Estación meteorológica de bricolaje con indicadores digitales. Estación meteorológica de escritorio de bricolaje en esp8266 con soporte wifi. Esquema general de la estación meteorológica.

Quería tener mi propia estación meteorológica, que transmite las lecturas de los sensores al mapa de seguimiento de las personas (se tarda 5 segundos en buscar en Google). Resultó no ser tan difícil como parece. Considere lo que se ha hecho.

Para esta acción me llevé un Arduino Uno y un Ethernet Shield w5100. Todo esto fue pedido desde China en Aliexpress.

También pedí sensores allí: DHT22, DHT11, DS18B20, BMP280 (también se planean sensores de gas, humo ...)

Habiendo fumado foros, Google, Yandex, encontré una buena versión del boceto: https://student-proger.ru/2014/11/meteostanciya-2-1/

En el mismo lugar, en los comentarios, una persona publicó un boceto completo con sensores de luz y gas. Los tomé como base.

En esos bocetos, no había soporte para el sensor de presión 280, hablamos con el autor, reemplazó 180 con 280. Todo funcionó bien (muchas gracias por esto)

A continuación se muestra un ejemplo del boceto final que obtuve.

De momento tengo sensores conectados:
DHT22 - 1 ud.
DHT11 - 1 ud.
BMP280 - 1 ud.
DS18B20 - 2 uds.

¡ATENCIÓN! Antes de cargar el boceto, no olvide cambiar la dirección MAC del dispositivo para no superponerse con otros (por ejemplo, tome la dirección Mac de su teléfono móvil y cambie las últimas letras / números en él, que no " perturbar" su red local!

Diagrama de conexión aproximado (foto tomada en Internet de este croquis):

Por razones técnicas, no puedo publicar el boceto aquí. Lo puse en el archivo. El enlace a él está arriba.

Como puede ver, hay lecturas, funcionan correctamente, por ejemplo, publicaré un par de capturas de pantalla de mis sensores:

Recordé en mis ratos libres un sencillo producto casero que conocí en la revista "Joven Naturalista" y que elaboré en los años ochenta del siglo pasado.

Con su ayuda, fue interesante predecir el clima, observar la precisión de las lecturas realizadas al día siguiente.

Por supuesto, no vale la pena comparar este diseño con instrumentos metrológicos, pero como pronóstico aproximado, es bastante eficiente.

Además, dicho sistema permite que los niños desarrollen las habilidades de observación y análisis de fenómenos naturales.

Por lo tanto, lo describo en el artículo como un consejo para un artesano casero sobre cómo hacer un barómetro simple a partir de una bombilla eléctrica y cómo descifrar la información recibida. El material de texto se complementa con imágenes explicativas, fotografías y un video.

Cómo funciona un barómetro casero

Para predecir el clima se utiliza un espacio cubierto con vidrio de una bombilla con un pequeño orificio en la parte superior. Este recipiente está lleno de agua limpia. Se ve afectado por:

• presión atmosférica a través de una ranura en el vidrio;
• humedad del aire;
• temperatura ambiente.

Bajo la acción combinada de estos factores, se produce la evaporación de la capa superficial con la condensación de vapores en el interior del bulbo de vidrio de la bombilla sin salida por el orificio. Por la naturaleza del condensado formado, su forma y densidad, juzgan el clima que se avecina, predicen el estado de la atmósfera para las próximas 12 ÷ 24 horas o un poco más.

Herramientas necesarias

Será obligatorio:

• lámpara incandescente quemada o entera;
• Guantes protectores;
• lima de aguja o con un taladro de diamante;
• un cristal de permanganato de potasio o un trozo de mina de un lápiz indeleble, no siempre.

Para hacer una montura de barómetro, necesitará pegamento con un soporte.

Tecnología de fabricación

Se colocan guantes protectores en las manos. Protegerán la piel de cortes y pequeños trozos de vidrio. La bombilla es frágil, bajo una fuerza excesiva accidental, puede romperse en pequeños fragmentos. Hay que tener mucho cuidado con eso.

En la parte superior del matraz cerca de la base, es necesario hacer un orificio pasante con una sección transversal de uno a varios mm cuadrados, no más. Comunicará la cavidad interna del cilindro con el aire atmosférico.

