT22 virkede rimelige. Begge DHT -enheder indeholder kapacitive fugtighedsfølere. Disse fugtighedsfølere bruges i vid udstrækning til industrielle og kommercielle projekter. Selvom de ikke er ekstremt præcise, er de i stand til at fungere ved relativt høje temperaturer og har en rimelig modstandsdygtighed over for kemikalier i deres omgivelser. De måler ændringer i et dielektrikum, der produceres af den relative luftfugtighed i deres omgivelser. Heldigvis er ændringerne i kapacitans i det væsentlige lineære i forhold til fugtighed. Disse sensorers relative nøjagtighed kan let ses ved at placere to af dem side om side. Hvis dette gøres, vil det ses, at de for relativ luftfugtighed adskiller sig med højst 1 eller 2 procentpoint.

DHT11/22 -sensorerne kan let erstattes af hinanden. Afhængigt af eventuelle omkostningsbegrænsninger kan en hvilken som helst sensor vælges. De kommer begge i lignende 4-benede pakker, der kan udskiftes, og som vi snart vil se, vil kun 3 af de 4 ben på hver pakke være nødvendig for at bygge skrivebordets fugtigheds- og temperaturvisning, der præsenteres her. Selvom der kun er brug for tre ben til brug, giver de fire ben yderligere stabilitet, når disse DHT -sensorer placeres/monteres på et brødbræt.

På lignende måde overvejede jeg både DS1307 og DS3231 RTC'erne. Da omgivelsestemperaturen kan påvirke DS1307, besluttede jeg mig for DS3231. Selvom DS1307 valgfrit kan bruges. I en række forskellige tests, der sammenlignede RTC'er i forhold til drift (dvs. at tage den forkerte tid), kom DS3231 ud som mere nøjagtig, men forskellen i at bruge begge sensorer er ikke så stor.

Hvis du let kan oprette forbindelse til internettet i dit projekt, kan du naturligvis downloade tid direkte, så du ikke har brug for et ur i realtid. Dette projekt forudsætter imidlertid, at en let internetforbindelse ikke er tilgængelig, og er designet til at fungere uden en.

Hvis du bruger en "vægvorte", er ekstra strømforbrug muligvis ikke af overvældende betydning. Men hvis du driver skærmen fra et batteri, vil et reduceret strømforbrug forlænge batteriets levetid. Således giver denne instruks og skitsen nedenfor en måde ved hjælp af knappen "Venstre" på LCD -skærmen at tænde og slukke baggrundsbelysningen for at reducere strømforbruget.

Som det vil ses i denne Instructable, kræver projektet relativt få komponenter, da størstedelen af de "tunge løft" udføres af sensorerne og skitsen.

Jeg foretrækker at bruge en eksperimentel platform til mange af mine projekter, især til dem, der ender som displays, da denne platform gør det muligt at håndtere og vise projekterne som en enkelt enhed.

Trin 1: De påkrævede varer

De nødvendige varer er:

- En eksperimentel platform, selvom projektet kunne bygges uden det, gør det det lettere at vise den endelige konstruktion.

- Et 400-tie-point brødbræt

- Et LCD -skjold med knapper

- En DHT22 (AOSONG AM2302) digital temperatur- og fugtighedsføler.

- Et ur i realtid, jeg valgte DS3231 (Dog vil en DS1307 fungere med koden her, bare vær sikker på at GND-, VCC-, SDA- og SCL -benene er forbundet på en måde, der ligner DS3231. Det vil sige, at DS1307 kan erstattes af DS3231 ved blot at sikre, at de passende stifter på DS1307RTC matcher de passende stikkontakter på brødbrættet, Dupont -tilslutningstrådene behøver ikke at blive flyttet.) Den primære forskel mellem disse to RTC'er er deres nøjagtighed, da DS1307 kan påvirkes af omgivelsestemperatur, som kan ændre frekvensen af dens indbyggede oscillator. Begge RTC'er bruger I2C -forbindelse.

- Kvindehoveder, der skal loddes på LCD -skjoldet. Jeg brugte 5 og 6-benede kvindelige overskrifter (selvom du vælger det alternative skjold, også vist her, er der ikke brug for nogen overskrifter). Hovedstifter til hanstik kan erstattes med stikkontakter, og hvis de bruges, skal kun køn på den ene side af nogle af Dupont-tilslutningstrådene ændres.

