Направи си сам метеорологична станция на цифрови индикатори. Направи си сам настолна метеорологична станция на esp8266 с поддръжка на wifi. Обща схема на метеорологичната станция

Исках да имам собствена метеорологична станция, която предава показанията от сензори към карта за наблюдение на хората (отнема 5 секунди за търсене в Google). Оказа се, че не е толкова трудно, колкото изглежда. Помислете какво е направено.

За това действие си взех Arduino Uno и Ethernet Shield w5100 за него. Всичко това е поръчано от Китай на Aliexpress.

Там също поръчах сензори: DHT22, DHT11, DS18B20, BMP280 (планирани са и сензори за газ, дим ...)

Като пуших форуми, Google, Yandex, намерих добра версия на скицата - https://student-proger.ru/2014/11/meteostanciya-2-1/

На същото място в коментарите човек публикува завършена скица със сензори за светлина и газ. Взех ги за основа.

В тези скици нямаше поддръжка за 280-ия сензор за налягане, говорихме с автора, той замени 180 с 280. Всичко работи добре (много ви благодаря за това)

По-долу е пример за крайната скица, която получих.

В момента имам свързани сензори:
DHT22 - 1 бр.
DHT11 - 1 бр.
BMP280 - 1 бр.
DS18B20 - 2 бр.

ВНИМАНИЕ! Преди да качите скицата, не забравяйте да промените MAC адреса на устройството, за да не се припокрива с други (например вземете Mac адреса на мобилния си телефон и променете последните букви / цифри в него, което няма да " безпокойте" вашата локална мрежа!

Приблизителна схема на свързване (снимка, направена в интернет от тази скица):

По технически причини не мога да публикувам скицата тук. Сложих го в архива. Връзката към него е по-горе.

Както можете да видите, има показания, те работят правилно, например, ще публикувам няколко екранни снимки от моите сензори:

В свободното си време си спомних за един прост домашен продукт, който срещнах в списанието "Млад натуралист" и направен през осемдесетте години на миналия век.

С негова помощ беше интересно да се предскаже времето, да се наблюдава точността на показанията, направени на следващия ден.

Разбира се, не си струва да сравняваме този дизайн с метрологични инструменти, но като груба прогноза той е доста ефективен.

В допълнение, такава система позволява на децата да развият умения за наблюдение и анализ на природни явления.

Затова го описвам в статията като съвет към домашен майстор как да направи прост барометър от електрическа крушка и как да дешифрира получената информация. Текстовият материал е допълнен с обяснителни снимки, снимки и видео.

Как работи домашен барометър

За предсказване на времето се използва пространство, покрито със стъкло на електрическа крушка с малък отвор в горната част. Този контейнер се пълни с чиста вода. Влияе се от:

• атмосферно налягане през прорез в стъклото;
• влажност на въздуха;
• температура на околната среда.

При комбинираното действие на тези фактори се получава изпарение на повърхностния слой с кондензация на пари вътре в стъклената колба на електрическата крушка без излизане през отвора. По естеството на образувания кондензат, неговата форма и плътност те съдят за предстоящото време, прогнозират състоянието на атмосферата за следващите 12 ÷ 24 часа или малко повече.

Необходими инструменти

Ще бъде задължително:

• изгоряла или цяла лампа с нажежаема жичка;
• защитни ръкавици;
• иглена пила или с диамантена бормашина;
• един кристал калиев перманганат или парче олово от незаличим молив - не винаги.

За да направите стойка за барометър, ще ви трябва или лепило със стойка.

Технология на производство

На ръцете се поставят предпазни ръкавици. Те ще предпазят кожата от порязвания и малки парчета стъкло. Електрическата крушка е крехка, при случайна прекомерна сила може да се разпадне на малки фрагменти. Трябва да сте много внимателни с него.

В горната част на колбата близо до основата е необходимо да се направи проходен отвор с напречно сечение от един до няколко квадратни mm, не повече. Той ще комуникира вътрешната кухина на цилиндъра с атмосферния въздух.

