การดูสภาพอากาศเป็นกิจกรรมที่น่าตื่นเต้นมาก ฉันตัดสินใจสร้างสถานีตรวจอากาศของตัวเองตามความนิยม .

ต้นแบบสถานีตรวจอากาศมีลักษณะดังนี้:

ฟังก์ชั่นของสถานีตรวจอากาศของฉัน:

• การวัดและการแสดงอุณหภูมิห้องและอุณหภูมิภายนอก
• การแสดงเวลาปัจจุบัน (ชั่วโมงและนาที);
• การแสดงข้างขึ้นข้างแรมและวันจันทรคติในปัจจุบัน
• การถ่ายโอนผลการวัดไปยังคอมพิวเตอร์ผ่านการเชื่อมต่อแบบอนุกรม
• การส่งผลการวัดผ่านโปรโตคอล มคตโดยใช้แอปพลิเคชันบนคอมพิวเตอร์ของคุณ

ฐานสิบหก-ไฟล์เฟิร์มแวร์สำหรับ (ฉบับลงวันที่ 9 พฤษภาคม 2561) - .
วิธีการแฟลช ฐานสิบหก- ไฟล์ไปที่บอร์ด อาร์ดูโน่ฉันอธิบายแล้ว

ไมโครคอนโทรลเลอร์ อาร์ดูโน่ นาโน 3.0

"หัวใจ" ของสถานีตรวจอากาศของฉันคือไมโครคอนโทรลเลอร์ อีเบย์):

เพื่อควบคุมการแสดงผลและการโพลของเซ็นเซอร์ ฉันใช้ตัวจับเวลา 1 อาร์ดูโน่ทำให้เกิดการหยุดชะงักด้วยความถี่ 200 Hz (คาบ - 5 ms)

ตัวบ่งชี้

ฉันเชื่อมต่อเพื่อแสดงการอ่านค่าเซ็นเซอร์ที่วัดได้และเวลาปัจจุบัน อาร์ดูโน่สี่หลัก ไฟ LED แสดงสถานะ ลานหน้าบ้าน FYQ-5643BHด้วยขั้วบวกทั่วไป (ขั้วบวกของส่วนที่เหมือนกันของการปล่อยทั้งหมดจะรวมกัน)
ตัวบ่งชี้ประกอบด้วยตัวเลขเจ็ดหลักสี่หลักและจุดแยก (ชั่วโมง) สองจุด:

แอโนดตัวบ่งชี้เชื่อมต่อผ่านตัวต้านทานจำกัดกระแสเข้ากับขั้วต่อ อาร์ดูโน่:

แคโทดของเซ็กเมนต์เชื่อมต่อกับพิน อาร์ดูโน่:

ส่วนตัวบ่งชี้จะสว่างขึ้นหากมีศักยภาพสูงที่ขั้วบวกของการคายประจุที่สอดคล้องกัน (1) และมีศักยภาพต่ำที่แคโทด (0)

ฉันใช้ ตัวบ่งชี้แบบไดนามิกเพื่อแสดงข้อมูลบนตัวบ่งชี้ - มีเพียงตัวเลขเดียวเท่านั้นที่ใช้งานได้ตลอดเวลา การคายประจุที่ใช้งานอยู่สลับกับความถี่ 200 Hz (ระยะเวลาการแสดงผล 5 ms) ในเวลาเดียวกันการกะพริบของปล้องนั้นไม่สามารถมองเห็นได้ด้วยตา

เซ็นเซอร์อุณหภูมิ DS18x20

ฉันเชื่อมต่อเซ็นเซอร์เพื่อให้สามารถวัดอุณหภูมิจากระยะไกลได้ ซึ่งให้การวัดอุณหภูมิภายนอกในช่วงกว้าง เซ็นเซอร์เชื่อมต่อกับบัส 1-ลวดและมีเอาต์พุต 3 ช่อง - กำลัง ( วีซีซี), ข้อมูล ( ดีเอที), โลก ( จีเอ็นดี):

ระหว่างหมุด วีซีซีและ ดีเอทีฉันรวมตัวต้านทานแบบดึงขึ้น 4.7 kOhm

หากต้องการแปลงระหว่างองศาเซลเซียสและฟาเรนไฮต์ คุณสามารถใช้ตารางต่อไปนี้:

ฉันวางเซ็นเซอร์ไว้นอกหน้าต่างบ้านในกล่องปากกาลูกลื่นพลาสติก:

\

สถานีตรวจอากาศมืออาชีพใช้หน้าจอ Stevenson เพื่อปกป้องเทอร์โมมิเตอร์จากแสงแดดโดยตรง และรับประกันการไหลเวียนของอากาศ หน้าจอสตีเวนสัน):

เซ็นเซอร์ความดันและอุณหภูมิ BMP280

บารอมิเตอร์แบบปรอทและบารอมิเตอร์แบบแอนรอยด์มักใช้ในการวัดความดันบรรยากาศ

ใน บารอมิเตอร์ปรอทความดันบรรยากาศจะสมดุลโดยน้ำหนักของคอลัมน์ปรอท ซึ่งความสูงที่ใช้ในการวัดความดัน:

ใน บารอมิเตอร์แบบแอนรอยด์ใช้การบีบอัดและขยายกล่องภายใต้ความดันบรรยากาศ:

ในการวัดความดันบรรยากาศและอุณหภูมิห้องในสถานีตรวจอากาศที่บ้าน ฉันใช้เซ็นเซอร์ - เล็ก เอสเอ็มดี-เซนเซอร์ขนาด 2 x 2.5 มม. ใช้เทคโนโลยีพายโซรีซิสทีฟ:

ซื้อผ้าพันคอพร้อมเซ็นเซอร์ที่ แพลตฟอร์มการซื้อขาย อีเบย์:

เซ็นเซอร์เชื่อมต่อกับบัส ไอทูซี(รายละเอียดการติดต่อ- เอสดีเอ/เอสดีไอ, ติดต่อการซิงโครไนซ์ - เอสซีแอล/เอสซีเค):

อดาฟรุ๊ต- ไฟล์ Adafruit_Sensor.h, อดาฟรุต_BMP280.h, อดาฟรุต_BMP280.cpp.

หน่วยความดันบรรยากาศ

เซ็นเซอร์ผ่านฟังก์ชั่น อ่านความดันแสดงความดันบรรยากาศเป็นปาสคาล หน่วยพื้นฐานของการวัดความดันบรรยากาศคือ เฮกโตปาสคาล(hPa) (1 hPa = 100 Pa) อะนาล็อกซึ่งเป็นหน่วยที่ไม่ใช่ระบบ " มิลลิบาร์" (mbar) (1 mbar = 100Pa = 1hPa) สำหรับการแปลงระหว่างหน่วยแรงดันนอกระบบที่ใช้กันทั่วไป " มิลลิเมตรปรอท" (mmHg) และเฮกโตปาสคาล ใช้อัตราส่วนต่อไปนี้:
1 hPa = 0.75006 มิลลิเมตรปรอท ศิลปะ. ➤ 3/4 มม.ปรอท; 1 มิลลิเมตรปรอท =1.3332 เฮกโตพาสคาล พรีเมี่ยม 4/3 เฮกปาสคาล

การขึ้นอยู่กับความดันบรรยากาศต่อระดับความสูงเหนือระดับน้ำทะเล

ความกดอากาศสามารถแสดงได้ทั้งในรูปแบบสัมบูรณ์และแบบสัมพัทธ์
แรงกดดันล้วนๆ คิวเอฟอี(ภาษาอังกฤษ) ความดันสัมบูรณ์) คือความกดอากาศในปัจจุบัน ซึ่งไม่ได้คำนึงถึงการแก้ไขเหนือระดับน้ำทะเล
ความกดอากาศลดลงประมาณ 1 hPa โดยมีระดับความสูงเพิ่มขึ้น 1 เมตร:

สูตรความกดอากาศช่วยให้คุณกำหนดการแก้ไขการอ่านค่าบารอมิเตอร์เพื่อให้ได้แรงดันสัมพัทธ์ (เป็น mmHg):
$\Delta P = 760 \cdot (1 - (1 \over (10^ ( (0.0081350 \cdot H) \over (T + 0.00178308 \cdot H) ))))$ ,
โดยที่ $T$ คืออุณหภูมิอากาศเฉลี่ยในระดับ Rankin, ° รา, $H$ - ความสูงเหนือระดับน้ำทะเล, ฟุต
การแปลงองศาเซลเซียสเป็นองศาแรงคิน:
$^(\circ)Ra = (^(\circ)C \cdot 1.8) + $491.67
สูตรความกดอากาศใช้สำหรับการปรับระดับความกดอากาศ - การกำหนดความสูง (โดยมีข้อผิดพลาด 0.1 - 0.5%) สูตรนี้ไม่คำนึงถึงความชื้นในอากาศและการเปลี่ยนแปลงความเร่งโน้มถ่วงตามความสูง สำหรับความสูงที่แตกต่างกันเล็กน้อย การพึ่งพาเอ็กซ์โปเนนเชียลนี้สามารถประมาณได้อย่างแม่นยำเพียงพอโดยการพึ่งพาเชิงเส้น
ความดันสัมพัทธ์ คิวเอ็นเอช(ภาษาอังกฤษ) ความดันสัมพัทธ์, Q-code ความสูงทางทะเล) คือความดันบรรยากาศที่ปรับเป็นระดับน้ำทะเลเฉลี่ย ระดับน้ำทะเลเฉลี่ย เอ็มเอสแอล) (สำหรับ อสและอุณหภูมิ 15 องศาเซลเซียส) และในขั้นต้นจะกำหนดโดยคำนึงถึงระดับความสูงที่สถานีตรวจอากาศตั้งอยู่ สามารถดูได้จากข้อมูลบริการสภาพอากาศ ค่าที่อ่านได้จากเครื่องมือที่ปรับเทียบแล้วในที่สาธารณะ สนามบิน (จากรายงาน) เมต้า) จากอินเทอร์เน็ต
ตัวอย่างเช่น สำหรับสนามบินโกเมลที่อยู่ใกล้เคียง ( อืม) ฉันสามารถดูรายงานสภาพอากาศจริงได้ เมต้าที่ ru.allmetsat.com/metar-taf/russia.php?icao=UMGG:
UMGG 191800Z 16003MPS CAVOK M06/M15 Q1014 R28/CLRD//NOSIG ,
ที่ไหน Q1014- ความดัน คิวเอ็นเอชที่สนามบินคือ 1014 hPa
ประวัติความเป็นมาของรายงาน เมต้าดูได้ที่ Aviationwxchartsarchive.com/product/metar
สำหรับความกดอากาศสัมพัทธ์ปกติ คิวเอ็นเอชสมมติว่ามีความดัน 760 mmHg ศิลปะ. หรือ 1,013.25 hPa (ที่อุณหภูมิ 0°С ที่ละติจูด 45° ของซีกโลกเหนือหรือซีกโลกใต้)
ฉันตั้งค่าความดันสำหรับบารอมิเตอร์แบบแอนรอยด์ คิวเอ็นเอชโดยใช้สกรูปรับความไว:

พยากรณ์อากาศ

การวิเคราะห์การเปลี่ยนแปลงของแรงดันทำให้คุณสามารถสร้างการพยากรณ์อากาศได้ และความแม่นยำของมันจะสูงขึ้น ความกดดันก็จะเปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็วยิ่งขึ้น ตัวอย่างเช่น กฎทั่วไปเก่าสำหรับกะลาสีเรือคือความดันลดลง 10 hPa (7.5 มม. ปรอท) ในช่วงเวลา 8 ชั่วโมงบ่งชี้ว่าลมกำลังพัดเข้ามา

ลมมาจากไหน? อากาศจะไหลเข้าสู่ศูนย์กลางบริเวณความกดอากาศต่ำทำให้เกิด ลม- การเคลื่อนที่ในแนวนอนของอากาศจากบริเวณที่มีความกดอากาศสูงไปยังบริเวณที่มีความกดอากาศต่ำ (ความกดอากาศสูงจะบีบมวลอากาศลงในบริเวณที่มีความกดอากาศต่ำ) หากความกดอากาศต่ำมากลมก็อาจพัดแรงได้ พายุ- ขณะเดียวกันในพื้นที่ ลดลงความกดอากาศ (ความกดดันหรือพายุไซโคลน) อากาศอุ่นลอยขึ้นและก่อตัวเป็นเมฆซึ่งมักนำมาซึ่ง ฝนหรือ หิมะ.

ในอุตุนิยมวิทยา ทิศทางของลมถือเป็นทิศทางที่ลมพัด:

ทิศทางนี้ลงมาเหลือแปดจุด

อัลกอริทึมมักใช้ในการพยากรณ์อากาศตามความกดอากาศและทิศทางลม ซัมเบรตติ.

เซ็นเซอร์ความชื้น

ฉันใช้โมดูลนี้เพื่อตรวจสอบความชื้นสัมพัทธ์ในอากาศ DHT11(ซื้อมาจากตลาดนัด. อีเบย์):

เซ็นเซอร์ความชื้น DHT11มีเอาต์พุต 3 ช่อง - แหล่งจ่ายไฟ ( + ), ข้อมูล ( ออก), โลก ( - ):

เพื่อทำงานกับเซ็นเซอร์ที่ฉันใช้ห้องสมุดจาก อดาฟรุ๊ต- ไฟล์ DHT.h, DHT.cpp.

ความชื้นในอากาศเป็นตัวกำหนดปริมาณไอน้ำที่มีอยู่ในอากาศ ความชื้นสัมพัทธ์แสดงเปอร์เซ็นต์ความชื้นในอากาศสัมพันธ์กับปริมาณสูงสุดที่เป็นไปได้ที่อุณหภูมิปัจจุบัน ใช้สำหรับวัดความชื้นสัมพัทธ์ :

สำหรับมนุษย์ช่วงความชื้นในอากาศที่เหมาะสมคือ 40 ... 60%

นาฬิกาเรียลไทม์

ฉันใช้โมดูลเป็นนาฬิกาเรียลไทม์ RTC DS1302(ซื้อผ้าพันคอพร้อมนาฬิกาบนแพลตฟอร์มการซื้อขาย อีเบย์):

โมดูล DS1302เชื่อมต่อกับรถบัส 3-Wire- หากต้องการใช้โมดูลนี้ร่วมกับ อาร์ดูโน่ห้องสมุดได้รับการพัฒนา iarduino_RTC (จาก iarduino.ru).

บอร์ดพร้อมโมดูล DS1302มีพินห้าพินที่ฉันเชื่อมต่อกับพินบอร์ด อาร์ดูโน่ นาโน:

เพื่อรักษาการอ่านนาฬิกาให้ถูกต้องเมื่อปิดเครื่อง ฉันจึงใส่แบตเตอรี่เข้าไปในช่องบนบอร์ด CR2032.

ความแม่นยำของโมดูลนาฬิกาของฉันไม่สูงมาก - นาฬิกาจะเร็วประมาณหนึ่งนาทีในสี่วัน ดังนั้นฉันจึงรีเซ็ตนาทีเป็น "ศูนย์" และชั่วโมงเป็นค่าที่ใกล้ที่สุดโดยกดปุ่มที่เชื่อมต่อกับพิน A0 ของ Arduino ค้างไว้หลังจากเปิดเครื่องของสถานีตรวจอากาศ หลังจากการกำหนดค่าเริ่มต้น พิน A0 จะใช้ในการส่งข้อมูลผ่านการเชื่อมต่อแบบอนุกรม

การถ่ายโอนข้อมูลไปยังคอมพิวเตอร์และทำงานผ่านโปรโตคอล MQTT

เพื่อถ่ายโอนข้อมูลผ่านการเชื่อมต่อแบบอนุกรมไปยัง อาร์ดูโน่เชื่อมต่อ ยูเอสบี-ยูอาร์ทีตัวแปลง:

บทสรุป อาร์ดูโน่ใช้ในการส่งข้อมูลในรูปแบบ 8N1(8 บิตข้อมูล ไม่มีพาริตี 1 บิตหยุด) ที่ 9600 bps ข้อมูลจะถูกส่งเป็นแพ็กเก็ต โดยมีความยาวแพ็กเก็ต 4 ตัวอักษร การถ่ายโอนข้อมูลดำเนินการใน " บิตปังโหมด " โดยไม่ต้องใช้ฮาร์ดแวร์ พอร์ตอนุกรม อาร์ดูโน่.