Maneras de crear un agujero.

Trabajo con lima de aguja

La cara lateral del borde de corte corta con cuidado un agujero en el vaso del matraz.

Se debe controlar la cantidad de esfuerzo: es muy fácil mecanizar un espacio grande o dañar el vidrio frágil. Trabaje en el recipiente en el que caerán las limaduras de vidrio. Esto asegurará la limpieza del lugar de trabajo.

Perforación de un agujero en el vidrio

Este método le permite hacer un agujero redondo estrictamente calibrado. Sin embargo, requiere habilidades prácticas en el procesamiento de vidrio con brocas de diámetros pequeños. Se puede trabajar con un taladro o un destornillador.

Se debe afilar bien un taladro metalúrgico convencional y se debe marcar y limpiar el sitio de perforación. La bombilla debe estar bien fijada y el taladro debe usarse a velocidad media y reducir gradualmente su valor. No se permite la desviación del taladro de la vertical, así como la presión. Incluso si se cumplen estos requisitos, es probable que la bombilla se dañe.

Por lo tanto, para perforar un agujero, se seleccionan brocas especiales con punta recubierta de diamante. Trabajan con mucho cuidado.

Llenar el matraz con agua

Dentro de la bombilla, a través del orificio cortado, es necesario verter agua limpia, sedimentada o mejor hervida, un poco menos de un tercio de su volumen interno.

Un barómetro de bombilla casero está, en principio, listo para usar. Pero para facilitar el uso, puede:

• tiñe el agua del dispositivo, por ejemplo, con una solución de permanganato de potasio. La condensación se hará más visible;
• proporcionar un dispositivo para colgar o soporte.

Sobre montar un barómetro casero

El conjunto de montaje del dispositivo está hecho para funcionar en una de dos versiones:

1. colgando de un mango o gancho;
2. instalación fija en el alféizar de la ventana.

Bucle para colgar

Use un trozo de alambre de cobre, dóblelo con un lazo y suelde los extremos libres dentro del contacto de la base.

Queda por colgar un barómetro casero en un gancho o mango preparado.

Pararse

Puede usar una tapa adecuada de una botella de cosméticos o detergentes.

Se le pega una bombilla o se fija de otra manera accesible, por ejemplo, en plastilina o masilla. Es conveniente colocar un diseño casero del dispositivo en el alféizar de la ventana en cualquier lugar libre.

La principal condición de seguridad es limitar el acceso al dispositivo a niños pequeños y mascotas, que pueden volcar o romper fácilmente el frasco de vidrio.

Cómo descifrar información y usar el dispositivo

Monitoreo de condensado

La siguiente tabla ayudará a analizar el estado de humedad en el matraz, predecir el clima a partir de él.

Esta tabla se puede imprimir en una impresora y colocar cerca de un dispositivo casero. No es necesario recordar toda esta información. Los niños, cuando se involucran en el juego de la meteorología, muy rápidamente comenzarán a guardar toda la información en sus mentes.

Características de operación

Tendrá que usar un barómetro casero solo en una habitación con calefacción. A temperaturas negativas, el agua y el condensado simplemente se congelarán. Colóquelo en una ventana o en el alféizar de una ventana. Es deseable que se instale en el lado norte del edificio. Se cree que esto proporciona lecturas más precisas.

Esto solo puede explicarse por el hecho de que dicha ventana está menos expuesta al calor de los rayos del sol, funciona en una parte más fría de la casa y simula con mayor precisión el estado del clima exterior.

Acerca de la precisión de las lecturas

Nuestro cuerpo, como todos los seres vivos, reacciona a los cambios en el clima. Está especialmente influenciado por la presión del aire y la humedad. Dado que no se reemplazan instantáneamente, sino gradualmente, es posible predecirlo.

Para rastrearlos, los meteorólogos usan:

Distorsionamos significativamente todos estos procesos.

Históricamente, la gente comenzó a entender el término "barómetro" como un instrumento que permite predecir el clima cambiando la presión atmosférica. Esto fue facilitado por la aplicación en la escala aneroide de designaciones tales como "Claro", "Seco", "Lluvia" y otros fenómenos naturales.