Начини за създаване на дупка

Работа с иглена пила

Страничната повърхност на режещия ръб внимателно изрязва дупка в стъклото на колбата.

Размерът на усилията трябва да се контролира: много е лесно да се обработва голяма празнина или да се повреди крехко стъкло. Работете върху контейнера, в който ще паднат стъклените стружки. Това ще гарантира почистването на работното място.

Пробиване на дупка в стъкло

Този метод ви позволява да направите строго калибриран кръгъл отвор. Това обаче изисква практически умения за обработка на стъкло със свредла с малки диаметри. Можете да работите с бормашина или отвертка.

Конвенционалното свредло за металообработване трябва да бъде добре заточено, а мястото за пробиване маркирано и почистено. Електрическата крушка трябва да бъде надеждно фиксирана, а бормашината трябва да се използва при средна скорост и постепенно да намалява стойността им. Не се допуска отклонение на свредлото от вертикалата, както и натиск. Дори ако тези изисквания са изпълнени, има вероятност крушката да се повреди.

Следователно, за пробиване на дупка се избират специални свредла с диамантен връх. Работят много внимателно.

Пълнене на колбата с вода

Вътре в електрическата крушка, през изрязания отвор, е необходимо да се излее чиста, утаена или по-добре преварена вода малко по-малко от една трета от вътрешния й обем.

Домашният барометър с електрическа крушка по принцип е готов за употреба. Но за по-лесно използване можете:

• оцветете водата на устройството, например, с разтвор на калиев перманганат. Кондензът ще стане по-видим;
• осигурете окачващо устройство или стойка.

Относно монтирането на домашен барометър

Монтажният възел на устройството е направен за работа в една от двете версии:

1. окачване на дръжка или кука;
2. фиксиран монтаж на перваза на прозореца.

Примка за окачване

Използвайте парче медна жица, огънете я с примка и запоете свободните краища вътре в основния контакт.

Остава да окачите домашен барометър на подготвена кука или дръжка.

Стойка

Можете да използвате подходяща капачка от бутилка козметика или препарати.

В него се залепва електрическа крушка или се фиксира по друг достъпен начин, например върху пластилин или шпакловка. Удобно е да поставите такъв домашен дизайн на устройството на перваза на прозореца на всяко свободно място.

Основното условие за безопасност е да се ограничи достъпът до устройството на малки деца и домашни любимци, които лесно могат да съборят или счупят стъклената колба.

Как да дешифрирате информация и да използвате устройството

Мониторинг на конденз

Следната таблица ще ви помогне да анализирате състоянието на влажността в колбата, да предскажете времето от нея.

Тази таблица може да бъде отпечатана на принтер и поставена близо до домашно устройство. Не е необходимо да помните цялата тази информация. Децата, когато бъдат въвлечени в играта на метеорология, много бързо ще започнат да пазят цялата информация в съзнанието си.

Характеристики на работа

Ще трябва да използвате домашен барометър само в отопляема стая. При отрицателни температури водата и кондензатът просто ще замръзнат. Поставете го на прозорец или перваза на прозореца. Желателно е да се монтира от северната страна на сградата. Смята се, че това осигурява по-точни показания.

Това може да се обясни само с факта, че такъв прозорец е по-малко изложен на топлина от слънчевите лъчи, работи в по-студена част на къщата и по-точно симулира състоянието на времето навън.

Относно точността на показанията

Нашето тяло, както всички живи същества, реагира на промените във времето. Особено се влияе от атмосферното налягане и влажността. Тъй като те не се сменят моментално, а постепенно, става възможно да се предвиди.

За да ги проследят, метеоролозите използват:

Ние значително изкривяваме всички тези процеси.

Исторически хората започнаха да разбират термина "барометър" като инструмент, който ви позволява да предсказвате времето чрез промяна на атмосферното налягане. Това беше улеснено от прилагането на анероидната скала на такива обозначения като „Ясно“, „Сухо“, „Дъжд“ и други природни явления.