รูปแบบข้อมูลที่ส่ง:

มคต

โกลังแอปพลิเคชันไคลเอ็นต์โปรโตคอล มคตส่งข้อมูลที่ได้รับจากสถานีตรวจอากาศไปยังเซิร์ฟเวอร์ ( มคต-นายหน้า) :

บริการ ช่วยให้คุณสร้างบัญชีได้ฟรี แผนภาษี "" (จำกัด: 10 การเชื่อมต่อ, 10 Kb/s):

คุณสามารถใช้เพื่อตรวจสอบการอ่านสถานีตรวจอากาศได้ หุ่นยนต์-แอปพลิเคชัน :

โภชนาการ

เพื่อขับเคลื่อนสถานีตรวจอากาศที่ฉันใช้ ที่ชาร์จจากเก่า โทรศัพท์มือถือ โมโตโรล่าสร้างแรงดันไฟ 5 V กระแสสูงสุด 0.55 A และต่อเข้ากับหน้าสัมผัส 5V(+) และ จีเอ็นดี (-):

คุณยังสามารถใช้แบตเตอรี่ขนาด 9 โวลต์ที่เชื่อมต่อกับหน้าสัมผัสเพื่อจ่ายไฟได้ วิน(+) และ จีเอ็นดี (-).

การดำเนินงานของสถานีตรวจอากาศ

เมื่อเริ่มต้น เซ็นเซอร์จะถูกเตรียมใช้งานและทดสอบ

ในกรณีที่ไม่มีเซ็นเซอร์ DS18x20ข้อผิดพลาด "E1" ปรากฏขึ้นเมื่อไม่มีเซ็นเซอร์ - ข้อผิดพลาด "E3"

จากนั้นวงจรการทำงานของสถานีตรวจอากาศจะเริ่มต้นขึ้น:

• การวัดและแสดงอุณหภูมิภายนอก
• การวัดและการแสดงอุณหภูมิห้อง
• การวัดและการแสดงความดันบรรยากาศและแนวโน้ม
• การวัดและการแสดงความชื้นสัมพัทธ์ในอากาศ
• การแสดงเวลาปัจจุบัน
• การแสดงข้างขึ้นข้างแรมและวันจันทรคติ

วิดีโอการทำงานของสถานีตรวจอากาศของฉันมีอยู่ในของฉัน -channel: https://youtu.be/vVLbirO-FVU

แสดงอุณหภูมิ

เมื่อวัดอุณหภูมิ จะแสดงตัวเลขอุณหภูมิสองหลัก และสำหรับอุณหภูมิลบจะมีเครื่องหมายลบ (โดยมีสัญลักษณ์องศาอยู่ที่หลักขวาสุด)
สำหรับอุณหภูมิภายนอก เครื่องหมายองศาจะแสดงที่ด้านบน:


สำหรับอุณหภูมิห้อง - ต่ำกว่า:

จอแสดงผลความดัน

เมื่อวัดความดันจะแสดงความดันสามหลักเป็น mmHg (มีสัญลักษณ์ " ป" ในตำแหน่งที่ถูกต้องสุด):

หากความดันลดลงอย่างรวดเร็ว ให้ใช้สัญลักษณ์แทน " ป“สัญลักษณ์ทางด้านขวาสุดปรากฏขึ้น” ล“ถ้ามันโตเร็วขนาดนั้น” ชม" เกณฑ์สำหรับความคมชัดของการเปลี่ยนแปลงคือ 8 มม. ปรอทใน 8 ชั่วโมง:

เนื่องจากสถานีตรวจอากาศของฉันแสดงความกดอากาศสัมบูรณ์ ( คิวเอฟอี) จากนั้นการอ่านกลับกลายเป็นว่าประเมินต่ำเกินไปเมื่อเทียบกับข้อมูลในรายงาน เมต้า(ซึ่งให้ คิวเอ็นเอช) (14 UTC วันที่ 28 มีนาคม 2018):

อัตราส่วนความดัน (ตาม เอทิส) มีจำนวน $(1,015 \over 998) = $1.017 ระดับความสูงของสนามบินโกเมล (รหัส ICAO อืม) เหนือระดับน้ำทะเล 143.6 ม. อุณหภูมิตามมาตรฐาน ATIS คือ 1 ° ค.

ค่าที่อ่านได้จากสถานีตรวจอากาศของฉันเกือบจะใกล้เคียงกับความกดดันสัมบูรณ์ คิวเอฟอีตามข้อมูล เอทิส!

ความดันสูงสุด/ต่ำสุด ( คิวเอฟอี) ซึ่งบันทึกโดยสถานีตรวจอากาศของฉันตลอดระยะเวลาการสังเกต:

จอแสดงผลความชื้นสัมพัทธ์

ความชื้นสัมพัทธ์ในอากาศจะแสดงเป็นเปอร์เซ็นต์ (สัญลักษณ์เปอร์เซ็นต์จะแสดงเป็นตัวเลขด้านขวาสองหลัก):

แสดงเวลาปัจจุบัน

เวลาปัจจุบันจะแสดงบนตัวบ่งชี้ในรูปแบบ "HH:MM" โดยมีโคลอนแยกจะกะพริบหนึ่งครั้งต่อวินาที:

การแสดงข้างขึ้นข้างแรมและวันข้างขึ้นข้างแรม

ตัวเลขสองหลักแรกแสดงข้างขึ้นข้างแรมปัจจุบัน และอีกสองหลักถัดไปคือวันจันทรคติปัจจุบัน:

ดวงจันทร์มีแปดระยะ (ระบุชื่อภาษาอังกฤษและรัสเซีย (สีน้ำเงิน - ไม่ถูกต้อง)):

เฟสจะแสดงบนตัวบ่งชี้ตามรูปสัญลักษณ์:

เฟส	รูปสัญลักษณ์
เคียวที่กำลังเติบโต (เสี้ยว)
เคียวข้างแรม (เสี้ยว)

การถ่ายโอนข้อมูลไปยังคอมพิวเตอร์

หากคุณเชื่อมต่อสถานีตรวจอากาศด้วย ยูเอสบี-ยูอาร์ทีตัวแปลง (ตัวอย่างเช่น อิงจากไมโครวงจร ซีพี2102) เชื่อมต่อกับ ยูเอสบี- พอร์ตคอมพิวเตอร์ คุณสามารถใช้โปรแกรมเทอร์มินัลเพื่อดูข้อมูลที่ส่งโดยสถานีตรวจอากาศ:

ฉันพัฒนาด้วยภาษาโปรแกรม โกลังโปรแกรมที่เก็บบันทึกการสังเกตสภาพอากาศและส่งข้อมูลไปยังบริการ และสามารถดูได้ที่ หุ่นยนต์-สมาร์ทโฟนที่ใช้แอพพลิเคชั่น :

ตามบันทึกการสังเกตสภาพอากาศ คุณสามารถสร้างกราฟการเปลี่ยนแปลงของความกดอากาศได้ เช่น
ตัวอย่างกราฟที่มีแรงกดต่ำสุดที่เห็นได้ชัดเจน


ตัวอย่างกราฟที่มีความกดดันเพิ่มขึ้นเล็กน้อย

การปรับปรุงตามแผน:

• เพิ่มเซ็นเซอร์ทิศทางลมและความเร็ว

ในสถานีตรวจอากาศ เครื่องวัดความเร็วลมสามถ้วย (1) ใช้ในการวัดความเร็วลม และใช้ใบพัดตรวจอากาศ (2) เพื่อกำหนดทิศทางลม:

ใช้ในการวัดความเร็วลมด้วย เครื่องวัดความเร็วลมแบบลวดร้อน(ภาษาอังกฤษ) เครื่องวัดความเร็วลมแบบลวดร้อน- ในฐานะที่เป็นลวดให้ความร้อนคุณสามารถใช้ไส้หลอดทังสเตนจากหลอดไฟที่มีกระจกแตกได้ ในเครื่องวัดความเร็วลมแบบลวดร้อนที่ผลิตในอุตสาหกรรม เซ็นเซอร์มักจะติดตั้งอยู่บนท่อยืดไสลด์:

หลักการทำงานของอุปกรณ์นี้คือความร้อนจะถูกลบออกจากองค์ประกอบความร้อนเนื่องจากการพาความร้อนโดยการไหลของอากาศ - ลม ในกรณีนี้ ความต้านทานของเส้นใยจะถูกกำหนดโดยอุณหภูมิของเส้นใย กฎแห่งการเปลี่ยนแปลงความต้านทานของไส้หลอด $R_T$ ขึ้นอยู่กับอุณหภูมิ $T$ มีรูปแบบ:
$R_T = R_0 \cdot (1 + (\alpha \cdot (T - T_0)))$ ,
โดยที่ $R_0$ คือความต้านทานของไส้หลอดที่อุณหภูมิ $T_0$, $\alpha$ คือค่าสัมประสิทธิ์อุณหภูมิของความต้านทาน (สำหรับทังสเตน $\alpha = 4.5\cdot(10^(-3) (^(\circ)( ค^( -1))))$)

เมื่อความเร็วการไหลของอากาศเปลี่ยนแปลง อุณหภูมิจะเปลี่ยนไปตามกระแสไส้หลอดคงที่ (เครื่องวัดความเร็วลมด้วย ดี.ซี, ภาษาอังกฤษ ซีซีเอ- หากอุณหภูมิขององค์ประกอบความร้อนคงที่ กระแสไฟฟ้าที่ไหลผ่านองค์ประกอบจะเป็นสัดส่วนกับความเร็วของการไหลของอากาศ (เครื่องวัดความเร็วลมอุณหภูมิคงที่ ภาษาอังกฤษ) ซีทีเอ).

ที่จะดำเนินต่อไป

ใน เวลาว่างและครั้งนี้ฉันเขียนคำแนะนำในการสร้างสถานีตรวจอากาศขนาดเล็ก โดยจะทำหน้าที่เป็นนาฬิกาพร้อมวันที่และแสดงอุณหภูมิภายในและภายนอก เราจะใช้ Arduino UNO เป็นตัวควบคุมหลัก แต่บอร์ดอื่นที่มี Atmega328p บนบอร์ดก็ใช้งานได้เช่นกัน สำหรับการแสดงผลเราใช้หน้าจอกราฟิก WG12864B เราจะเชื่อมต่อเซ็นเซอร์อุณหภูมิ ds18b20 สองตัวด้วย อันหนึ่งอยู่ในอาคาร ส่วนอันที่สองจะถูกพาออกไปข้างนอก มาเริ่มกันเลย

ในกระบวนการสร้างผลิตภัณฑ์โฮมเมดเราจะต้อง:

Arduino UNO (หรือบอร์ดที่รองรับ Arduino อื่น ๆ )
- หน้าจอกราฟิก WG12864B
- เซ็นเซอร์อุณหภูมิ ds18b20 2 ชิ้น
- แหล่งจ่ายไฟ 6 – 12 V
- ตัวต้านทาน 4.7 Kom 0.25 W, 2 ชิ้น
- ตัวต้านทาน 100 โอห์ม 0.25 W
- ช่องใส่แบตเตอรี่สำหรับแบตเตอรี่ AAA “พิ้งกี้” จำนวน 4 ก้อน
- กล่องตลับ SEGA
- เทปพันสายไฟ
- การต่อสายไฟ
- แผงวงจร
- ปุ่ม
- มีดเครื่องเขียน
- หัวแร้ง
- บัดกรีขัดสน
- เทปสองหน้า

ขั้นตอนที่ 1 เตรียม WG12864B3.
ผู้ที่ไม่เคยทำงานกับหน้าจอมาก่อนอาจรู้สึกหวาดกลัวกับการดัดแปลงหน้าจอที่ดูเหมือนเหมือนกันจำนวนมาก ให้ฉันอธิบายเล็กน้อย หน้าจอประเภทนี้ส่วนใหญ่ทำงานบนชิป ks0107/ks0108 หน้าจอทั้งหมดสามารถแบ่งออกเป็น 4 ประเภท:

ตัวเลือก A: HDM64GS12L-4, Crystalfontz CFAG12864B, Sparkfun LCD-00710CM, NKC Electronics LCD-0022, WinStar WG12864B-TML-T

ตัวเลือก B: HDM64GS12L-5, Lumex LCM-S12864GSF, Futurlec BLUE128X64LCD, AZ แสดง AGM1264F, Displaytech 64128A BC, Adafruit GLCD, DataVision DG12864-88, Topway LM12864LDW, Digitron SG12864J4, 4F, 2, 12864J-1

ตัวเลือก C: เซินเจิ้น Jinghua Displays Co Ltd. JM12864

ตัวเลือก D: Wintek-Cascades WD-G1906G, Wintek - GEN/WD-G1906G/KS0108B, Wintek/WD-G1906G/S6B0108A, TECDIS/Y19061/HD61202, Varitronix/MGLS19264/HD61202

พวกเขาดูเกือบจะเหมือนกัน แต่หมุดเชื่อมต่อนั้นแตกต่างกัน ฉันเลือกและแนะนำให้คุณ WG12864B3 V2.0 แต่หากหน้าจอที่คุณได้รับแตกต่างออกไปหรือคุณไม่มีหน้าจอในมือ คุณสามารถค้นหาได้อย่างง่ายดายโดยใช้ตาราง:

ลักษณะโดยย่อ:

มีมากมายบนอินเทอร์เน็ต แผนการที่แตกต่างกันการเชื่อมต่อและทุกอย่างดูเหมือนจะทำงานได้ ประเด็นก็คือไม่เพียงมีหน้าจอที่แตกต่างกันเท่านั้น แต่ยังมีวิธีเชื่อมต่อสองวิธี: แบบอนุกรมและแบบขนาน เมื่อใช้การเชื่อมต่อผ่าน พอร์ตอนุกรม– เราต้องการเอาต์พุตไมโครคอนโทรลเลอร์เพียง 3 ตัวเท่านั้น ด้วยค่าขั้นต่ำแบบขนานที่ 13 ตัวเลือกในกรณีนี้ชัดเจน Arduino ไม่ได้มีพินมากมายอยู่แล้ว สำหรับการเชื่อมต่อแบบขนาน แผนภาพการเชื่อมต่อจะเป็นดังนี้:

สำหรับการเชื่อมต่อแบบอนุกรมที่เราจะใช้ แผนภาพจะเป็นดังนี้:

WG12864B – Arduino UNO 1 (GND) – GND 2 (VCC) – +5V 4 (RS) – 10 5 (R/W) – 11 6 (E) – 13 15 (PSB) – GND 19 (BLA) – ผ่านตัวต้านทาน 100 โอห์ม - +5V 20 (BLK) – GND

หากต้องการปรับคอนทราสต์ จะต้องมีโพเทนชิออมิเตอร์บนหน้าจอ มีหน้าจอที่ไม่มีมัน แต่ตอนนี้หายากแล้ว:

จำเป็นต้องใช้ตัวต้านทาน 100 โอห์มเพื่อให้แรงดันไฟฟ้า 5 โวลต์ไม่ทำให้ไดโอดแบ็คไลท์ไหม้โดยไม่ตั้งใจ