- Dupont -tilslutningstråde

- En Arduino UNO R3 (Andre Arduinos kan bruges i stedet for UNO, men de skal være i stand til at udsende og håndtere 5v)

- Et USB -kabel til at uploade din skitse fra en computer til UNO

En enhed som f.eks. En "vægvorte" eller batteri til at drive UNO'en, efter at den er programmeret. Du har muligvis mange af de nødvendige ting på dit arbejdsbord, selvom du muligvis skal købe nogle. Hvis du har de første par, er det muligt at starte, mens du venter på de andre. Alle disse varer er let tilgængelige online via websteder som Amazon.com, eBay.com, Banggood.com og mange flere

Trin 2: Forberedelse af den eksperimentelle platform

Den eksperimentelle platform kommer i en vinylpose indeholdende et 120 mm x 83 mm plexiglasark og en lille plastpose indeholdende 5 skruer, 5 plastafstande (afstandsstykker), 5 møtrikker og et ark med fire kofangere, selvklæbende fødder. Alle fire kofangere er nødvendige, ligesom fire hver af de andre elementer. Der er en ekstra skrue, afstand og møtrik, der ikke er påkrævet. Tasken indeholder dog ikke vejledning.

I første omgang skæres vinylposen op for at fjerne plexiglasarket og den lille pose. Plexiglasarket er dækket på begge sider med papir for at beskytte det under håndtering og transport.

Det første trin er at skrælle papiret tilbage på hver side af platformen og fjerne de to ark. Når papiret er fjernet fra hver side, ses de fire huller til montering af Arduino på platformen let. Det er nemmest, hvis du har fjernet papiret, så skal akrylarket placeres med de fire huller til højre og hullerne tættest på hinanden og nær den ene kant af akrylpladen mod dig (som det kan ses på det vedhæftede billede).

Trin 3: Montering af Arduino UNO eller klon på den eksperimentelle platform

Arduino UNO R3 -kortet har fire monteringshuller. De transparente afstandsstykker placeres mellem undersiden af en UNO R3 og oversiden af akrylpladen. Da jeg arbejdede på mit første eksperimentelle bord lavede jeg den fejl at antage, at afstandsstykkerne var skiver, der skulle placeres under plexiglaspladen for at holde møtrikkerne på plads - det skulle de ikke. Afstandsstykkerne er placeret under Arduino UNO -kortet, omkring skruerne, efter at skruerne har passeret gennem UNOs monteringshuller. Efter at have passeret brættet passerer skruerne gennem afstandsstykkerne og derefter gennem hullerne i akrylplexiglaspladen. Skruerne afsluttes med møtrikkerne i den lille pakke. Skruerne og møtrikkerne skal strammes for at sikre, at Arduino ikke bevæger sig, når den er i brug.

Jeg fandt det lettest at starte med hullet nærmest nulstillingsknappen (se fotos) og arbejde mig med uret rundt om Arduino. UNO er fastgjort til brættet, som man kunne forvente, ved hjælp af en skrue ad gangen.

Du skal bruge en lille stjerneskruetrækker til at dreje skruerne. Jeg fandt en stikkontakt til at holde nødderne var ganske nyttigt, selvom det ikke var nødvendigt. Jeg brugte drivere lavet af Wiha og tilgængelige på Amazon [en Wiha (261) PHO x 50 og en Wiha (265) 4,0 x 60]. Enhver lille stjerneskruetrækker bør imidlertid fungere uden problemer, og som tidligere nævnt er en møtrikdriver ikke rigtig påkrævet (selvom det gør montering hurtigere, lettere og mere sikker).

Trin 4: Montering af en halv størrelse, 400 bindepunkter, brødbræt til den eksperimentelle platform

Undersiden af det halvstore brødbræt er dækket med papir presset på en klæbende bagside. Fjern dette papir, og tryk brødbrættet med dets nu udsatte klæbende bagside på den eksperimentelle platform. Du bør prøve at placere den ene side af brødbrættet parallelt med den side af Arduino, den er tættest på. Tryk blot den selvklæbende side af brødbrættet på akrylpladen.

Drej derefter platformen og monter de fire medfølgende plastikfødder på de fire hjørner af platformens underside.