Това е доста опростено представяне на прогнозата за метеорологичните събития, но дори нашето домашно устройство няма да може да покрие напълно това ниво:

• атмосферното налягане в колбата се променя леко при преминаване през строителни конструкции и дупки;
• показанията се влияят от условията на влажна среда в помещението, които се създават от вентилационната система,.

Освен това напоследък те са широко използвани в ежедневието. И те също регулират влажността в помещенията, влияят върху работата на домашен барометър.

Въпреки това, дори като се вземат предвид тези условия през лятото, може уверено да се предвиди поведението на времето с точност до 70%. През зимата, поради действието на отоплението, тази цифра намалява, но не е критична.

Във всеки случай винаги може да се сравни с професионални изчисления на метеорологични програми, публикувани в Интернет, използвани за възпитание на наблюдателността на децата, развиване на склонност към анализиране на сложни природни явления.

Това не бива да се пренебрегва, защото правенето на домашен барометър не е трудно, отнема около дузина минути. Децата ще оценят работата ви, като получат образователна основна играчка под формата на домашна метеорологична станция, която развива вниманието.

Сега предлагам да гледате видеото на собственика MrSam0delkin "Light Bulb Barometer".

Направи си сам РЪКОВОДСТВО ЗА ПРОСТА ДОМАШНА МЕТЕОСТАНЦИЯ

Ако компютърът е включен цял ден или дори денонощно, той може да се използва за управление на домашна метеорологична станция. Целта е да се създаде проста и евтина метеорологична станция, която ще използва персонален компютър (PC). Компютърът действа като четец, процесор и изпращач на измерените метеорологични данни към уебсайта Meteopost. Комуникацията между компютъра и измервателния уред ще се осъществява чрез 1-Wire мрежа.

Състав на измервателния комплекс
1. Персонален компютър с операционна система Windows XP и по-нова версия и свободен COM порт.
2. Адаптер за COM порт (1wire - RS232 конвертор)
3. 4-жилен Ethernet кабел с усукана двойка, дължината трябва да е достатъчна от COM порта до измервателния уред
4. 5V DC захранване с добро регулиране на напрежението
5. Измервателен блок (монтиран на открито)
6. Компютърен софтуер - приложение "Метеорологична станция".

ВАРИАНТ #1 - ЕДИН СЕНЗОР

Първо, помислете за най-простия вариант - метеорологична станция с един температурен сензор. Това не изисква допълнително захранване (елемент 4). И системата е много опростена. Адаптерът за COM порта (елемент 2) може да бъде направен по тази схема. Адаптерът се състои от два ценерови диода за 3.9V и 6.2V, два диода на Шотки и един резистор.

Схема на адаптер за COM порт

Адаптер в D-SUB корпус

Точката на запояване на кабела и температурния сензор, включително, и проводниците на сензора трябва да бъдат добре защитени от влага. Най-добре е да използвате лепило на полиуретанова основа.

Хидроизолационни сензорни проводници

Тази система ще осигури мониторинг на температурата с точност до десети от градуса. В същото време в прозореца на приложението ще се вижда графика на температурата на въздуха спрямо времето, а иконата в областта винаги ще показва текущата температура. Приложението ви позволява да зададете интервала на измерване.

ЦЕНА НА РАДИО ЧАСТИ - не повече от 50 UAH.

ВАРИАНТ #2 - ЧЕТИРИ СЕНЗОРА

По-сложна метеорологична станция с четири сензора: температура, влажност, светлина, налягане. Тъй като само температурният датчик ще бъде цифров, а останалите ще бъдат аналогови, системата използва четириканален ds2450 ADC. Този ADC поддържа 1-wire протокол. Веригата изисква допълнително захранване. Захранването трябва да осигурява стабилност на високо напрежение. Но тъй като гореописаната адаптерна схема има недостатък - невъзможността за свързване на външен източник на захранване към сензорите поради липса на реална маса (-), ние използваме различна адаптерна схема. Този адаптер също се побира в корпуса на D-SUB COM порта. Сега в кабела са включени три проводника: земя (-), + 5v и данни.

