Stacja pogodowa z mikrokontrolerem Atmega328P-PU: 5 kroków

2024 Autor: John Day | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2024-01-30 11:28

Niedawno wziąłem udział w bezpłatnym kursie online z edx (założony przez Harvard University i MIT w 2012 roku, edX jest miejscem nauki online i dostawcą MOOC, oferującym wysokiej jakości kursy z najlepszych uniwersytetów i instytucji na świecie dla uczących się na całym świecie), o tytule: Meteorologia podwórkowa: Nauka o pogodzie, była bardzo pouczająca i polecam wszystkim, którzy interesują się meteorologią amatorską, na pierwszym lub drugim wykładzie profesor John Edward Huth - instruktor - polecił zakup stacji pogodowej, która mogłaby mierzyć wysokość położenia geograficznego i barometryczne ciśnienie powietrza, pomyślałem, że zamiast kupować barometr lub stację pogodową, najlepszym pomysłem było zrobienie takiego z najtańszymi komponentami dostępnymi wokół mnie i w mojej skrzynce na śmieci, poszukałem w sieci i znalazłem kilka projektów, niektóre na stronie z instrukcjami, moim problemem było użycie nagiego mikrokontrolera, a nie Arduino lub Raspberry pi, które były i są droższe, cena AtmegaP-PU, Arduino Uno i Reaspberry Pi zero - najtańsze Pi - to: 4, 12 USD i 21 USD, więc AtmegaP-PU jest najtańszy. Czujniki, których użyłem w tym projekcie to DHT22 (Cyfrowy Czujnik Pomiaru Temperatury i Wilgotności) za blisko 8$ - jest to dokładniejszy od czujnika DHT11, użyłem również czujnika temperatury BMP180 Ciśnienia Barometrycznego, Czujnika Wysokości, który kosztuje 6$ i użyłem zielonego podświetlenia modułu wyświetlacza LCD Nokia 5110 z adapterem PCB dla Arduino, który kosztuje tylko 5 USD, więc z budżetem 23 USD i kilkoma przewodami i innymi częściami z mojego śmietnika mógłbym zrobić tę fantastyczną stację pogodową, która Wyjaśnię ci w kolejnych akapitach.

Krok 1: KROK 1: PROJEKT I SCHEMAT OBWODÓW

Ponieważ moim celem było mierzenie temperatury i wilgotności względnej oraz ciśnienia i wysokości barometrycznej, więc czujniki, których muszę użyć to DHT22 i BMP180, używam DHT22 do pomiaru temperatury i wilgotności względnej oraz BMP180 do pomiaru ciśnienia i wysokości, chociaż BMP180 również może mierzyć temperaturę, ale temperatura mierzona przez DHT22 jest dokładniejsza niż czujnik BMP180. oraz Nokia 5110 do wyświetlania mierzonych wartości i jak wyjaśniłem na wstępie, Atmega328P-PU jako mikrokontroler, można zobaczyć konstrukcję systemu i schemat obwodu na powyższym rysunku.

Krok 2: KROK 2: Potrzebne narzędzia

Potrzebne narzędzia są pokazane na powyższych rysunkach i są następujące:

1- Narzędzia mechaniczne:

1-1-piła ręczna

1-2-małe wiertło

1-3-nóż

Striptizerka 1-4-przewodowa

1-5-śrubokręt

1-6-lutownica

Narzędzia 2-elektroniczne:

2-1-multimetr

2-2-zasilanie, zobacz moją instrukcję, jak zrobić mały:

deska 2-3-chlebowa

2-4-Arduino Uno

Krok 3: Krok 3: Potrzebne komponenty i materiały

1-Materiał mechaniczny:

Obudowa 1-1 w tym projekcie wykorzystałem obudowę pokazaną powyżej, którą wykonałem do moich poprzednich projektów (patrz:

2-elementy elektroniczne:

2-1-ATMEGA328P-PU:

2-2- Graficzny LCD 84x48 - Nokia 5110:

Kondensatory kryształowe 2-3-16 MHz + 20pF:

2-4- Czujnik ciśnienia barometrycznego, temperatury i wysokości BMP180:

2-5- Cyfrowy czujnik temperatury i wilgotności DHT22/AM2302:

2-6- Przewód połączeniowy:

2-7- Akumulator 9 V:

Regulator liniowy 2-8-LM317 ze zmiennym napięciem wyjściowym:

Krok 4: Krok 4: Programowanie ATMEGA328P-PU

Najpierw należy napisać szkic Arduino, użyłem go w różnych witrynach i zmodyfikowałem go w moim projekcie, więc możesz go pobrać, jeśli chcesz go użyć, dla odpowiednich bibliotek możesz użyć odpowiednich witryn, zwłaszcza github.com, niektóre adresy bibliotek są następujące:

Nokia 5110:

BMP180:

Po drugie, powyższy program należy wgrać do ATMEGA328P-PU, jeśli ten mikrokontroler jest kupiony z bootloaderem, nie ma potrzeby wgrywania do niego programu bootloader, ale jeśli mikrokontroler ATMEGAP-PU nie jest załadowany bootloaderem, należy zrób to w odpowiednim czasie, istnieje wiele instrukcji do wykorzystania w takiej procedurze, możesz również skorzystać ze strony Arduino: https://www.arduino.cc/en/Tutorial/ArduinoToBreadb… i instrukcji takich jak:

Po trzecie, po zakończeniu wgrywania bootloadera do ATMEGA328P-PU, należy rozpocząć wgrywanie głównego szkicu do mikrokontrolera, metoda jest napisana w serwisie Arduino, jak wspomniano powyżej, należy użyć kryształu 16 Mhz, jak pokazano w tym strona, mój obwód jest pokazany powyżej.

Krok 5: Krok 5: Tworzenie projektu

Aby wykonać projekt, musisz przetestować obwód na płytce stykowej, więc użyj płytki stykowej i przewodów połączeniowych jak pokazano na rysunku i przetestuj projekt, aby zobaczyć wyświetlacz, jeśli widzisz, co chcesz zmierzyć na NOKIA 5110 wyświetlacz, to jest właściwy czas, aby wykonać resztę procedury tworzenia stacji pogodowej, jeśli nie, musisz znaleźć problem, który dotyczy oprogramowania lub sprzętu, zwykle jest to spowodowane złym lub złym podłączeniem przewodów połączeniowych, postępuj zgodnie ze schematem obwodu tak blisko, jak to możliwe.

Następnym krokiem jest wykonanie projektu, więc aby wykonać stałe połączenie dla mikrokontrolera, musisz użyć gniazda IC i przylutować go do małego kawałka wyk. płytka i dwie sztuki żeńskiej listwy pinowej, jak pokazano na powyższych zdjęciach, ze względu na wiele pinów gniazda IC, które mają 28 i końcówki pinów, które mają 14+14, więc musisz przylutować 56 lutów i powinieneś przetestować wszystkie te luty punkty dla prawidłowej łączności i braku łączności sąsiednich punktów, zanim upewnisz się o prawidłowym funkcjonowaniu tego elementu, nie rozpoczynaj używania go do wstawiania mikrokontrolera. jeśli wszystko pójdzie dobrze, teraz należy montować kolejne części.

Kolejną ważną rzeczą do rozważenia jest fakt, że komponenty potrzebują 5 V do działania, ale podświetlenie wyświetlacza NOKIA 5110 wymaga 3,3 V, jeśli użyjesz 5 V do podświetlenia, może to źle wpłynąć na żywotność wyświetlacza, więc użyłem dwóch liniowych regulatorów LM317 ze zmiennym napięciem wyjściowym i dostosowałem jeden na wyjście 5 V, a drugi na wyjście 3,3 V, w rzeczywistości sam zrobiłem ten z wyjściem 5 V i kupiłem inny z wyjściem 3,3 V. Teraz czas na mocowanie elementów do obudowy, widać na zdjęciach, czujnik DHT22 powinien być zamocowany tak, aby jego czoło wejściowe było poza obudową, aby mierzyć temperaturę i wilgotność względną, ale ciśnienie barometryczne BMP180, Czujnik temperatury i wysokości może znajdować się wewnątrz obudowy, ale należy wywiercić w obudowie wystarczającą ilość otworów, aby miała kontakt z powietrzem zewnętrznym, jak widać na powyższych zdjęciach. Kolejnym ważnym punktem jest zapewnienie małej wydajności. płytkę, którą można zobaczyć na zdjęciach, i wykonaj dwa rzędy żeńskich listew pinowych jeden dla połączeń uziemiających lub ujemnych, a drugi dla dodatnich wyjść 5V.

Teraz nadszedł czas na okablowanie komponentów i zespołów, połącz wszystkie przewody zgodnie ze schematem połączeń i upewnij się, że nic nie zostało pominięte, w przeciwnym razie będzie problem z efektem końcowym.