Uanset hvilken eksperimentel platform du bruger, skal du, når du er færdig, have både Arduino UNO R3 og et halvt brødbræt monteret på det og fire fod på undersiden, så platformen og brødbrættet kan placeres på en plan overflade uden at ødelægge den overflade, samtidig med at den støtter forsamlingen

Trin 5: LCD -skærmen

Du kan bruge et skjold, f.eks. Det, der er vist tidligere med stifter allerede loddet på. Et sådant skjold har imidlertid stifter frem for stikkontakter, så Dupont -brødbrætskablerne skal vælges i overensstemmelse hermed. I så fald skal du kun montere det på UNO. Ved montering skal du sørge for at montere skjoldet i den korrekte retning, med stifterne på hver side af skærmen på linje med stikkene på UNO.

Hvis du bruger et skjold, som det jeg bruger her, uden stifter allerede er loddet på plads. Sæt kvindelige overskrifter til side med henholdsvis 5 og 6 stikkontakter til lodning på skjoldet. Stikkene til disse overskrifter skal være på komponentsiden af skjoldet, når du lodder dem på (se fotografier). Når overskrifterne er loddet på plads, kan du fortsætte på samme måde som for et skjold, der er købt med stifterne allerede loddet på. Jeg valgte at bruge M-M Dupont kabler i modsætning til M-F kabler, da jeg generelt foretrækker M-M kabler. Du kan dog vælge at bruge stifter på LCD -skjoldet og ikke kvindelige overskrifter, i så fald skal du kun ændre køn på den ene side af Dupont -tilslutningskablerne.

Uanset hvilket skjold du vælger at starte med, skal du have et skjold monteret oven på en Arduino UNO, når du er færdig. Enten skjold, den med præ-lodde stifter eller den du lodde dig selv med kvindelige overskrifter (eller mandlige overskrifter hvis du vælger) bruger en del digitale stifter. Digitale stifter D0 til D3 og D11 til D13 bruges ikke af skjoldet, men vil ikke blive brugt her. Analog sokkel A0 bruges af skærmen til at holde resultaterne af knappetryk. Således er analoge ben A1 til A5 gratis at bruge. I dette projekt brugte jeg kun de analoge stik og brugte ingen digitale indgange for at forlade LCD -skærmen helt uhindret.

Jeg fandt det lettest at bruge et brødbræt med mandlige overskrifter til at holde de kvindelige overskrifter til lodning (se fotografier).

Digital pin 10 bruges til LCD'ens baggrundsbelysning, og vi vil bruge det i vores skitse til at styre strømmen til LCD'et, når displayet ikke er i brug. Specifikt vil vi bruge knappen "VENSTRE" på skærmen til at slå baggrundsbelysningen til og fra for at spare strøm, når skærmen ikke er nødvendig.

Trin 6: Brug af DHT22 fugtigheds- og temperatursensor

Sæt de fire ben på DHT22 ind i det halvstore brødbræt, og monter derefter sensoren på brødbrættet.

Jeg nummererede DHT22 -stifterne 1 til 4 som vist på det medfølgende fotografi. Strømmen til sensoren tilføres via ben 1 og 4. Konkret giver stift 1 +5v strøm, og ben 4 bruges til jord. Pin 3 bruges ikke, og pin 2 bruges til at levere de nødvendige oplysninger til vores display.

Tilslut de tre ben, der bruges på DHT22, ved hjælp af deres tilhørende stikkontakter på brødbrættet, for at forbinde til skjoldet og dermed Arduino UNO som følger:

1) Pin 1 på sensoren går til skjoldets 5v stikkontakt, 2) Sensorens pin 4 går til et af skjoldets GND -stik, 3) Pin 2 på sensoren, data output pin, går til analog stik A1 (sammenlign dette med min tidligere Instructable, hvor den gik til digital socket 2 på skjoldet). Jeg brugte en analog stikkontakt frem for en digital her for at forlade LCD -skærmen helt uhindret. Det er nyttigt at huske, at alle analoge ben også kan bruges som digitale ben. Selvom A0 her er forbeholdt skjoldknapperne.

DHT22 -sensoren kan kun levere opdaterede oplysninger hvert 2. sekund. Så hvis du poler sensoren mere end en gang hvert andet sekund, som det kan forekomme her, kan du få resultater, der er lidt dateret. For boliger og kontorer er dette ikke et problem, især da den relative luftfugtighed og temperatur vises som hele tal uden decimaler.

Trin 7: Tilføjelse af realtidsuret (RTC)

Jeg brugte den seksbenede side af DS3231, selvom der kun er brug for fire ben. Dette skulle give endnu mere stabilitet for denne RTC, når den blev tilsluttet brødbrættet. Et vedhæftet billede viser CR2032 -batteriet, der skal tilsluttes DS3231 RTC, så det kan gemme oplysninger, selv når det er taget ud af en anden strømkilde. Både DS1307 og DS3231 accepterer det samme CR2031 -knapbatteri i samme stil.