Esta es una representación bastante simplificada del pronóstico de eventos meteorológicos, pero nuestro dispositivo casero no podrá cubrir completamente ni siquiera este nivel:

• la presión atmosférica en el matraz cambia ligeramente al pasar a través de estructuras de edificios y agujeros;
• las indicaciones se ven afectadas por las condiciones del ambiente húmedo de la habitación, que son creadas por el sistema de ventilación.

Además, recientemente se han utilizado ampliamente en la vida cotidiana. Y también regulan la humedad en el local, inciden en el funcionamiento de un barómetro casero.

Sin embargo, incluso teniendo en cuenta estas condiciones en el verano, se puede predecir con confianza el comportamiento del clima con una precisión de hasta el 70 %. En invierno, por la acción de la calefacción, esta cifra se reduce, pero no es crítica.

En cualquier caso, siempre se puede comparar con los cálculos profesionales de programas meteorológicos publicados en Internet, utilizados para inculcar habilidades de observación en los niños, desarrollar una tendencia a analizar fenómenos naturales complejos.

Esto no debe descuidarse, porque hacer un barómetro casero no es difícil, lleva alrededor de una docena de minutos. Los niños apreciarán su trabajo al obtener un juguete base educativo en forma de estación meteorológica doméstica que desarrolla la atención.

Ahora propongo ver el video del propietario MrSam0delkin "Light Bulb Barometer".

GUÍA DE BRICOLAJE PARA UNA ESTACIÓN METEOROLÓGICA CASERA SENCILLA

Si la computadora está encendida todo el día o incluso durante todo el día, se puede usar para operar una estación meteorológica doméstica. El objetivo es crear una estación meteorológica simple y económica, que involucrará una computadora personal (PC). El PC actúa como lector, procesador y remitente de datos meteorológicos medidos al sitio web de Meteopost. La comunicación entre el ordenador y la unidad de medida se realizará a través de la red 1-Wire.

Composición del complejo de medición
1. Computadora personal con sistema operativo Windows XP y superior y un puerto COM libre.
2. Adaptador para puerto COM (1 cable - convertidor RS232)
3. Cable Ethernet de par trenzado de 4 hilos, la longitud debe ser suficiente desde el puerto COM hasta la unidad de medida
4. Fuente de alimentación de 5 V CC con buena regulación de voltaje
5. Unidad de medida (instalada al aire libre)
6. Software para PC - Aplicación "Estación meteorológica".

OPCIÓN #1 - UN SENSOR

Primero, considere la opción más simple: una estación meteorológica con un sensor de temperatura. Esto no requiere una fuente de alimentación adicional (elemento 4). Y el sistema es muy simplificado. El adaptador para el puerto COM (elemento 2) se puede hacer de acuerdo con este esquema. El adaptador consta de dos diodos zener para 3,9V y 6,2V, dos diodos Schottky y una resistencia.

Diagrama del adaptador de puerto COM

Adaptador en carcasa D-SUB

El punto de soldadura del cable y del sensor de temperatura, inclusive, y los cables del sensor deben estar bien protegidos de la humedad. Lo mejor es utilizar un adhesivo a base de poliuretano.

Cables de sensor de impermeabilización

Este sistema proporcionará monitoreo de temperatura con una precisión de décimas de grado. Al mismo tiempo, se verá un gráfico de la dependencia de la temperatura del aire con el tiempo en la ventana de la aplicación, y el ícono de la bandeja siempre mostrará la temperatura actual. La aplicación le permite establecer el intervalo de medición.

EL COSTO DE LAS PIEZAS DE RADIO - no más de 50 UAH.

OPCIÓN #2 - CUATRO SENSORES

Una estación meteorológica más compleja con cuatro sensores: temperatura, humedad, luz, presión. Dado que solo el sensor de temperatura será digital y el resto será analógico, el sistema utiliza un ADC ds2450 de cuatro canales. Este ADC es compatible con el protocolo de 1 cable. El circuito requiere una fuente de alimentación adicional. La fuente de alimentación debe proporcionar estabilidad de alto voltaje. Pero dado que el circuito del adaptador anterior tiene un inconveniente: la imposibilidad de conectar una fuente de alimentación externa a los sensores debido a la falta de una masa real (-), usamos un circuito adaptador diferente. Este adaptador también cabe en la carcasa del puerto COM D-SUB. Ahora hay tres hilos involucrados en el cable: tierra (-), + 5v y datos.

