Grafisk vejrstation: 7 trin (med billeder)

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

Har du altid ønsket at have en grafisk vejrstation? Og med præcise sensorer? Måske er dette projekt noget for dig. Med denne vejrstation kan du se, hvad vejret”laver”. Temperaturer kan for eksempel stige eller falde. Fra et normalt termometer er det ikke muligt at se temperaturhistorikken. Med denne vejrstation har du en historie på 26 timer, vist over 320 pixels på en TFT -skærm. Hvert 5. minut tilføjes en pixel til grafen, så du kan se, om den har en stigende eller faldende tendens. Dette gøres for temperatur, fugtighed, lufttryk og CO2 i forskellige farver. Udetemperatur er også inkluderet trådløst. På denne måde kan du "forudsige" vejret ud fra hvad lufttrykket laver.

Normale vejrstationer har sensorer, som er nogle unøjagtige. For eksempel har temperaturen normalt en nøjagtighed på +/- 2 grader. Til denne vejrstation bruges mere præcise sensorer. HDC1080 temperatursensoren har en nøjagtighed på +/- 0,2 grader, hvilket er langt bedre. Det samme for luftfugtighed og lufttryk.

Øverst på TFT -displayet vises sensorernes målinger og opdateres hvert 5. sekund. Disse målinger er også tilgængelige via RS232.

Hovedtræk:

• Grafer i forskellige farver til genkendelse af tendenser
• Nøjagtige sensorer til temperatur, luftfugtighed og lufttryk.
• Fabrikskalibreringsdata og sensortemperatur læses fra sensorer, hvor det er muligt, og anvendes på kode for at få de mest nøjagtige målinger.
• Temperaturer er tilgængelige i Celsius (standard) eller Fahrenheit.
• Udetemperatur via trådløst modul (valgfrit)
• RS232 interface til fjernovervågning.
• Flot lille design (selv min kone tolererer det i vores stue;-)

Jeg håber, at du vil nyde at undersøge vejrforholdene på samme måde som jeg gør!

Trin 1: Dele

1 x TFT -modul 2,8 tommer uden berøringspanel ILI9341 -drev IC 240 (RGB)*320 SPI -grænseflade

1 x Microchip 18f26k22 mikrokontroller 28-PIN PDIP

1 x HDC1080-modul, GY-213V-HDC1080 Digital højfugtighedsføler med temperaturføler

1 x GY-63 MS5611 Højopløselig atmosfærisk højdesensormodul IIC / SPI

1 x MH-Z19 infrarød co2 sensor til co2 monitor

1 x (valgfrit) NRF24L01+PA+LNA trådløse moduler (med antenne)

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

1 x Keramisk kondensator 100nF

2 x akrylplade 6*12 cm tykkelse 5 mm eller 100*100 mm tykkelse 2 mm

1 x Micro USB stik 5pin sæde Jack Micro usb DIP4 ben Fire ben Isætningspladesæde mini usb stik

1 x Sort Universal Android -telefon Micro USB EU -stik Travel AC -vægoplader -adapter til Android -telefoner

1 x printkort dobbeltsidet.

Nogle M3 nylon afstandsstykker/skruer

-

Til udetemperatur (valgfrit)

1 x Microchip 16f886 mikrokontroller 28-benet PDIP

1 x Vandtæt DS18b20 temperatursonde temperatursensor Rustfri stålpakke -100cm ledning

1 x 4k7 modstand

1 x NRF24L01+ trådløst modul

1 x Keramisk kondensator 100nF

1 x prototype PCB brødbræt

1 x 85x58x33mm vandtæt klart dæksel plastisk elektronisk kabel projektboks kabinetkasse