Схема на адаптер за COM порт с външно захранване

Веригата на измервателния блок може да бъде напълно изпълнена дори на прототипна платка. Необходимо е само да се обърне специално внимание на хидроизолацията на контактите. Най-лесният начин е да разтопите парафина и да го нанесете с четка върху всички оголени места по дъската. Ако платката е изложена на вода, ще има изтичане на напрежение и много грешки в измерването. В нашия случай дори стотни от волта значително влияят на резултатите.

Схема на измервателния блок

Измервателният модул трябва да бъде поставен в корпус и така че платката и сензорите да са защитени от пряко излагане на валежи и слънчева радиация. За тези цели е подходяща кутия от плътна пяна. В стените на кутията (дъното и стената от сенчестата страна) трябва да направите повече дупки за вентилация. Желателно е стените на кутията да се облепят отвътре с алуминиево фолио за допълнителна защита срещу инфрачервено лъчение, в противен случай ще има грешка при измерване на температурата. Всички сензори, с изключение на осветлението, са поставени директно върху платката. Сензорът за светлина (фоторезистор) се отстранява от платката върху проводници и се монтира в отвора в долната част на корпуса от пяна. Така че повърхността на сензора да гледа надолу. В този случай валежите няма да паднат върху сензора и особено през зимата това ще го предпази от заледяване. Сензорът за светлина за хидроизолация трябва да се третира например с прозрачно лепило на основата на полиуретан (силиконовият уплътнител не издържа теста, пропуска ток). Отнасяйте се включително (!) И светлочувствителната зона на фоторезистора. Налейте кабелите на сензора с лепило и ги поставете в изолационна тръба. Запоете краищата на проводниците към малка дъска. И запоете проводниците от измервателния уред към тази платка. Напълнете местата за запояване с парафин. В противен случай, когато вали силен дъжд с вятър, метеорологичната станция може да не работи и ще трябва да я разглобите и да изсушите всичко. Устройството може да бъде свързано към кабела с помощта на конектор. Но трябва да използвате специален водоустойчив конектор - системата ще работи при трудни метеорологични условия.

Ако трябва да поставите кутията извън прозореца на висока сграда (няма начин да я монтирате на стелаж близо до земята), тогава кутията трябва да бъде отстранена от стената на къщата, доколкото е възможно, на скоба. В противен случай нагряването на въздуха от стената дава много изкривени данни за температурата. В условията на частна къща е по-добре, разбира се, да направите истинска метеорологична кабина. Трябва да се погрижим за надеждното закрепване на корпуса, в противен случай силни пориви на вятъра могат да разкъсат нашата конструкция.

Измервателна единица на скоба

Изходното напрежение на захранващия блок (PSU) трябва да бъде в рамките на 4,8-5,3V. Старо зарядно за телефон също ще свърши работа. Ако обаче няма стабилизатор в захранването, трябва да го добавите към захранването, т.к. Стабилното напрежение е много важно за точността на измерването. Поне можеш да провериш с тестер дали десети или стотни от волта се променят на изхода на PSU. Не се допускат скокове от десети от волта. По-долу е показана проста схема на 5v стабилизатор. На входа на PSU може да бъде от 7 до 17V. Изходът ще бъде около 5V. След това трябва да свържете нашия кабел (който отива към измервателния уред) към захранването и да измерите напрежението с тестер в другия край на кабела. Това напрежение може да е малко по-ниско, отколкото директно на изхода на PSU поради съпротивлението на кабела. Това измерено напрежение трябва да бъде въведено в настройките на приложението като "Захранващо напрежение на сензора".