Esquema de un adaptador para un puerto COM con fuente de alimentación externa

El circuito del bloque de medición se puede realizar incluso en una placa de prototipos. Solo es necesario prestar especial atención a la impermeabilización de los contactos. La forma más fácil es derretir la parafina y aplicarla con un cepillo en todos los puntos desnudos del tablero. Si la placa se expone al agua, habrá fugas de voltaje y muchos errores de medición. En nuestro caso, incluso las centésimas de voltio afectan significativamente los resultados.

Esquema de bloques de medición

La unidad de medición debe colocarse en una carcasa y de manera que la placa y los sensores estén protegidos de la exposición directa a la precipitación y la radiación solar. Para estos fines, una caja hecha de espuma densa es muy adecuada. En las paredes de la caja (parte inferior y pared del lado sombreado) debe hacer más agujeros para la ventilación. Es deseable pegar las paredes de la caja desde el interior con papel de aluminio para una protección adicional contra la radiación infrarroja, de lo contrario habrá un error en la medición de la temperatura. Todos los sensores, excepto el de iluminación, se colocan directamente en la placa. El sensor de luz (fotorresistencia) se retira de la placa con cables y se instala en el orificio en la parte inferior de la carcasa de espuma. Para que la superficie del sensor mire hacia abajo. En este caso, la lluvia no caerá sobre el sensor y, especialmente en invierno, lo protegerá de la formación de hielo. El sensor de luz para la impermeabilización debe tratarse, por ejemplo, con un adhesivo transparente a base de poliuretano (el sellador de silicona no pasó la prueba, perdió corriente). Tratar inclusive (!) Y la zona sensible a la luz de la fotorresistencia. Vierta los cables del sensor con pegamento y colóquelos en un tubo aislante. Suelde los extremos de los cables a una placa pequeña. Y suelde los cables de la unidad de medición a esta placa. Rellene los puntos de soldadura con parafina. De lo contrario, cuando llueva mucho con viento, la estación meteorológica puede no funcionar y tendrás que desmontarla y secar todo. La unidad se puede conectar al cable mediante un conector. Pero debe usar un conector impermeable especial: el sistema funcionará en condiciones climáticas difíciles.

Si tiene que colocar la caja fuera de la ventana de un edificio de gran altura (no hay forma de instalarla en un estante cerca del suelo), entonces la caja debe retirarse de la pared de la casa en la medida de lo posible, en un soporte De lo contrario, calentar el aire de la pared arroja datos de temperatura muy distorsionados. En las condiciones de una casa privada, es mejor, por supuesto, hacer una cabina meteorológica real. Debemos cuidar la fijación confiable del casco, de lo contrario, las fuertes ráfagas de viento pueden arrancar nuestra estructura.

Unidad de medida en soporte

El voltaje de salida de la fuente de alimentación (PSU) debe estar entre 4,8 y 5,3 V. Un cargador de teléfono viejo también funcionará. Sin embargo, si no hay estabilizador en la fuente de alimentación, debe agregarlo a la fuente de alimentación, porque. Un voltaje estable es muy importante para la precisión de la medición. Al menos puede verificar con un probador si cambian décimas o centésimas de voltio en la salida de la fuente de alimentación. No se permiten saltos de décimas de voltio. A continuación se muestra un circuito estabilizador simple de 5v. En la entrada de la fuente de alimentación puede ser de 7 a 17V. La salida será de unos 5V. Después de eso, debe conectar nuestro cable (que va a la unidad de medición) a la fuente de alimentación y medir el voltaje con un probador en el otro extremo del cable. Este voltaje puede ser ligeramente más bajo que directamente en la salida de la fuente de alimentación debido a la resistencia del cable. Esta tensión medida debe introducirse en la configuración de la aplicación como "Tensión de alimentación del sensor".