1 x plastbatteriholderkasseholder med trådledninger til 2 x AA 3.0V 2AA

2 x AA batteri

Trin 2: PCB

Jeg brugte en dobbeltsidet print til dette projekt. Gerber -filerne er tilgængelige. Dette printkort sidder bag på TFT -skærmen. Temperaturføleren er monteret på bagsiden for at forhindre opvarmning fra kredsløbet. Tilslut NRF24L01+ på følgende måde til mikrokontrolleren:

pin 2 - CSN af NRF24L01+

pin 8 - GND for NRF24L01+

pin 9 - CE for NRF24L01+

pin 22 - SCK af NRF24L01+

pin 23 - MISO af NRF24L01+

pin 24 - MOSI af NRF24L01+

pin 20 - VCC af NRF24L01+

n.c - IRQ af NRF24L01+

Trin 3: Udetemperatur

16f886 mikrokontrolleren bruges til at aflæse DS18B20 temperatursensoren hvert 5. minut. Denne temperatur overføres via NRF24L01+ trådløst modul. En prototype PCB -brødbræt er tilstrækkelig her. Brug følgende mikrokontroller pin -konfiguration:

pin 2 - CSN af NRF24L01+

pin 8 - GND

pin 9 - CE for NRF24L01+

pin 14 - SCK af NRF24L01+

pin 15 - MISO af NRF24L01+

pin 16 - MOSI af NRF24L01+

pin 20 - +3 volt af AA -batterierne

pin 21 - IRQ af NRF24L01+

pin 22 - DS18B20 data (brug 4k7 modstand som pull up)

Trin 4: RS232 -output

Hvert 5. sekund leveres målingerne via RS232 ved pin 27 (9600 baud). Du kan slutte denne grænseflade til din computer og bruge et terminalprogram (f.eks. Putty) til at hente dataene. Det giver dig mulighed for at bruge målingerne til andre formål.

Trin 5: Kode

Sensorerne, der bruges i dette projekt, bruger forskellige grænseflader på 18f26k22 mikrokontrolleren. Så er det første serielle interface, der bruges af MH-Z19 CO2-sensoren. Denne grænseflade er indstillet til 9600 baud. Den anden serielle grænseflade på denne mikrokontroller bruges til at levere sensormålingerne ved pin 27 hvert 5. sekund, så du kan slutte den til din computer (også indstillet til 9600 baud). Temperatur-/luftfugtighedsføleren HDC1080 og lufttrykssensoren MS5611 fungerer på i2c -interface. TFT -displayet og NRF24L01+ trådløst modul fungerer på det samme SPI -interface, der er konfigureret til 8 Mhz. Selve 18f26k22 mikrokontrolleren er indstillet til 64 Mhz. Som standard er temperaturerne i Celsius. Ved at tilslutte pin 21 til jorden får du temperaturerne i Fahrenheit. Tak til Achim Döbler for hans µGUI grafiske bibliotek og Harry W (1and0) for hans 64bit løsning.

16f886 mikrokontrolleren bruges til måling af udetemperaturen. DS18B20 temperatursensoren læses hvert 5. minut (en-leder protokol bruges her) og transmitteres med SPI-interfacet via NRF24L01+ trådløst modul. Det meste af tiden er denne mikrokontroller i lav strømtilstand for at spare batterier. Selvfølgelig understøttes også negative temperaturer. Hvis denne udetemperaturfunktion ikke bruges, vises den ikke på TFT -skærmen, så den er valgfri.

Til programmering af 18f26k22 og 16f886 mikrokontroller skal du bruge en pickit3 programmerer. Du kan bruge den gratis Microchip IPE -programmeringssoftware (glem ikke at indstille VDD til 3,0 volt og markere afkrydsningsfeltet "Power Target Circuit from Tool" i "ICSP Options" i "Power" menuen).

Trin 6: Timelaps -indtryk

Et timelapsindtryk af, hvordan omkring 15 timers vejrovervågning ser ud. Den hvide dis på displayet er der ikke i virkeligheden.

• Indvendig temperatur i rødt
• I orange udetemperaturen
• I blå luftfugtighed
• I grønt lufttryk
• I gult co2

Trin 7: Nyd det

Nyd dette projekt !!

Men i princippet er det ganske forkert at prøve at grundlægge en teori om observerbare størrelser alene. I virkeligheden sker det stik modsatte. Det er teorien, der bestemmer, hvad vi kan observere.

~ Albert Einstein in Physics and Beyond af Werner Heisenberg s. 63