ขั้นตอนที่ 2 การสร้างร่างกาย
สำหรับเคสนี้ ให้นำกล่องจากตลับคอนโซล Sega หากคุณไม่พบกล่องนี้ คุณสามารถใช้กรณีอื่นได้ สิ่งสำคัญคือหน้าจอและ Arduino พอดี

ตัดฟิล์มใสที่ด้านบนของกล่องออกเพื่อไม่ให้เหลือชิ้น:

จากนั้นใช้มีดอเนกประสงค์ตัดหน้าต่างขนาด 37x69 สำหรับหน้าจอออก

ที่ด้านหลังตามขอบของช่องเจาะเราใช้เทปกาวสองหน้าโดยควรเป็นสีดำ:

เรานำกระดาษป้องกันออกจากเทปแล้วติดหน้าจอของเราไว้:

จากภายนอกควรมีลักษณะดังนี้:

ด้านล่างหน้าจอด้วยเทปสองหน้าเราจึงติด Arduino โดยที่เคยทำการตัดมาก่อนหน้านี้ พอร์ต USBและปลั๊กไฟ:

ต้องทำช่องเจาะสำหรับซ็อกเก็ต Arduino ทั้งสองด้านของกล่องเพื่อให้สามารถปิดได้อย่างอิสระ:

ขั้นตอนที่ 3 เซ็นเซอร์อุณหภูมิ
เราจะใช้เซนเซอร์วัดอุณหภูมิแบบดิจิตอล DS18B20 การใช้เครื่องมือนี้ทำให้เราได้รับความแม่นยำในการวัดมากขึ้น โดยมีข้อผิดพลาดไม่เกิน 0.5 °C ในช่วงอุณหภูมิกว้าง -55 ... + 125 °C นอกจากนี้เซ็นเซอร์ยังเป็นดิจิทัลและทำการคำนวณทั้งหมดเองและ Arduino ก็รับการอ่านแบบสำเร็จรูป เมื่อเชื่อมต่อเซ็นเซอร์นี้ อย่าลืมตัวต้านทานแบบดึงขึ้นพิกัด 4.7 KOhm ระหว่างหน้าสัมผัส DQ และ VDD มีตัวเลือกการเชื่อมต่อหลายแบบให้เลือก ด้วยอำนาจภายนอกในความคิดของฉัน ตัวเลือกที่ดีที่สุดเราจะใช้มัน:

สำหรับตัวเลือกแหล่งจ่ายไฟใดๆ เซ็นเซอร์จะเชื่อมต่อแบบขนาน:

เราจะวางเซ็นเซอร์วัดอุณหภูมิภายในไว้บนกระดานเล็กๆ พร้อมด้วยปุ่มสองปุ่มที่เราจะใช้ตั้งเวลาและวันที่ของนาฬิกา:

เราเชื่อมต่อสายไฟทั่วไปจากทั้งสองปุ่มเข้ากับ GND เชื่อมต่อสายไฟจากปุ่มแรกไปที่ A0 จากปุ่มที่สองถึง A1
เราติดมันด้วยเทปสองหน้าติดกับ Arduino:

ควรเลือกเซ็นเซอร์ที่ควรวางไว้นอกห้องในตัวเรือนโลหะ กันฝุ่น และกันน้ำ:

คำนวณสายไฟตามความยาวที่ต้องการเพื่อให้คุณสามารถแขวนเซ็นเซอร์ไว้นอกหน้าต่างได้ สิ่งสำคัญคือต้องไม่เกิน 5 เมตร หากคุณต้องการความยาวที่ยาวกว่านี้ คุณจะต้องลดค่าของการดึงขึ้น ตัวต้านทาน

เราเชื่อมต่อสายไฟจากบัสข้อมูล DQ ของเซ็นเซอร์ทั้งสองตัวเข้ากับขา 5 ของ Arduino
Vdd - +5 Arduino
GND - GND Arduino

ขั้นตอนที่ 4 โภชนาการ
สำหรับแหล่งจ่ายไฟ คุณสามารถใช้แหล่งจ่ายไฟที่มีแรงดันไฟฟ้า 6 ถึง 12 โวลต์ ที่ปลายสายไฟให้บัดกรีปลั๊กที่เหมาะกับปลั๊กไฟ Arduino:

หรือคุณสามารถวางช่องใส่แบตเตอรี่ไว้ในกล่องใส่แบตเตอรี่ AAA สี่ก้อนได้ และเชื่อมต่อสายบวกจากช่องเข้ากับ Vin Arduino และสายลบเข้ากับ GND

ขั้นตอนที่ 5 เตรียมสภาพแวดล้อมการเขียนโปรแกรม
ก่อนอื่นคุณต้องดาวน์โหลดและติดตั้ง Arduino IDE จากเว็บไซต์อย่างเป็นทางการ

และยังเพิ่มไลบรารีสองแห่งที่จำเป็นสำหรับการร่างภาพด้วย OneWire - จำเป็นสำหรับการสื่อสารกับเซ็นเซอร์ ds18b20:

U8glib – ใช้เพื่อแสดงข้อมูลบนหน้าจอ:

กำลังดาวน์โหลดไลบรารี่ จากนั้นเราจะแตกไฟล์เก็บถาวรและย้ายเนื้อหาของไฟล์เก็บถาวรไปยังโฟลเดอร์ "ไลบรารี" ซึ่งอยู่ในโฟลเดอร์ที่ติดตั้ง Arduino IDE คุณยังสามารถเพิ่มไลบรารีผ่าน Arduino IDE ได้ หากต้องการทำสิ่งนี้โดยไม่ต้องคลายไฟล์เก็บถาวรให้เปิด Arduino IDE แล้วเลือก Sketch - เชื่อมต่อไลบรารีจากเมนู ที่ด้านบนสุดของรายการแบบเลื่อนลง ให้เลือก “ไลบรารี Add.Zip” เราระบุตำแหน่งของไฟล์เก็บถาวรที่ดาวน์โหลด หลังจากทำตามขั้นตอนทั้งหมดแล้ว คุณต้องรีสตาร์ท Arduino IDE

ขั้นตอนที่ 6 การแก้ไขร่าง
เซ็นเซอร์วัดอุณหภูมิทำงานโดยใช้โปรโตคอล One Wire และมี ที่อยู่ที่ไม่ซ้ำกันสำหรับแต่ละอุปกรณ์ - รหัส 64 บิต ไม่แนะนำให้เพิ่มคำสั่งค้นหาเซ็นเซอร์ลงในแบบร่าง ไม่จำเป็นต้องโหลด Arduino ทุกครั้งที่เซ็นเซอร์เกิดอาการสะอึก ดังนั้นก่อนอื่นเมื่อรวบรวมทุกอย่างเข้าด้วยกันแล้วจึงอัปโหลดภาพร่างลงใน Arduino ซึ่งอยู่ในเมนู ไฟล์ - ตัวอย่าง - อุณหภูมิดัลลาส - OneWireSearch จากนั้นเปิดเครื่องมือ - Port Monitor Arduino จะต้องค้นหาเซ็นเซอร์ของเรา เขียนที่อยู่ และการอ่านอุณหภูมิ ที่อยู่เหล่านี้จำเป็นต้องเขียนหรือคัดลอกไว้ที่ใดที่หนึ่ง ตอนนี้เปิดภาพร่าง Ard_Tic_Tak_WG12864B_2_x_Term_Serial แล้วมองหาบรรทัด:

ไบต์ addr1=(0x28, 0xFF, 0x75, 0x4E, 0x87, 0x16, 0x5, 0x63); // ที่อยู่ภายใน ไบต์ addr2=(0x28, 0xFF, 0xDD, 0x14, 0xB4, 0x16, 0x5, 0x97); // ที่อยู่ภายนอก เซ็นเซอร์