Circuito regulador de voltaje típico

COSTE DE LOS ACCESORIOS DE LA ESTACIÓN METEOROLÓGICA

Costo aproximado de los componentes de la radio (precios de 2015 para la tienda).
1. Sensor de temperatura ds18b20 - 25 UAH
2. ADC ds2450 - 120 UAH
3. Fotorresistencia LDR07 - 6 UAH
4. Sensor de humedad HIH-5030 - 180 UAH
5. Sensor de presión MPX4115A- 520 UAH.
TOTAL: 850 UAH o $37

Los elementos restantes en total no cuestan más de 50 UAH, la fuente de alimentación se puede tomar, por ejemplo, del antiguo "cargo" del teléfono.

Marcaje de radioelementos

SOFTWARE ESTACIÓN METEOROLÓGICA

Hemos desarrollado una aplicación para Windows, que proporcionaremos de forma gratuita a cualquier persona que desee montar una estación meteorológica de este tipo. Te permitirá ver el tiempo en tu PC.

ventana de la aplicación para PC

Temperatura del aire mostrada en la bandeja del sistema

La aplicación puede enviar todos los datos medidos a nuestro servidor "Meteopost" y en una página especial (ejemplo) puede ver todos los datos meteorológicos desde un navegador de PC. La página también está adaptada para el navegador del teléfono móvil.

Captura de pantalla del navegador del teléfono móvil

CONCLUSIÓN
Puede ahorrar en el costo de las piezas si las compra a los chinos en AliExpress. Es posible montar la estación meteorológica sin ninguno de los sensores excepto el sensor de temperatura. Nuestro ADC tiene una entrada libre, por lo que aún puede enviarle una señal desde el sensor de viento. Pero como estamos en la ciudad, simplemente no tenemos dónde instalar y probar dicho sensor. En áreas urbanas, no habrá una medición adecuada de la velocidad y dirección del viento. Muchos entusiastas en la red describen en detalle las formas de hacer un sensor de velocidad del viento usted mismo. El sensor de fábrica es bastante caro.

Montar una estación meteorológica de este tipo está al alcance de un radioaficionado con habilidades medias. Para una simplificación aún mayor, no puede reproducir la placa de circuito impreso, sino ensamblarla mediante el montaje superficial en una placa de prueba. Comprobado - funciona.

Intentamos crear una estación meteorológica económica y asequible. En particular, una computadora está involucrada en el sistema para esto. Si se excluye, entonces debe hacer otra unidad de visualización, una unidad de transferencia de datos a la red, etc., lo que aumentará significativamente el precio. Por ejemplo, ahora la popular "Estación meteorológica Netatmo" con parámetros medidos similares cuesta alrededor de 4000 UAH ($ 200).

Todos los que quieran hacer una estación meteorológica de este tipo están listos para ayudar con consultas. También le proporcionaremos el software necesario y conectaremos su estación a nuestro sitio web.

De las partes dispersas decidí hacer una pequeña estación meteorológica. Tomó dos días de descanso ensamblar y escribir el firmware para el controlador. Se dedicaron un par de días más a escribir, probar y depurar el resto del software. La versión actual de la estación meteorológica mide temperatura, humedad, presión, se comunica con una computadora a través de un puerto USB y se alimenta de ella, respaldada por una batería de 9 V. Los datos se muestran en la pantalla LCD. También hay relojes. Como no había cuarzo adecuado (y no quería comprar en principio), hice sincronización de tiempo con una computadora.

Este proyecto es absolutamente no comercial, por lo que se puede descargar el diagrama de la estación meteorológica, el firmware del controlador y todo el software necesario. Código fuente del firmware.

La estación está ensamblada en una placa de prueba, así que no pida un dibujo de PCB.

Se utilizaron los siguientes componentes principales:
ATMega8 - controlador
MPX4115A - sensor de presión
HIH-4000 - sensor de humedad
DS18B20 - sensor de temperatura
WH1602A - pantalla

Usé LCD en tecnología PLED, puede usar el tipo ordinario WH1602A. Los sensores de temperatura y humedad se colocan en el exterior en una caja protectora.

Conexión a una computadora

La conexión a un puerto USB requiere una descripción aparte.