Типична схема на регулатор на напрежението

ЦЕНА НА АКСЕСОАРИ ЗА МЕТЕОСТАНЦИЯТА

Приблизителна цена на радиокомпонентите (цени за 2015 г. за магазина).
1. Температурен сензор ds18b20 - 25 UAH
2. ADC ds2450 - 120 UAH
3. Фоторезистор LDR07 - 6 UAH
4. Сензор за влажност HIH-5030 - 180 UAH
5. Сензор за налягане MPX4115A- 520 UAH.
ОБЩО: 850 UAH или $37

Останалите елементи общо струват не повече от 50 UAH, захранването може да се вземе например от старата "такса" за телефона.

Маркиране на радиоелементи

СОФТУЕР ЗА МЕТЕОРОЛОГИЧНА СТАНЦИЯ

Разработихме приложение за Windows, което ще предоставим безплатно на всеки, който иска да сглоби такава метеостанция. Това ще ви позволи да гледате времето на вашия компютър.

прозорец на приложението за компютър

Температурата на въздуха, показана в системната област

Приложението може да изпраща всички измерени данни на нашия сървър "Meteopost" и на специална страница (пример) можете да видите всички метеорологични данни от компютърен браузър. Страницата е адаптирана и за браузър на мобилен телефон.

Екранна снимка на браузъра на мобилен телефон

ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Можете да спестите от цената на частите, ако ги купувате от китайците на AliExpress. Възможно е метеорологичната станция да се сглоби без нито един от сензорите, с изключение на температурния сензор. Нашият ADC има един свободен вход, така че можете да изпратите сигнал от сензора за вятър към него. Но тъй като сме в града, просто няма къде да монтираме и тестваме такъв датчик. В градските райони няма да има адекватно измерване на скоростта и посоката на вятъра. Начините да направите сами сензор за скорост на вятъра са описани подробно от много ентусиасти в мрежата. Фабричният сензор е доста скъп.

Сглобяването на такава метеорологична станция е по силите на радиолюбител със средни умения. За още по-голямо опростяване можете да не развъждате печатната платка, а да я сглобите чрез повърхностен монтаж върху макет. Проверено - работи.

Опитахме се да създадем достъпна и евтина метеорологична станция. По-специално, компютърът е включен в системата за това. Ако е изключено, тогава трябва да направите друг дисплей, модул за пренос на данни към мрежата и т.н., което значително ще увеличи цената. Например, сега популярната "Netatmo Weather Station" с подобни измерени параметри струва около 4000 UAH ($200).

Всеки, който иска да направи такава метеостанция е готов да помогне с консултации. Ние също така ще предоставим необходимия софтуер и ще свържем вашата станция с нашия уебсайт.

От разпръснатите части реших да направя малка метеорологична станция. Сглобяването и написването на фърмуера за контролера отне два почивни дни. Бяха прекарани още няколко дни в писане, тестване и отстраняване на грешки в останалата част от софтуера. Актуалната версия на метеостанцията измерва температура, влажност, налягане, комуникира с компютър чрез USB порт и се захранва от него, поддържана от батерия 9 V. Данните се показват на LCD. Има и часовници. Тъй като нямаше подходящ кварц (и не исках да купувам по принцип), направих времева синхронизация с компютър.

Този проект е абсолютно некомерсиален, така че диаграмата на метеорологичната станция, фърмуерът на контролера и целият необходим софтуер могат да бъдат изтеглени. Изходният код на фърмуера.

Станцията е сглобена на макет, така че не искайте чертеж на печатна платка.

Използвани са следните основни компоненти:
ATMega8 - контролер
MPX4115A - сензор за налягане
HIH-4000 - сензор за влажност
DS18B20 - температурен датчик
WH1602A - дисплей

Използвах LCD на PLED технология, можете да използвате обикновен тип WH1602A. Сензорите за температура и влажност са поставени навън в защитна кутия.

Свързване към компютър

Свързването към USB порт изисква отделно описание.