เราแทนที่ที่อยู่ของตำแหน่งเซ็นเซอร์ที่เกี่ยวข้องด้วยที่อยู่ของเรา
นาฬิกาของเราไม่ได้ใช้โมดูล RTC (นาฬิกาเรียลไทม์) ดังนั้นจึงจำเป็นต้องปรับอัตรานาฬิกา เพื่อความสะดวก ให้ยกเลิกการใส่เครื่องหมายบรรทัด (วินาทีจะปรากฏบนหน้าจอ):

//u8g.setPrintPos(44, 50); u8g.print(วินาที); // ส่งออกวินาทีเพื่อควบคุมความถูกต้องของการเคลื่อนไหว

ติดตั้ง เวลาที่เหมาะสมผ่านทางมอนิเตอร์พอร์ต ในการดำเนินการนี้ ให้เปิดมอนิเตอร์พอร์ต รอให้การวัดอุณหภูมิเริ่มต้นเสร็จสิ้น แล้วจึงเข้าไป วันที่ปัจจุบันและเวลาในรูปแบบ "วัน เดือน ปี ชั่วโมง นาที วินาที" ไม่มีการเว้นวรรค ตัวเลขคั่นด้วยลูกน้ำหรือจุด

หากนาฬิกาเร่งรีบ เราจะเปลี่ยนค่าให้มากขึ้น ฉันแนะนำให้ทดลองเพิ่มทีละ 100 หน่วย หากฉันล้าหลัง ฉันควรลดค่าในบรรทัด:

ถ้า (micros() - prevmicros >494000) ( // เปลี่ยนเป็นอย่างอื่นเพื่อแก้ไขให้ถูกต้องคือ 500000

เรากำหนดตัวเลขที่นาฬิกาทำงานได้อย่างแม่นยำโดยเชิงประจักษ์ เพื่อกำหนดความแม่นยำของการเคลื่อนที่ คุณต้องแสดงวินาที หลังจากปรับเทียบตัวเลขอย่างแม่นยำแล้ว วินาทีก็สามารถใส่เครื่องหมายวินาทีและลบออกจากหน้าจอได้
อัปโหลดภาพร่าง

ฉันอยากมีสถานีตรวจอากาศเป็นของตัวเอง ซึ่งจะส่งการอ่านค่าจากเซ็นเซอร์ไปยังแผนที่ตรวจสอบสาธารณะ (ค้นหาบน Google ใน 5 วินาที) ปรากฎว่ามันไม่ยากอย่างที่คิด มาดูกันว่าได้ทำอะไรไปบ้าง

สำหรับ ของการกระทำนี้ฉันเอามันไปเอง อาร์ดูโน่ อูโน่และ Ethernet Shield w5100 สำหรับมัน ทั้งหมดนี้สั่งจากจีนใน Aliexpress

ฉันยังสั่งเซ็นเซอร์ที่นั่นด้วย: DHT22, DHT11, DS18B20, BMP280 (มีการวางแผนเซ็นเซอร์ก๊าซและควันด้วย...)

หลังจากค้นหาฟอรัม, Google, Yandex ฉันพบร่างเวอร์ชันที่ดี - https://student-proger.ru/2014/11/meteostanciya-2-1/

ในความคิดเห็นมีคนโพสต์ภาพร่างที่เสร็จสมบูรณ์พร้อมเซ็นเซอร์แสงและก๊าซ ฉันเอาพวกมันมาเป็นพื้นฐาน

ในภาพร่างเหล่านั้นไม่มีการรองรับเซ็นเซอร์ความดันที่ 280 เราได้พูดคุยกับผู้เขียนเขาแทนที่ 180 ด้วย 280 ทุกอย่างทำงานได้อย่างสมบูรณ์แบบ (ขอบคุณเขามากสำหรับสิ่งนี้)

ด้านล่างนี้เป็นตัวอย่างของภาพร่างสุดท้ายที่ฉันคิดขึ้นมา

ใน ในขณะนี้ฉันได้เชื่อมต่อเซ็นเซอร์แล้ว:
DHT22 - 1 ชิ้น
DHT11 - 1 ชิ้น
BMP280 - 1 ชิ้น
DS18B20 - 2 ชิ้น

ความสนใจ! ก่อนอัพโหลดภาพร่างอย่าลืมเปลี่ยนที่อยู่ MAC ของอุปกรณ์เพื่อไม่ให้รบกวนผู้อื่น (เช่น นำที่อยู่ Mac ของโทรศัพท์มือถือของคุณไปเปลี่ยนตัวอักษร/ตัวเลขตัวสุดท้ายในนั้น ซึ่งจะไม่ “รบกวน” ” เครือข่ายท้องถิ่นของคุณ!

แผนภาพการเชื่อมต่อโดยประมาณ (ภาพที่ถ่ายจากภาพร่างนี้บนอินเทอร์เน็ต):

ด้วยเหตุผลทางเทคนิค ฉันไม่สามารถโพสต์ภาพร่างโดยตรงที่นี่ได้ ฉันใส่มันไว้ในเอกสารสำคัญ ลิงค์ไปอยู่ในบรรทัดด้านบน

อย่างที่คุณเห็น มีการอ่านค่าและมันทำงานอย่างถูกต้อง ตัวอย่างเช่น ฉันจะโพสต์ภาพหน้าจอสองสามภาพจากเซ็นเซอร์ของฉัน:

ขอแนะนำให้ดาวน์โหลดเฟิร์มแวร์ก่อนเชื่อมต่อส่วนประกอบเพื่อให้แน่ใจว่าบอร์ดใช้งานได้ หลังจากประกอบแล้วคุณสามารถแฟลชได้อีกครั้งบอร์ดควรจะกระพริบอย่างราบรื่น ในโครงการที่มีผู้บริโภคที่ทรงพลังในวงจรจ่ายไฟของบอร์ด 5V (ระบุแอดเดรสได้ แถบนำ,เซอร์โว,มอเตอร์ ฯลฯ) จำเป็นต้องจ่ายไฟ 5V ภายนอกเข้าวงจรก่อน กำลังเชื่อมต่อ Arduinoไปยังคอมพิวเตอร์ เนื่องจาก USB จะไม่จ่ายกระแสไฟที่ต้องการ เช่น เทปต้องการ นี่อาจทำให้ไดโอดป้องกันบนบอร์ด Arduino ไหม้ได้ คำแนะนำในการดาวน์โหลดและอัพโหลดเฟิร์มแวร์อยู่ใต้สปอยเลอร์ในบรรทัดถัดไป

เนื้อหาของโฟลเดอร์ในไฟล์เก็บถาวร

• ห้องสมุด– ห้องสมุดโครงการ แทนที่เวอร์ชันที่มีอยู่
• เฟิร์มแวร์– เฟิร์มแวร์สำหรับ Arduino
• แผนงาน– แผนภาพการเชื่อมต่อส่วนประกอบ

นอกจากนี้

• จากการทดลองพบว่าเซ็นเซอร์อุณหภูมิด้านนอกเคสแสดงน้อยกว่าด้านใน 0.5 องศา! จำเป็นต้องจัดเรียงอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ กำจัด และป้องกันความร้อนจากองค์ประกอบความร้อน...

• หากจอแสดงผลสลัวเกินไป/บนพื้นหลังสีขาว
  มีปุ่มปรับคอนทราสต์บนบอร์ดไดรเวอร์จอแสดงผล (ซึ่งต่อสายไฟไว้) ด้วยความช่วยเหลือคุณสามารถปรับคอนทราสต์ให้เป็นค่าที่ต้องการได้ นอกจากนี้ คอนทราสยังขึ้นอยู่กับมุมมองของจอแสดงผล (เป็น LCD) และคุณสามารถตั้งค่าให้จอแสดงผลแสดงได้ชัดเจนแม้ในมุม "การแสดงผลที่ระดับสะดือ มองจากด้านบน" และความเปรียบต่างนั้นขึ้นอยู่กับแหล่งจ่ายไฟอย่างมาก: จาก 5V จอแสดงผลจะแสดงได้ชัดเจนและสว่างที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ในขณะที่เมื่อขับเคลื่อนจาก USB ผ่าน Arduino แรงดันไฟฟ้าจะอยู่ที่ประมาณ 4.5V (ส่วนหนึ่งตกอยู่ที่ไดโอดป้องกันตามสาย USB ) และจอแสดงผลไม่สว่างอีกต่อไป ปรับเอาต์พุตโดยใช้ปุ่มหมุนที่มีแหล่งจ่ายไฟภายนอกตั้งแต่ 5V!