En principio, era posible conectarse al puerto COM, es más fácil. Pero estoy ocupado. No hay opción - USB. Dado que la estación se ensambló a partir de lo que era, se usó un trozo de cable CA-42 para conectar un teléfono móvil a una computadora. El conector al teléfono móvil entró en acción, pero quedó el extremo que se conecta a la computadora. Este conector en sí ya tiene un microcircuito para el puerto USB, y la salida es un UART estándar, el que se usa en los teléfonos móviles y justo para el controlador, por lo que soldamos los cables directamente, sin convertidores de señal. Después de instalar los controladores para este cable, aparece un puerto COM virtual. A continuación, podemos conectarnos a nuestra estación meteorológica con cualquier programa, por ejemplo HyperTerminal. No cito específicamente el desoldado de cables, ya que los cables son diferentes, pueden diferir. Necesita usar 3 cables TX, RX, GND. Lo más probable es que la alimentación del dispositivo desde el cable no funcione. Tomé el conector USB equivocado y lo encendí desde otro puerto USB.

Para poder enviar comandos desde la línea de comandos y recibir una respuesta de la estación meteorológica, se escribió el programa getfromcom.exe.

La estación meteorológica solo entiende dos comandos:

AGOV: devuelve las lecturas actuales del sensor.

SETTIME [tiempo en segundos desde el comienzo del día] - el comando establece la hora en la estación meteorológica

Para obtener datos, ejecute getfromcom.exe COM6 AGOV

Para configurar la hora, ejecute getfromcom.exe COM6 "SETTIME 72565"

COM6 - puerto.
72565 - el número de segundos desde el comienzo del día.

Automatización de procesos

Ahora puedes usar cualquier programa para leer, procesar los datos, enviarlos donde los necesites, sincronizar la hora de la estación meteorológica. Lo hice con el lenguaje de programación PHP. En primer lugar, es rápido y siempre puede corregir rápidamente el script y no buscar dónde se ha ido el código fuente. En segundo lugar, trabajo con PHP todo el tiempo. Pero puede escribir su programa en cualquier idioma que desee. Por supuesto, para que PHP funcione, deberá descargarlo (http://www.php.net/downloads.php) e instalarlo en su computadora. Bajo Windows, esto se hace de manera elemental. El script getfromcom.php se ejecuta desde el archivo get_data.bat, sondea la estación meteorológica, procesa los datos y envía el script get_data.php al servidor HTTP. Hablaremos de los scripts en el servidor un poco más tarde.

Equipo de trabajo de hibernación

Mi computadora está en modo de suspensión. Se despierta cada 3 horas, sondea la estación meteorológica, envía datos al servidor y vuelve a dormirse (no puede apagarlo, ya que es más conveniente para usted). Esto se hace de la siguiente manera: en el programador de tareas, se especifica que se ejecute el archivo por lotes get_data.bat y se establece la opción "reactivar la computadora para completar esta tarea".

La computadora hiberna con fShutdown.exe /hibernate
Ahora, a la hora especificada, la computadora se activará y ejecutará get_data.bat

Características de get_data.bat

Equipos:

devcon.exe habilitar PCIVEN_10EC
ping 127.0.0.1
RASPHONE-d Setilita

Inicie una conexión de red y acceda a la VPN a mi ISP.

ping 127.0.0.1 - así que hice la pausa necesaria.

En consecuencia, deshabilite los comandos:

RASPHONE -h Setilita
devcon.exe deshabilitar PCIVEN_10EC

Todo será diferente para ti, por lo que estas líneas están comentadas en el archivo.

Después de despertar de la hibernación, la computadora comenzó a pensar que el puerto COM estaba ocupado por otro programa. Tuve que reiniciar el puerto COM virtual con el comando devcon.exe restart "USBVid_6547&PID_0232"
Tendrá una ID de dispositivo diferente.

Guiones del servidor:

Ahora sobre scripts en el servidor. Script que recibe datos: get_data.php
El script guarda los datos en el archivo pogoda.log. En realidad, los datos también se envían a la base de datos MySQL. Pero por simplicidad, consideraremos trabajar solo con un archivo. Al aceptar datos, el script verifica si la dirección IP del remitente coincide. Las direcciones permitidas se enumeran en el archivo ip_allow.lst No se aceptan datos de un remitente "extranjero".

