Stazione meteo offline Arduino: 18 passaggi (con immagini)

2024 Autore: John Day | [email protected]. Ultima modifica: 2024-01-30 10:01

Riepilogo

L'ultima volta che compro il termometro, ho visto che c'è quasi sempre differenza nei valori. Il mio compito era quello di seguire la temperatura e l'umidità all'interno della stanza del mio bambino. Inoltre c'era un problema nella lettura dei valori da 2-3 metri sulla maggior parte dei termometri e avevo bisogno di alzarmi per vedere il valore della temperatura, il problema che ho con la maggior parte dei termometri era la luce. Un altro problema era che non riesco a vedere il valore della temperatura perché è senza retroilluminazione per risparmiare energia. Non voglio risparmiare energia, ho solo bisogno di un paio d'ore di accumulo di energia per far funzionare questo dispositivo se la linea di alimentazione principale si spegne.

Allora mi è venuta un'idea:

- Per creare termometro con permesso di modificare il valore della temperatura.

- Che può essere con retroilluminazione e colori.- Per combinare tutte le cose che hanno i normali termometri: (RTC, batteria, Min Max t, ecc.)- E per avere funzionalità aggiuntive come Stagioni e Vacanze

Quindi ho iniziato il progetto prima di 1 anno. La parte software mi ha richiesto diversi mesi per essere completata. Ho creato diverse versioni del software e nelle ultime 2 settimane ho completato il progetto.

Informazioni sul software del dispositivo

Codice Arduino e librerie:

Il codice viene caricato anche nel passaggio Codice.

https://github.com/stlevkov/KT2_144

https://github.com/stlevkov/Arduino-Libraries

Caratteristiche del dispositivo

• Pagina di avvio: mostra la data e l'ora dell'ultimo caricamento del firmware.
• Pagina iniziale: mostra ora, data, icona della batteria, icona della temperatura, valore della temperatura, valore dell'umidità, Tmax, Tmin, stagioni, festività, indicatore USB quando è collegato.
• Pagina del menu - con i menu Temp, Orologio, Batteria, Informazioni, Indietro
• Pagina Temp - consente di calibrare il sensore DHT
• Pagina Orologio - consente di modificare l'ora e la data
• Pagina della batteria: mostra informazioni sulla batteria, % percentuale, tensione mV, stato di carica
• Informazioni sulla pagina - che mostra informazioni per l'autore
• Funzione Indietro per uscire dal menu
• Pannelli trasparenti
• RTC lunga vita
• Batteria al litio - fino a ~9 ore (450mAh)
• Indicatore di batteria scarica - mostra l'icona in rosso ~ rimanenti 5 min.
• Diversi colori per - Bassa, Media, Alta temperatura
• Messaggi di festività e stagioni
• Presa programmabile - sul retro
• Interfaccia utente - utilizzando Rotary Encoder

Il lato posteriore con la scheda non sarà coperto, perché voglio che il bambino veda e tocchi la scheda, mentre il dispositivo non è acceso. Puoi creare una sorta di copertura per il lato posteriore del tabellone.

Passaggio 1: disegna il dispositivo, disegna l'idea iniziale

Decidi cosa avere: quante pagine, menu, come modificare i menu e le pagine.

Se hai altre idee, puoi cambiarle con il codice arduino.

Decidi quale forma vuoi e cosa può essere fatto facilmente. Scelgo prima la stampa 3D, ma poi decido di utilizzare materiale semplice.

L'idea è di avere pareti trasparenti in alto e in basso, inoltre puoi creare scatole più fini.

Quindi le parti principali della scatola sono:

1. Lato anteriore - con display ed encoder rotativo
2. Destra - con il modulo RTC
3. Sinistra - con il modulo DHT
4. Indietro - con il lato opposto del tabellone
5. In alto - Trasparente con la batteria da 3,7 V e l'interruttore a scorrimento ON/OFF
6. Fondo - Trasparente

Passaggio 2: scegli i componenti giusti

1. TP4056 Caricabatterie micro USB 5V 1A 18650 Scheda di ricarica per batteria al litio - Ebay
2. Modulo display LCD TFT a colori 65K SPI da 1,44" 128x128 ST7735 - Ebay
3. Modulo encoder rotativo KY-040 per Arduino - Ebay
4. DHT22 AM2302 Sensore digitale di temperatura e umidità - Ebay
5. Piccoli moduli RTC I2C 24C32 Memory DS1307 Scheda modulo RTC orologio in tempo reale - Ebay
6. Scheda Micro Controller Pro ATmega328P Mini Modulo Arduino Pro 16MHz 16MHz - Ebay

7. Batteria ricaricabile Lipo da 3,7 V 450 mAh - Ebay

8. Mini interruttore a scorrimento on/on DPDT a 6 pin 2 posizioni - Ebay
9. Batteria a bottone a bottone CR2032 CR 2032 3V - Ebay
10. 10x22cm Saldatura Prototipo Scheda PCB in Rame Singolo Lato Universale - Ebay
11. Maschio e femmina 40 pin 2,54 mm Presa per intestazione Striscia singola riga - Ebay

Passaggio 3: preparare lo schema elettrico

Il diagramma mostra la connettività dei sensori simili, mentre il display è quasi lo stesso.