• หากเซ็นเซอร์ CO2 ทำงานไม่ถูกต้อง (ข้อมูลจาก Evgeniy Ivanov)
  มีภาพร่างสำหรับการสอบเทียบอยู่ในโฟลเดอร์ไลบรารีเซ็นเซอร์ตามตัวอย่าง นอกจากนี้ยังสามารถเริ่มต้นด้วยการลัดวงจรขั้วต่อ "HD" ลงกราวด์เป็นเวลา 7+ วินาทีแบบสุ่มสี่สุ่มห้า
  แน่นอน คุณไม่จำเป็นต้องทำสิ่งนี้ขณะอยู่ข้างนอกท่ามกลางอากาศเย็น... คุณเพียงแค่เติมอากาศบริสุทธิ์ลงในขวดโดยมีเซ็นเซอร์อยู่ข้างในแล้วปิดผนึก การสอบเทียบใช้เวลาอย่างน้อย 20 นาที
  ตามค่าเริ่มต้น เซ็นเซอร์จะมาพร้อมกับการสอบเทียบอัตโนมัติที่เปิดอยู่ ซึ่งเกิดขึ้นทุกวัน และหากใช้เซ็นเซอร์ในห้องที่ไม่มีอากาศถ่ายเท การสอบเทียบนี้จะย้ายค่าที่เกินมาตรฐานอย่างรวดเร็ว จึงต้องปิดการใช้งาน
  เอกสารประกอบ

• การสอบเทียบเซ็นเซอร์อัตโนมัติ CO2 ถูกปิดการใช้งานในร่าง!

• ถ้าคุณมี เซ็นเซอร์ BME280 ไม่ทำงานเป็นไปได้มากว่าที่อยู่ของเขาจะแตกต่างออกไป โปรเจ็กต์ใช้ไลบรารี Adafruit_BME280 ซึ่งไม่มีฟังก์ชันแยกต่างหากสำหรับการเปลี่ยนที่อยู่ ดังนั้นที่อยู่จึงถูกตั้งค่าด้วยตนเองในไฟล์ไลบรารี Adafruit_BME280.h เกือบจะอยู่ที่จุดเริ่มต้นของไฟล์ ( อยู่ในโฟลเดอร์ Adafruit_BME280 ในโฟลเดอร์ไลบรารีของคุณ คุณควรติดตั้งไว้ที่นั่น) โมดูลของฉันมีที่อยู่ 0x76 ฉันจะค้นหาที่อยู่ของโมดูล BME280 ของฉันได้อย่างไร มีภาพร่างพิเศษที่เรียกว่าเครื่องสแกน i2c คุณ google ก็ได้ คุณก็ทำได้ คุณฉายภาพร่างนี้ เปิดพอร์ตและรับรายการที่อยู่ของอุปกรณ์ที่เชื่อมต่อกับบัส i2c เพื่อให้โมดูลอื่นๆ ไม่รบกวนคุณ คุณสามารถปิดการใช้งานโมดูลเหล่านั้นและเหลือไว้เพียง BME280 เท่านั้น เราระบุที่อยู่ที่ได้รับในห้องสมุด บันทึกไฟล์ และโหลดเฟิร์มแวร์ของนาฬิกาสภาพอากาศ ทั้งหมด!

• หากนาฬิกาเดินช้าปัญหาน่าจะอยู่ที่แหล่งจ่ายไฟของวงจรมากที่สุด หากปัญหาไม่หายไปเมื่อคุณเปลี่ยนแหล่งจ่ายไฟเป็นแหล่งจ่ายไฟที่ดีกว่า ให้ติดตัวเก็บประจุเพื่อจ่ายไฟให้กับโมดูล RTC (บัดกรีเข้ากับบอร์ดโดยตรงที่ VCC และ GND): เซรามิกเสมอ 0.1-1 µF (ทำเครื่องหมาย 103 หรือ 104 , ดูตารางการทำเครื่องหมาย) คุณยังสามารถจ่ายอิเล็กโทรไลต์ได้ (6.3V, 47-100 uF)

การตั้งค่าเฟิร์มแวร์

#define RESET_CLOCK 0 // รีเซ็ตนาฬิกาในขณะที่กำลังโหลดเฟิร์มแวร์ (สำหรับโมดูลที่มีแบตเตอรี่แบบถอดไม่ได้) อย่าลืมใส่ 0 แล้วแฟลชอีกครั้ง! #define SENS_TIME 30000 // อัปเดตเวลาการอ่านเซ็นเซอร์บนหน้าจอ มิลลิวินาที #define LED_MODE 0 // ประเภท LED RGB: 0 - แคโทดหลัก, 1 - แอโนดหลัก #define LED_BRIGHT 255 // ความสว่าง LED CO2 (0 - 255) # กำหนด BLUE_YELLOW 1 // สีเหลืองแทนที่จะเป็นสีน้ำเงิน (1 ใช่, 0 ไม่ใช่) แต่เนื่องจากคุณสมบัติการเชื่อมต่อสีเหลืองจึงไม่สว่างนัก #define DISP_MODE 1 // แสดงผลที่มุมขวาบน: 0 - ปี, 1 - วัน ของสัปดาห์ 2 - วินาที #define WEEK_LANG 1 // ภาษาของวันในสัปดาห์: 0 - อังกฤษ, 1 - รัสเซีย (ทับศัพท์) #define DEBUG 0 // แสดงบันทึกการเริ่มต้นเซ็นเซอร์เมื่อเริ่มต้น #define PRESSURE 1 // 0 - กราฟความดัน, 1 - กราฟพยากรณ์ฝน (แทนความกดดัน) อย่าลืมปรับขีดจำกัดกราฟ // แสดงขีดจำกัดของกราฟ #define TEMP_MIN 15 #define TEMP_MAX 35 #define HUM_MIN 0 #define HUM_MAX 100 #define PRESS_MIN -100 #define PRESS_MAX 100 #define CO2_MIN 300 #define CO2_MAX 2000

วันหนึ่ง ขณะเดินไปรอบๆ เมือง ฉันเห็นร้านอุปกรณ์วิทยุอิเล็กทรอนิกส์แห่งใหม่เปิดขึ้น พอเข้าไปก็เจอโล่สำหรับ Arduino เยอะมาก เพราะ... ฉันมี Arduino Uno และ Arduino Nano ที่บ้าน และไอเดียนี้ก็มาเล่นกับเครื่องส่งสัญญาณจากระยะไกลทันที ฉันตัดสินใจซื้อเครื่องส่งและตัวรับสัญญาณที่ถูกที่สุดที่ 433 MHz:

เครื่องส่งสัญญาน.

เครื่องรับสัญญาณ.

เมื่อเขียนร่างการส่งข้อมูลอย่างง่าย (ตัวอย่างที่นำมาจากที่นี่) ปรากฎว่าอุปกรณ์ส่งสัญญาณอาจค่อนข้างเหมาะสำหรับการส่งข้อมูลอย่างง่าย เช่น อุณหภูมิ ความชื้น

เครื่องส่งสัญญาณมีลักษณะดังต่อไปนี้:
1. รุ่น: MX-FS - 03V
2. ระยะ (ขึ้นอยู่กับการมีวัตถุขวางกั้น): 20-200 เมตร
3. แรงดันไฟฟ้า: 3.5 -12V
4. ขนาดโมดูล: 19 * 19 มม
5. การปรับสัญญาณ: น
6. กำลังส่ง: 10mW
7. ความถี่: 433 เมกะเฮิรตซ์
8. ความยาวที่ต้องการของเสาอากาศภายนอก: 25 ซม
9. เชื่อมต่อง่าย (เพียงสามสายเท่านั้น): DATA ; วีซีซี ; โลก.