По принцип беше възможно да се свържете към COM порта, по-лесно е. Но аз съм заета. Няма избор - USB. Тъй като станцията беше сглобена от това, което беше, беше използван кабел CA-42 за свързване на мобилен телефон към компютър. Конекторът към мобилния телефон влезе в действие, но краят, който се свързва към компютъра, остана. Самият конектор вече има микросхема за USB порта, а изходът е стандартен UART, този, който се използва в мобилните телефони и точно за контролера, така че запояваме проводниците директно, без преобразуватели на сигнали. След инсталиране на драйверите за този кабел се появява виртуален COM порт. След това можем да се свържем с нашата метеорологична станция с всяка програма, например HyperTerminal. Не цитирам конкретно разпояването на кабела, тъй като кабелите са различни, може да се различават. Трябва да използвате 3 проводника TX, RX, GND. Захранването на устройството от кабела най-вероятно няма да работи. Взех грешен USB конектор и го захранвах от друг USB порт.

За да можете да изпращате команди от командния ред и да получавате отговор от метеорологичната станция, беше написана програмата getfromcom.exe.

Метеорологичната станция разбира само две команди:

AGOV - Връща текущите показания на сензора.

SETTIME [време в секунди от началото на деня] - командата настройва часа в метеорологичната станция

За да получите данни, стартирайте getfromcom.exe COM6 AGOV

За да зададете часа, изпълнете getfromcom.exe COM6 "SETTIME 72565"

COM6 - порт.
72565 - броят секунди от началото на деня.

Автоматизация на процесите

Сега можете да използвате всяка програма, за да четете, обработвате данните, да ги изпращате където ви трябват, да синхронизирате времето на метеорологичната станция. Направих го с PHP скриптов език. Първо, той е бърз и винаги можете бързо да коригирате скрипта и да не търсите къде е изчезнал изходният код. Второ, аз работя с PHP през цялото време. Но можете да напишете вашата програма на всеки език, който желаете. Разбира се, за да работи PHP, ще трябва да го изтеглите (http://www.php.net/downloads.php) и да го инсталирате на вашия компютър. Под Windows това се прави елементарно. Скриптът getfromcom.php се стартира от файла get_data.bat, анкетира метеорологичната станция, обработва данните и изпраща скрипта get_data.php към HTTP сървъра. Ще говорим за скриптове на сървъра малко по-късно.

Хибернация на работещ компютър

Компютърът ми е в режим на заспиване. Събужда се на всеки 3 часа, анкетира метеорологичната станция, изпраща данни на сървъра и отново заспива (не можете да го изключите - така е по-удобно за вас.). Това се прави по следния начин: В програмата за планиране на задачи пакетният файл get_data.bat е посочен да бъде изпълнен и е зададена опцията „събуди компютъра, за да завърши тази задача“.

Компютърът е в хибернация с fShutdown.exe /hibernate
Сега в определеното време компютърът ще се събуди и ще изпълни get_data.bat

Характеристики на get_data.bat

Отбори:

devcon.exe активира PCIVEN_10EC
ping 127.0.0.1
RASPHONE-d Сетилит

Стартирайте мрежова връзка и изведете VPN на моя интернет доставчик.

ping 127.0.0.1 - затова направих необходимата пауза.

Съответно деактивирайте командите:

RASPHONE -h Сетилит
devcon.exe деактивира PCIVEN_10EC

Всичко ще бъде различно за вас, така че тези редове са коментирани във файла.

След като се събуди от хибернация, компютърът започна да мисли, че COM портът е зает от друга програма. Трябваше да рестартирам виртуалния COM порт с командата devcon.exe рестартирайте "USBVid_6547&PID_0232"
Ще имате различен ID на устройството.

Сървърни скриптове:

Сега за скриптовете на сървъра. Скрипт, който получава данни: get_data.php
Скриптът записва данните във файла pogoda.log. Всъщност данните се изпращат и към базата данни MySQL. Но за простота ще разгледаме работата само с файл. Когато приема данни, скриптът проверява дали IP адресът на изпращача съвпада. Позволените адреси са изброени във файла ip_allow.lst Данните не се приемат от „чужд“ подател.