Per un corretto utilizzo dei pin, vedere il codice Arduino nel passaggio Codice.

Scarica il file fritzing per maggiori dettagli sulla piedinatura. Passa il mouse sui punti del diagramma per vedere i pin esatti dei moduli.

Passaggio 4: informazioni aggiuntive prima di iniziare - Consumo energetico

Il progetto utilizza una batteria da 450 mAh, ma puoi usarne di più. Basta dare un'occhiata al consumo energetico per scegliere e calcolare la batteria giusta per ore di utilizzo specifiche. Quando si utilizza 450 mAh, il dispositivo può funzionare per ca. 9 ore.

In idle il dispositivo funziona con circa 0,102 A - Qui non viene eseguita alcuna ottimizzazione del risparmio energetico

Quando si preme il pulsante, viene applicata l'alta corrente ed è di circa 0,177 A.

Passaggio 5: collegare il display

Il display utilizza SPI per la connessione.

C'è una libreria adafruit per questo driver ST7735.

Passaggio 6: collegare il modulo RTC

Crea modifica PCB Per utilizzare la batteria CR2032.

• Rimuovi D1
• Rimuovi R4
• Rimuovi R5
• Rimuovi R6
• R6 Short corto

Maggiori informazioni su questa modifica sono disponibili qui.

Passaggio 7: collegare la parete anteriore con display, RTC, batteria, codificatore rotante

Se si desidera avviare il dispositivo, è sufficiente caricare il codice dal passaggio Codice e seguire gli altri passaggi durante la modifica e il collegamento delle nuove parti.

Passaggio 8: preparare pareti trasparenti

Uso il plexi da 3 mm. Puoi usare materiale trasparente simile. Io ne uso solo uno per il lato inferiore.

Passaggio 9: crea la parete destra

Crea la parete laterale destra. Utilizzare la dimensione CR2032 per il foro.

Passaggio 10: creare la parete laterale sinistra

Crea la parete laterale sinistra. Utilizzare la dimensione del modulo DHT per il foro.

Passaggio 11: creare il socket con la scheda universale e le guide, collegare RTC, encoder, display e display

Collegare e saldare tutti i pin seguendo lo schema elettrico. Puoi usare Arduino UNO con uno sketch vuoto installato per programmare Arduino Mini. Perni necessari:

• VCC 5V
• GND
• RX
• TX
• RIPRISTINA

Non dimenticare di scollegare la batteria da 3,7 V in questi passaggi se carichi lo schizzo prima di terminare con le parti.

Passaggio 12: accendilo prima di continuare

A questo punto, sarai in grado di accendere il dispositivo e utilizzare tutte le funzioni.

Usa l'anteprima video per vedere qual era il software nella versione 1.1. Inoltre c'è un collegamento github nel passaggio di riepilogo per vedere l'ultimo aggiornamento.

Accendere il dispositivo prima di continuare con gli altri passaggi prima di chiudere il coperchio superiore, assicurarsi che funzioni normalmente.

Passaggio 13: aggiungere TP4056 e la batteria, saldare l'interruttore a scorrimento, aggiungere il cavo di ricarica al pin 5, saldare la presa programmabile posteriore

Dopo ogni saldatura, testare il sistema, assicurarsi che le parti funzionino correttamente prima di continuare.

Passaggio 14: creare la copertina superiore

Uso un foglio di plexi da 0,5 mm dalla scatola della banca di potere.

Passaggio 15: codice

Usa i parametri nella sezione init per definire le tue preferenze.

Per le vacanze uso il bulgaro. Puoi modificare l'array utilizzando le festività nel tuo paese.

Il dispositivo mostra 4 stagioni, modificale nel codice preferito per la tua posizione.

Se i tuoi sensori sono diversi, segui le definizioni dei pin e modificali nel codice. Ho lasciato quasi tutte le righe di commento per una migliore comprensione del codice.

Piattaforme testate:

• Arduino UNO
• Arduino Pro Mini

Prendi le librerie di cui hai bisogno dal repository, usa quelle, definite nello schizzo.

Passaggio 16: testare il dispositivo prima degli ultimi ritocchi

Il dispositivo è perfetto, il mio è calibrato -4*C, ho usato il mio condizionatore Toshiba, 2 semplici termometri a parete e due termometri digitali per calibrarlo. Se il tuo sensore misura valori diversi, ora puoi modificarlo.

Passaggio 17: anteprima dell'interfaccia

Non dimenticare di modificare le informazioni sul firmware nella sezione init del codice per mostrare le tue credenziali o lasciarlo così com'è.