รับลักษณะโมดูล:
1. แรงดันไฟฟ้า: DC 5V
2. ปัจจุบัน: 4mA
3.ความถี่ในการทำงาน: 433.92 MHz
4. ความไว: - 105dB
5. ขนาดโมดูล: 30 * 14 * 7 มม
6. จำเป็น เสาอากาศภายนอก: 32 ซม.

อินเทอร์เน็ตบอกว่าช่วงการส่งข้อมูลที่ 2Kb/วินาทีสามารถเข้าถึงได้สูงสุด 150 เมตร ฉันไม่ได้ตรวจสอบด้วยตัวเอง แต่ในอพาร์ทเมนต์สองห้องก็เป็นที่ยอมรับทุกที่

ฮาร์ดแวร์สถานีตรวจอากาศที่บ้าน

หลังจากการทดลองหลายครั้ง ฉันตัดสินใจเชื่อมต่อเซ็นเซอร์อุณหภูมิ ความชื้น และเครื่องส่งสัญญาณเข้ากับ Arduino Nano

เซ็นเซอร์อุณหภูมิ DS18D20 เชื่อมต่อกับ Arduino ดังนี้:

1) GND ไปที่ลบของไมโครคอนโทรลเลอร์
2) DQ ผ่านตัวต้านทานแบบดึงขึ้นลงกราวด์และเพื่อปักหมุด D2 ของ Arduino
3) Vdd ถึง +5V

โมดูลเครื่องส่งสัญญาณ MX-FS - 03V ใช้พลังงาน 5 โวลต์ เอาต์พุตข้อมูล (ADATA) เชื่อมต่อกับพิน D13

เชื่อมต่อกับ Arduino Uno จอ LCDและบารอมิเตอร์ BMP085

แผนภาพการเชื่อมต่อกับ Arduino Uno

ตัวรับสัญญาณเชื่อมต่อกับขา D10

โมดูล BMP085 - เซ็นเซอร์ความดันบรรยากาศแบบดิจิตอล เซ็นเซอร์ช่วยให้คุณวัดอุณหภูมิ ความดัน และความสูงเหนือระดับน้ำทะเลได้ อินเทอร์เฟซการเชื่อมต่อ: I2C แรงดันไฟจ่ายเซ็นเซอร์ 1.8-3.6 V

โมดูลนี้เชื่อมต่อกับ Arduino ในลักษณะเดียวกับอุปกรณ์ I2C อื่นๆ:

• วีซีซี - วีซีซี (3.3 โวลต์);
• GND - GND;
• SCL - ถึงพินอะนาล็อก 5;
• SDA - เป็นพินอะนาล็อก 4

• ต้นทุนต่ำมาก
• กำลังไฟและ I/O 3-5 V
• การหาค่าความชื้น 20-80% ด้วยความแม่นยำ 5%
• การตรวจจับอุณหภูมิ 0-50 องศา ด้วยความแม่นยำ 2%
• ความถี่ในการโพลไม่เกิน 1 Hz (ไม่เกินหนึ่งครั้งทุกๆ 1 วินาที)
• ขนาด 15.5มม. x 12มม. x 5.5มม
• 4 พิน ระยะห่างระหว่างพิน 0.1"

DHT มี 4 พิน:

1. วีซีซี (แหล่งจ่ายไฟ 3-5V)
2. ข้อมูลออก - ข้อมูลออก
3. ไม่ได้ใช้
4. ทั่วไป

เชื่อมต่อกับ D8 ของ Arduino

ส่วนซอฟต์แวร์ของสถานีตรวจอากาศภายในบ้าน

โมดูลส่งสัญญาณจะวัดและส่งอุณหภูมิทุกๆ 10 นาที

ด้านล่างนี้เป็นโปรแกรม:

/* Sketch version 1.0 ส่งอุณหภูมิทุกๆ 10 นาที */ #include #include #include #define ONE_WIRE_BUS 2 // Pin สำหรับเชื่อมต่อเซ็นเซอร์ Dallas OneWire oneWire(ONE_WIRE_BUS); เซ็นเซอร์อุณหภูมิดัลลัส(&oneWire); ที่อยู่อุปกรณ์ภายในเทอร์โมมิเตอร์; การตั้งค่าเป็นโมฆะ (เป็นโมฆะ) ( //Serial.begin(9600); vw_set_ptt_inverted (จริง); // จำเป็นสำหรับ DR3100 vw_setup (2000); // ตั้งค่าอัตรารับส่งข้อมูล (บิต / s) เซ็นเซอร์เริ่มต้น (); ถ้า (! เซ็นเซอร์ .getAddress (ภายในเครื่องวัดอุณหภูมิ 0)); printAddress (ภายในเครื่องวัดอุณหภูมิ); : "); //Serial.println(tempC); // การก่อตัวของข้อมูลสำหรับการส่ง int number = tempC; char symbol = "c"; // สัญลักษณ์บริการสำหรับการพิจารณาว่านี่คือเซ็นเซอร์ String strMsg = "z"; strMsg +=; strMsg += " "; strMsg += " "; strMsg.toCharArray(msg, 255); / รอจนกระทั่งการถ่ายโอนเสร็จสิ้น (200); ; เจ<= 6; j++) { sensors.requestTemperatures(); printTemperature(insideThermometer); delay(600000); } } //Определение адреса void printAddress(DeviceAddress deviceAddress) { for (uint8_t i = 0; i < 8; i++) { if (deviceAddress[i] < 16); //Serial.print("0"); //Serial.print(deviceAddress[i], HEX); } }

อุปกรณ์รับสัญญาณจะรับข้อมูล วัดความดัน และอุณหภูมิในห้อง และส่งไปยังจอแสดงผล

#include #include จอแอลซีดี LiquidCrystal(12, 10, 5, 4, 3, 2); #รวมเซ็นเซอร์dht11; #กำหนด DHT11PIN 8 #รวม #รวม BMP085 dps = BMP085(); ยาว อุณหภูมิ = 0, ความดัน = 0, ระดับความสูง = 0; การตั้งค่าเป็นโมฆะ() ( Serial.begin(9600); vw_set_ptt_inverted(true); // จำเป็นสำหรับ DR3100 vw_setup(2000); // ตั้งค่าความเร็วในการรับ vw_rx_start(); // เริ่มการตรวจสอบการออกอากาศ lcd.begin (16, 2) ; Wire.begin(); //lcd.setCursor(14,0); //lcd.write(0)); ลูป() ( uint8_t buf; // บัฟเฟอร์สำหรับข้อความ uint8_t buflen = VW_MAX_MESSAGE_LEN ; // ความยาวบัฟเฟอร์ if (vw_get_message(buf, &buflen)) // หากได้รับข้อความ ( // เริ่มการแยกวิเคราะห์ int i; // หากข้อความไม่ได้ส่งถึงเรา ให้ออกถ้า (buf != "z") ( return; ) คำสั่ง char = buf; // คำสั่งอยู่ที่ดัชนี 2 // พารามิเตอร์ตัวเลขเริ่มต้นที่ดัชนี 4 i = 4; // เนื่องจากการส่งข้อมูลเป็นแบบอักขระต่ออักขระ ดังนั้นคุณต้องแปลงชุด ของตัวอักษรเป็นตัวเลข while (buf[i] != " ") ( number *= 10; number += buf[i] - "0"; i++; ) dps.getPressure(&Pressure); (&Altitude); getTemperature(&อุณหภูมิ); //Serial.print(คำสั่ง);

จอแอลซีดีพิมพ์("T =");
จอแอลซีดี setCursor (2,0);
จอแอลซีดีพิมพ์(หมายเลข);
จอแอลซีดี setCursor (5,0);
จอแอลซีดีพิมพ์("P =");

จอแอลซีดีพิมพ์(ความดัน/133.3);

จอแอลซีดีพิมพ์("mmH");