(хроно-термо-хигро-барометър)

Както се казва в известната песен, "Най-важното е времето в къщата ...". Разбира се, авторът под времето имаше предвид състоянието на ума на съпрузите, живеещи под един покрив. Но ако подходите към тази фраза буквално, това означава, че под покрива, освен духовен комфорт, трябва да има и климатичен комфорт. Предлаганото устройство осигурява измерване и показване на LED индикатор на температурата и относителната влажност на въздуха в помещението, стойността на атмосферното налягане и текущото време.

Станцията е оборудвана със сензор за движение, който я включва, когато човек се появи в зоната на покритие на сензора. Този режим ви позволява да пестите енергия и да използвате галванични батерии като източник на енергия. Освен това този режим е удобен за използване в спалнята - изключеният дисплей на станцията няма да дразни с блясъка си. В този случай, за да включите станцията, ще бъде достатъчно да направите движение с ръка или крак.

Външният вид на станцията е показан на фигурите (Фигура 1 и Фигура 2).

Снимка 1.
Външен вид на станцията

Фигура 2.
Външен изглед на гарата (обратна страна)

Видео, демонстриращо работата на станцията, е представено по-долу:

Електрическа верига.

Схемата на електрическата верига е показана на фигура 3.

Фигура 3
Схематична електрическа верига.

Станцията е сглобена на микроконтролера ATmega8. Веригата R1C1 осигурява първоначално нулиране (Reset) на микроконтролера, когато е включен. Вътрешното програмиране на МК се осъществява чрез конектора XP3 "SPI програматор".
Предпазители MK ATmega8: HIGH=0xD9, LOW=0xE4.

Дисплеят използва четирицифрен 7-сегментен индикатор тип CL5642BN с общ анод и двуточков (“:”) разделител за часове и минути. Катодите на индикаторните сегменти са свързани към МС чрез ограничителни резистори. MK осигурява динамична индикация чрез включване на транзисторни ключове VT3…VT6.

Хронометърът е сглобен на чип DS1307 според стандартната схема за превключване. Точността на часовника се осигурява от кварцов резонатор Y1 с честота 32768 Hz. При липса на основно захранване (5 волта), непрекъснатостта на часовника се осигурява от резервен източник на захранване на галванична клетка CR2032 (3 волта). Взаимодействието на MK с чипа DS1307 се осъществява чрез TWI (I2C) шина. TWI автобусните линии се "изтеглят" към захранването на VCC2 от резистори R20, R21. Настройката на часове и минути се осигурява от бутоните SA1 ("Час +"), SA2 ("Минути +"), SA3 ("Инсталация"). В този случай е необходимо да натиснете и задържите бутона "Настройка" в момента на началото на цикъла на показване на данни на дисплея. Чрез натискане или натискане и задържане на бутоните "Часове +" или "Минути +" се задава времето на хронометъра. Когато бутонът "Set" бъде освободен, стойностите на часовете и минутите, показани на дисплея, ще бъдат записани в съответните клетки в чипа DS1307, а стойността 0 ще бъде записана в клетката за секунди. По този начин можете точно синхронизирайте времето с външни референтни източници на точно време (например от излъчващи радиостанции или телевизия).

Барометърна платка BMP180 също е свързана към TWI шината. Програмата на устройството чете коефициентите на калибриране, зададени от производителя, и ги взема предвид при изчисляване на атмосферното налягане.

Измерването на температурата се извършва от сензор DHT11. MK управлява сензора чрез сериен еднопроводен двупосочен интерфейс. Интерфейсната линия се "издърпва" към захранването на VCC2 от резистор R19.

