Offline Stacja pogodowa Arduino: 18 kroków (ze zdjęciami)

2025 Autor: John Day | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2025-01-23 15:02

Streszczenie

Ostatnio kilka razy, kiedy kupowałem termometr, widziałem, że prawie zawsze jest różnica w wartościach. Moim zadaniem było śledzenie temperatury i wilgotności w pokoju dziecka. Pojawił się również problem z odczytem wartości z zakresu 2-3 metrów na większości termometrów i musiałem wstać, aby zobaczyć wartość temperatury, problemem, który mam z większością termometrów, było światło. Innym problemem było to, że nie widzę wartości temperatury, ponieważ jest bez podświetlenia w celu oszczędzania energii. Nie chcę oszczędzać energii, wystarczy kilka godzin przechowywania energii, aby to urządzenie mogło działać, jeśli główna linia energetyczna zostanie wyłączona.

Więc wpadłem na pomysł:

- Tworzenie termometru z możliwością zmiany wartości temperatury.

- Które mogą być z podświetleniem i kolorami. - Aby połączyć wszystkie elementy, które mają zwykłe termometry: (RTC, bateria, Min Max t, itp.) - I mieć dodatkowe funkcje, takie jak pory roku i święta

Więc zacząłem projekt przed 1 rokiem. Część oprogramowania zajęła mi kilka miesięcy. Stworzyłem kilka wersji oprogramowania, a ostatnie 2 tygodnie kończę projekt.

Informacje o oprogramowaniu urządzenia

Kod Arduino i biblioteki:

Kod jest również przesyłany w kroku Kod.

https://github.com/stlevkov/KT2_144

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

Funkcje urządzenia

• Strona startowa - pokazująca datę i godzinę ostatniego wgrania oprogramowania.
• Strona główna - wyświetla godzinę, datę, ikonę baterii, ikonę temperatury, wartość temperatury, wartość wilgotności, Tmax, Tmin, pory roku, święta, wskaźnik USB po podłączeniu.
• Strona menu - z temperaturą, zegarem, baterią, informacjami, menu z powrotem
• Strona temp - umożliwia kalibrację czujnika DHT
• Strona Zegara - umożliwia edycję Czasu i Daty
• Strona baterii - pokazująca informacje o baterii, procenty, napięcie mV, stan ładowania
• O stronie - wyświetla informacje dla autora
• Funkcja powrotu do wyjścia z menu
• Panele przezroczyste
• Długa żywotność RTC
• Bateria litowa - do ~9 godzin (450 mAh)
• Wskaźnik niskiego poziomu naładowania baterii - wyświetlający ikonę na czerwono ~ pozostałe 5 min.
• Różne kolory dla - Niska, Średnia, Wysoka temperatura
• Wiadomości świąteczne i sezonowe
• Programowalne gniazdo - z tyłu
• Interfejs użytkownika - za pomocą enkodera obrotowego

Tylna strona z tablicą nie będzie zakryta, ponieważ chcę, aby dziecko widziało i dotykało tablicę, gdy urządzenie nie jest włączone. Możesz stworzyć rodzaj osłony na tylną stronę deski.

Krok 1: Naszkicuj urządzenie, narysuj pomysł Init

Zdecyduj, co mieć - ile stron, menu, jak zmienić menu i strony.

Jeśli masz inne pomysły, możesz to zmienić za pomocą kodu arduino.

Zdecyduj, jaką formę chcesz i co można łatwo zrobić. Najpierw wybieram druk 3D, ale potem decyduję się na użycie prostego materiału.

Pomysł polega na tym, aby mieć przezroczyste ściany na górze i na dole, można też stworzyć bardziej finezyjne pudełko.

Więc główne części pudełka to:

1. Przód - z wyświetlaczem i enkoderem obrotowym
2. Po prawej - z modułem RTC
3. Po lewej - z modułem DHT
4. Tył - z przeciwną stroną planszy
5. Górna część - przezroczysta z baterią 3,7 V i przełącznikiem ON/OFF
6. Dół - przezroczysty

Krok 2: Wybierz odpowiednie komponenty

1. Ładowarka Micro USB TP4056 5V 1A 18650 Płytka do ładowania baterii litowych - Ebay
2. 1,44" 128x128 SPI Full Color 65K Wyświetlacz TFT LCD ST7735 - Ebay
3. Moduł enkodera obrotowego KY-040 dla Arduino - Ebay
4. Cyfrowy czujnik temperatury i wilgotności DHT22 AM2302 - Ebay
5. Małe moduły RTC I2C Pamięć 24C32 DS1307 Płytka modułu RTC zegara czasu rzeczywistego - Ebay
6. Pro Micro Controller Board ATmega328P 16MHz Arduino Pro Mini Module - Ebay
7. Akumulator Lipo 3,7 V 450 mAh - Ebay

8. 6 pinów 2 pozycje DPDT On/On Mini przełącznik suwakowy - Ebay

9. CR2032 CR 2032 3V guzikowa bateria pastylkowa - Ebay
10. 10x22cm Prototypowa lutownica miedziana płytka PCB jednostronnie uniwersalna - Ebay
11. Męska i żeńska listwa jednorzędowa 40-pinowa 2,54 mm - Ebay

Krok 3: Przygotuj schemat połączeń

Schemat pokazuje łączność podobnych czujników, podczas gdy wyświetlacz jest prawie taki sam.