(crono-termo-higro-barómetro)

Como dice la famosa canción, “Lo más importante es el clima en la casa…”. Por supuesto, el autor bajo el clima se refería al estado de ánimo de los cónyuges que vivían bajo el mismo techo. Pero si aborda esta frase literalmente, significa que debajo del techo, además del confort espiritual, también debe haber confort climático. El dispositivo propuesto proporciona medición y visualización en el indicador LED de la temperatura y la humedad relativa del aire en la habitación, el valor de la presión atmosférica y la hora actual.

La estación está equipada con un sensor de movimiento, que se enciende cuando una persona aparece en el área de cobertura del sensor. Este modo le permite ahorrar energía y utilizar baterías galvánicas como fuente de alimentación. Además, este modo es conveniente para usar en el dormitorio: la pantalla apagada de la estación no irritará con su brillo. En este caso, para encender la emisora ​​bastará con realizar un movimiento con la mano o el pie.

El aspecto de la estación se muestra en las figuras (Figura 1 y Figura 2).

Foto 1.
Apariencia de la estación

Figura 2.
Vista exterior de la estación (reverso)

A continuación se presenta un video que demuestra el funcionamiento de la estación:

Circuito electrico.

El diagrama del circuito eléctrico se muestra en la Figura 3.

figura 3
Circuito eléctrico esquemático.

La estación está montada en el microcontrolador ATmega8. La cadena R1C1 proporciona un reinicio inicial (Reset) del microcontrolador cuando se enciende. La programación en circuito del MK se proporciona a través del conector "programador SPI" XP3.
Fusibles MK ATmega8: ALTO=0xD9, BAJO=0xE4.

La pantalla utiliza un indicador de 7 segmentos de cuatro dígitos tipo CL5642BN con un ánodo común y un separador de dos puntos (":") para horas y minutos. Los cátodos de los segmentos indicadores están conectados al MC a través de resistencias limitadoras. MK proporciona una indicación dinámica al encender los interruptores de transistor VT3…VT6.

El cronómetro está montado en un chip DS1307 según el circuito de conmutación estándar. La precisión del reloj la proporciona un resonador de cuarzo Y1 con una frecuencia de 32768 Hz. En ausencia de la fuente de alimentación principal (5 Voltios), la continuidad del reloj es proporcionada por una fuente de alimentación de respaldo en una celda galvánica CR2032 (3 Voltios). La interacción del MK con el chip DS1307 se realiza a través del bus TWI (I2C). Las líneas de bus TWI son "subidas" al suministro VCC2 por las resistencias R20, R21. El ajuste de horas y minutos se realiza mediante los botones SA1 ("Horas +"), SA2 ("Minutos +"), SA3 ("Instalación"). Al mismo tiempo, es necesario mantener presionado el botón "Configuración" en el momento del comienzo del ciclo de visualización de datos en la pantalla. Al presionar o mantener presionados los botones "Horas +" o "Minutos +", se establece el tiempo del cronómetro. Cuando se suelta el botón "Establecer", los valores de horas y minutos que se muestran en la pantalla se escribirán en las celdas correspondientes del chip DS1307, y el valor 0 se escribirá en la celda de segundos. De esta manera, puede sincronizar con precisión la hora con fuentes de referencia externas de hora precisa (por ejemplo, de estaciones de radiodifusión o televisión).

Una placa de barómetro BMP180 también está conectada al bus TWI. El programa del dispositivo lee los coeficientes de calibración establecidos por el fabricante y los tiene en cuenta al calcular la presión atmosférica.

La medición de la temperatura se realiza mediante el sensor DHT11. El MK controla el sensor a través de una interfaz bidireccional serial de un solo cable. La línea de interfaz es "subida" al suministro VCC2 por la resistencia R19.

Para conservar la energía de la batería, el microcontrolador pasa la mayor parte del tiempo en un estado de suspensión profunda ("apagado"). Al mismo tiempo, antes de quedarse dormido, el MC desactiva todos los sensores de medición conectados a VCC2 (cronómetro, sensor de presión atmosférica, sensor de humedad y temperatura). La desenergización de los sensores la proporcionan las teclas en los transistores VT1 y VT2.