За да спести енергия от батерията, микроконтролерът прекарва по-голямата част от времето си в състояние на дълбок сън („изключен“). В същото време, преди да заспи, MC изключва всички измервателни сензори, свързани към VCC2 (хронометър, сензор за атмосферно налягане, сензор за влажност и температура). Деактивирането на сензорите се осигурява от ключове на транзистори VT1 ​​и VT2.

За да събудите MK, сензорът за движение HC-SR501 е включен във веригата на станцията. Неговата задача е да изведе МК от състояние на сън. Когато се задейства, сензорът изпраща сигнал до MK, който се събужда сам и захранва VCC2 към периферни сензори (хронометър, сензор за атмосферно налягане, сензор за влажност и температура). Ключът на транзистора VT7 осигурява инверсия на сигнала на сензора за движение за координация с MK. Превключвателят "Motion" ви позволява да деактивирате сензора за движение за още по-голямо спестяване на батерията. В този случай може да се даде алтернативна команда за събуждане на MK чрез натискане на бутона "Инсталиране".

Станцията се захранва от два алтернативни вида източник: от три батерии АА или от 5 V мрежово захранване през USB шина. За да превключвате между източници на захранване, трябва да поставите превключвателя "Захранване" на една от позициите: "USB" или "Батерия". При захранване от батерии текущата консумация на станцията в режим на заспиване е не повече от 200 μA, което при капацитет на батерията 2000 mAh съответства на 10 000 часа (повече от една година) непрекъсната работа.

При избора на мрежово захранване трябва да се има предвид пиковият ток на консумация на станцията (по време на измерване и при включен дисплей) да не надвишава 100mA. Следователно можете да използвате почти всяко зарядно устройство.

Когато се захранва от USB шината, понякога е препоръчително да се гарантира, че сензорите измерват стойностите непрекъснато и показват данните на дисплея. За да направите това, поставете превключвателя "Дисплей" в положение "Включено". В този случай MK няма да бъде поставен в състояние на заспиване.

Печатни платки.

Печатните платки са проектирани в програмата Dip Trace. Изработени са върху едностранно фолио от фибран. Местоположението на частите на основната печатна платка е показано на фигурата (Фигура 4). На фигурата джъмперите от страната на монтажа са подчертани с цветни прекъснати линии. Печатната платка отстрани на пистите е показана на фигурата (Фигура 5).

Фигура 4
Печатна платка (изглед от страната на радиокомпонентите).

Фигура 5
PCB (изглед отдолу, огледално изображение).

Бутоните и превключвателите на контролния панел на станцията са монтирани на отделна печатна платка (Фигура 6 и Фигура 7).

Фигура 6
Печатната платка на контролния панел (изглед отгоре).

Фигура 7
Печатната платка на контролния панел (изглед от страната на пистите).

Гнездото за свързване на USB кабела е инсталирано на отделна платка, закупена от AliExpress (Фигура 8).

Фигура 8
Платка с USB букса.

Монтаж.

Станцията е монтирана в корпуса на универсална кутия за кабелни канали "Промрукав" - IP42; 400V; полистирол GOST R 50827.1-2009 TU 3464-001-97341529-2012 Член 40-0460.

От предната страна на корпуса са изрязани прозорци за дисплея и сензора за движение. На задната страна на корпуса има датчик за влажност и температура DHT11, бутони и превключватели на контролния панел.

Захранваща батерия - три броя АА клетки по 1,5 волта всяка се поставят в специализиран държач - "креватче".

Разположението на радиокомпонентите върху печатната платка е показано на фигурата (Фигура 9).

Фигура 9
Появата на разположението на частите на дъската.

Архивът на статията "CTBH.rar" съдържа:

1. Папка CTBH - C проектни файлове в Atmel Studio 7 среда.
2. CTBH.dch - електрическа схема във формат Dip Trace.
3. CTBH.dip - печатна платка на устройството във формат Dip Trace.
4. CTBH_Buttons.dip - печатна платка на централата във формат Dip Trace.
5. CTBH.hex - зареждащ файл за MK.

Успех в работата и всичко най-добро!

Изтегляне на архив.