Forbindelserne til DS3231 er som følger:

- GND på DS3231 til GND på LCD -skærmen

- VCC på DS3231 til 5V på LCD -skærmen

- SDA på DS3231 til A4 på LCD -skærmen

- SCL på DS3231 til A5 på LCD -skærmen

Når du er færdig, vil du have Dupont -kabler tilsluttet A1 (til DHT22) og A4 og A5 til SDA- og SCL -benene i RTC.

Jeg har også inkluderet et billede af DS1307 (ekstraudstyr), der viser de ben, der skal tilsluttes. Selvom det ikke kan læses fra billedet, er den lille IC nærmest de usolderede "huller" DS1307Z, der er RTC. Den anden lille IC, der kan ses, er en EEPROM, der kan bruges til opbevaring; det er ikke brugt det i nedenstående skitse.

Begge RTC'er bruger meget lidt strøm i nanoamps -området, så urene i realtid vil beholde information og ikke løbe tør for strøm, hvis de kun køres fra interne batterier. Det er sandsynligvis bedst at skifte knapbatteri hvert år, selvom det nuværende afløb er så lavt for begge RTC'er, at de muligvis kan holde deres opladning i flere år.

Trin 8: Skitsen

Dette websted fjerner mindre end og større end symboler og teksten mellem disse symboler. Således er jeg ikke træt af at inkludere skitsen i teksten her. For at se skitsen som skrevet, skal du downloade den vedhæftede tekstfil. Sekunder vises ikke i skitsen, men sendes til de skjulte buffere på 1602 LCD lige ud for displaybufferne. Så hvis sekunder er noget, du vil vise, skal du bare løbende rulle displayet til venstre og derefter til højre.

I skitsen inkluderede jeg en header -fil til DS3231, og jeg definerer et objekt af DS3231 -typen. Dette objekt bruges i skitsen til periodisk at hente den nødvendige ugedag, måned, dag og tidsinformation. Disse oplysninger for ugedag, måned og månedsdag tildeles char variabler, og derefter udskrives resultaterne, der er gemt i disse variabler, på LCD'et. Tiden udskrives fuldt ud, men den sekundære del af tiden, som diskuteret tidligere, sendes til de 24 tegnbuffere uden display på 1602 LCD, lige forbi de viste tegn. Som nævnt ovenfor vises kun timer og minutter, og sekunderne er skjult i den tidlige del af disse 24 tegnbuffere.

LCD -baggrundsbelysningen kan tændes, når det er nødvendigt, og ellers slukkes. Da displayet stadig er aktivt, selvom baggrundslyset er slukket, kan det aflæses med et stærkt lys, selvom det er slukket. Det vil sige, at baggrundsbelysningen ikke behøver at være tændt for at læse de oplysninger, der vises på LCD'et, som fortsætter med at opdatere, selvom det er slukket.

På skitsen ser du linjen:

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

Dette bruger et objekt af typen RTC_DS1307 og giver os mulighed for let at indstille den aktuelle dato og klokkeslæt. Indtast venligst den relevante dato og tid på denne linje, når du kører skitsen. Jeg fandt ud af, at indtastning et minut forbi den aktuelle tid, vist på min computer, resulterede i en ganske tæt tilnærmelse til den faktiske tid (det tager IDE lidt tid at behandle skitsen og cirka 10 sekunder yderligere for skitsen at køre).

Trin 9: Visning af det samlede projekt

Jeg monterede mit samlede projekt på en visitkortholder (se foto). Visitkortholderen var tilgængelig i min samling af 'odds og ender'. Da jeg har mange af disse holdere, brugte jeg en her. Det samlede projekt kunne dog lige så let vises på en mobiltelefonholder osv. Enhver holder, der tager det samlede projekt fra en flad position til en vinkel på 30-60 grader, bør også fungere.

Trin 10: Bagefter

Tillykke, hvis du fulgte ovenstående trin, har du nu dit eget display, der viser ugedag, kalender, tid, relativ luftfugtighed og temperatur.

Hvis du fandt denne instruktive værdi, og især hvis du har forslag til forbedringer eller for at øge min viden på dette område, hører jeg meget gerne fra dig. Du kan kontakte mig på [email protected]. (udskift venligst det andet 'i' med et 'e' for at kontakte mig.