Para activar el MK, el sensor de movimiento HC-SR501 está incluido en el circuito de la estación. Su tarea es sacar a MK del estado de suspensión. Cuando se activa, el sensor envía una señal al MK, que se activa y suministra energía a VCC2 a los sensores periféricos (cronómetro, sensor de presión atmosférica, sensor de humedad y temperatura). La tecla del transistor VT7 proporciona la inversión de la señal del sensor de movimiento para la coordinación con el MK. El interruptor de "Movimiento" le permite desactivar el sensor de movimiento, para un mayor ahorro de batería. En este caso, se puede dar un comando alternativo para activar el MK presionando el botón "Instalar".

La estación se alimenta de dos tipos alternativos de fuentes: de tres pilas AA o de una fuente de alimentación de red de 5 V a través del bus USB. Para alternar entre las fuentes de alimentación, debe configurar el interruptor "Encendido" en una de las posiciones: "USB" o "Batería". Cuando funciona con baterías, el consumo de corriente de la estación en modo de suspensión no supera los 200 μA, lo que, con una capacidad de batería de 2000 mAh, corresponde a 10 000 horas (más de un año) de funcionamiento continuo.

A la hora de elegir una fuente de alimentación de red, se debe tener en cuenta que el pico de consumo de corriente de la estación (durante la medida y con el display encendido) no supere los 100mA. Por lo tanto, puede usar casi cualquier cargador.

Cuando se alimenta desde el bus USB, a veces es recomendable asegurarse de que los sensores midan valores continuamente y muestren los datos en la pantalla. Para hacer esto, coloque el interruptor "Pantalla" en la posición "Encendido". En este caso, el MK no se pondrá en estado de suspensión.

Placas de circuito impreso.

Los circuitos impresos están diseñados en el programa Dip Trace. Están fabricados en lámina de fibra de vidrio de una sola cara. La ubicación de las piezas en la placa de circuito impreso principal se muestra en la figura (Figura 4). En la figura, los puentes del lado de la instalación están resaltados con líneas discontinuas de colores. La placa de circuito impreso en el lado de las pistas se muestra en la figura (Figura 5).

Figura 4
Placa de circuito impreso (vista desde el lateral de los componentes de la radio).

Figura 5
PCB (vista inferior, imagen especular).

Los botones e interruptores del panel de control de la estación están instalados en una placa de circuito impreso separada (Figura 6 y Figura 7).

Figura 6
La placa de circuito impreso del Panel de control (vista superior).

Figura 7
La placa de circuito impreso del Panel de Control (vista desde el lado de las pistas).

El zócalo para conectar el cable USB está instalado en una placa separada comprada en AliExpress (Figura 8).

Figura 8
Placa con toma USB.

Montaje.

La estación está montada en el estuche de una caja universal para canales de cable "Promrukav" - IP42; 400V; poliestireno GOST R 50827.1-2009 TU 3464-001-97341529-2012 Artículo 40-0460.

En la parte frontal de la caja, se cortan ventanas para la pantalla y el sensor de movimiento. En la parte posterior de la carcasa hay un sensor de temperatura y humedad DHT11, botones e interruptores del panel de control.

Batería de alimentación: tres celdas AA de 1,5 voltios cada una se colocan en un soporte especializado: "cuna".

La ubicación de los componentes de radio en la placa de circuito impreso se muestra en la figura (Figura 9).

Figura 9
La apariencia de la colocación de piezas en el tablero.

El archivo del artículo "CTBH.rar" contiene:

1. Carpeta CTBH: archivos de proyecto C en el entorno Atmel Studio 7.
2. CTBH.dch - diagrama de circuito eléctrico en formato Dip Trace.
3. CTBH.dip: placa de circuito impreso del dispositivo en formato Dip Trace.
4. CTBH_Buttons.dip - placa de circuito impreso del Panel de Control en formato Dip Trace.
5. CTBH.hex - archivo de arranque para MK.

¡Buena suerte con tu trabajo y todo lo mejor!

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