Aby uzyskać prawidłowe użycie pinów, zobacz kod Arduino w kroku Kod.

Pobierz plik fritzujący, aby uzyskać więcej informacji na temat pinoutu. Najedź na punkty ze schematu, aby zobaczyć dokładne piny modułów.

Krok 4: Dodatkowe informacje przed rozpoczęciem - zużycie energii

Projekt wykorzystuje baterię 450mAh, ale możesz użyć większej. Wystarczy spojrzeć na zużycie energii, aby wybrać i obliczyć odpowiednią baterię dla określonych godzin użytkowania. Przy użyciu 450 mAh urządzenie może działać ok. 9 godzin.

W stanie bezczynności urządzenie działa z około 0,102 A - tutaj nie wykonuje się optymalizacji oszczędzania energii

Po naciśnięciu przycisku podawany jest wysoki prąd i wynosi około 0,177A.

Krok 5: Podłącz wyświetlacz

Wyświetlacz używa SPI do połączenia.

Dla tego sterownika ST7735 istnieje biblioteka adafruit.

Krok 6: Podłącz moduł RTC

Utwórz modyfikację PCB w celu użycia baterii CR2032.

• Usuń D1
• Usuń R4
• Usuń R5
• Usuń R6
• Krótki R6

Więcej informacji o tej modyfikacji znajdziesz tutaj.

Krok 7: Przymocuj przednią ściankę z wyświetlaczem, RTC, baterią, enkoderem obrotowym

Jeśli chcesz uruchomić urządzenie, po prostu wgraj kod z kroku Kod i postępuj zgodnie z pozostałymi krokami, zmieniając i dołączając nowe części.

Krok 8: Przygotuj przezroczyste ściany

Używam plexi 3mm. Możesz użyć podobnego przezroczystego materiału. Używam tylko jednego na spodzie.

Krok 9: Utwórz prawą ścianę

Utwórz prawą ścianę boczną. Użyj rozmiaru CR2032 dla otworu.

Krok 10: Utwórz lewą ścianę boczną

Utwórz lewą ścianę boczną. Użyj rozmiaru modułu DHT dla otworu.

Krok 11: Utwórz gniazdo z płytą uniwersalną i szynami, podłącz RTC, enkoder, wyświetlacz i wyświetlacz

Połącz i przylutuj wszystkie piny zgodnie ze schematem połączeń. Do programowania Arduino Mini można użyć Arduino UNO z zainstalowanym pustym szkicem. Potrzebne szpilki:

• VCC 5V
• GND
• RX
• TX
• RESETOWANIE

Nie zapomnij odłączyć baterii 3,7 V na tym etapie, jeśli prześlesz szkic przed zakończeniem części.

Krok 12: Włącz przed kontynuowaniem

W tym momencie będziesz mógł włączyć urządzenie i korzystać ze wszystkich funkcji.

Użyj podglądu wideo, aby zobaczyć, jakie było oprogramowanie w wersji 1.1. W podsumowaniu znajduje się również link do github, aby zobaczyć najnowszą aktualizację.

Włącz urządzenie, zanim przejdziesz do innych kroków przed zamknięciem górnej pokrywy, upewnij się, że działa normalnie.

Krok 13: Dodaj TP4056 i baterię, przylutuj przełącznik suwakowy, dodaj przewód ładujący do styku 5, przylutuj tylne programowalne gniazdo

Po każdym lutowaniu przetestuj system, upewnij się, że części działają dobrze, zanim przejdziesz dalej.

Krok 14: Utwórz górną okładkę

Używam arkusza plexi 0,5mm z pudełka powerbanku.

Krok 15: Kod

Użyj parametrów w sekcji init, aby zdefiniować swoje preferencje.

Na święta używam bułgarskiego. Możesz edytować tablicę, korzystając ze świąt w Twoim kraju.

Urządzenie pokazuje 4 pory roku, edytuj je w kodzie preferowanym dla Twojej lokalizacji.

Jeśli twoje czujniki są inne, postępuj zgodnie z definicjami pinów i edytuj je w kodzie. Dla lepszego zrozumienia kodu zostawiłem prawie wszystkie wiersze komentarzy.

Testowane platformy:

• Arduino UNO
• Arduino Pro Mini

Weź potrzebne biblioteki z repozytorium, użyj tych, które zostały zdefiniowane w szkicu.

Krok 16: Przetestuj urządzenie przed ostatecznym dotknięciem

Urządzenie jest idealne, moje jest skalibrowane -4*C, do kalibracji użyłem mojego klimatyzatora Toshiba, 2 prostych termometrów ściennych i dwóch termometrów cyfrowych. Jeśli Twój czujnik mierzy różne wartości, możesz go teraz zmodyfikować.

Krok 17: Podgląd interfejsu

Nie zapomnij edytować informacji o oprogramowaniu sprzętowym w sekcji init kodu, aby wyświetlić swoje dane uwierzytelniające lub pozostawić je bez zmian.