Grafik Hava Durumu İstasyonu: 7 Adım (Resimlerle)

2024 Yazar: John Day | [email protected]. Son düzenleme: 2024-01-30 13:19

Her zaman bir grafik hava istasyonuna sahip olmak mı istediniz? Ve doğru sensörlerle? Belki bu proje sizin için bir şeydir. Bu meteoroloji istasyonu ile havanın "ne yaptığını" görebilirsiniz. Örneğin sıcaklıklar yükselebilir veya düşebilir. Normal bir termometreden sıcaklık geçmişini görmek mümkün değildir. Bu hava durumu istasyonuyla, TFT ekranın 320 pikseli üzerinde görüntülenen 26 saatlik bir geçmişe sahipsiniz. Her 5 dakikada bir, grafiğe, yükselen veya düşen bir trend olup olmadığını görmenizi sağlayacak bir piksel eklenir. Bu sıcaklık, nem, hava basıncı ve CO2 için farklı renklerde yapılır. Dış sıcaklık da kablosuz dahildir. Bu şekilde, hava basıncının ne yaptığına bağlı olarak hava durumunu "tahmin edebilirsiniz".

Normal hava istasyonlarında bazı hatalı sensörler bulunur. Örneğin, sıcaklık için normalde +/- 2 derece doğrulukları vardır. Bu hava durumu istasyonu için daha hassas sensörler kullanılır. HDC1080 sıcaklık sensörü, çok daha iyi olan +/- 0,2 derecelik bir doğruluğa sahiptir. Nem ve hava basıncı için aynı.

TFT ekranın üst kısmında sensörlerin ölçümleri görüntülenir ve her 5 saniyede bir yenilenir. Bu ölçümler ayrıca RS232 aracılığıyla da mevcuttur.

Ana Özellikler:

• Trendleri tanımak için farklı renklerde grafikler
• Sıcaklık, nem ve hava basıncı için doğru sensörler.
• Fabrika kalibrasyon verileri ve sensör sıcaklığı, mümkün olan yerlerde sensörlerden okunur ve en doğru ölçümleri elde etmek için koda uygulanır.
• Sıcaklıklar Celsius (varsayılan) veya Fahrenheit olarak mevcuttur.
• Kablosuz modül aracılığıyla dış sıcaklık (opsiyonel)
• Uzaktan izleme için RS232 arayüzü.
• Güzel küçük tasarım (eşim bile oturma odamızda buna tahammül ediyor;-)

Umarım siz de benim gibi hava koşullarını incelemekten keyif alırsınız!

Adım 1: Parçalar

1 x TFT Modülü 2,8 inç Dokunmatik Panelsiz ILI9341 Sürücü IC 240(RGB)*320 SPI Arayüzü

1 x Mikroçip 18f26k22 mikrodenetleyici 28-PIN PDIP

1 x HDC1080 modülü, GY-213V-HDC1080 Sıcaklık Sensörlü Yüksek Doğruluklu Dijital Nem Sensörü

1 x GY-63 MS5611 Yüksek Çözünürlüklü Atmosferik Yükseklik Sensörü Modülü IIC / SPI

Co2 monitörü için 1 x MH-Z19 kızılötesi co2 sensörü

1 x (opsiyonel) NRF24L01+PA+LNA kablosuz modüller (antenli)

1 x 5V - 3.3V DC-DC Yavaşlatma Güç Kaynağı Buck Modülü AMS1117 800MA

1 x Seramik kapasitör 100nF

2 x Akrilik Levha 6*12cm kalınlık 5mm veya 100*100mm kalınlık 2mm

1 x Mikro USB konektörü 5 pinli koltuk Jakı Mikro usb DIP4 ayakları Dört ayaklı yerleştirme plakası koltuk mini usb konektörü

1 x Siyah Evrensel Android Telefon Mikro USB AB Tak Seyahat AC Duvar Şarj Adaptörü Android Telefonlar İçin

1 x PCB çift taraflı.

Bazı M3 naylon ara parçalar/vidalar

-

Dış sıcaklık için (isteğe bağlı)

1 x Mikroçip 16f886 mikrodenetleyici 28-pin PDIP

1 x Su Geçirmez DS18b20 sıcaklık probu sıcaklık sensörü Paslanmaz çelik paket -100cm tel

1 x 4k7 direnç

1 x NRF24L01+ Kablosuz Modül

1 x Seramik kapasitör 100nF

1 x Prototip PCB devre tahtası

1 x 85x58x33mm Su Geçirmez Şeffaf Kapak Plastik Elektronik Kablo Proje Kutusu Muhafaza Kutusu

1 x Plastik Pil Kutusu Saklama Kutusu Tutucu, 2 X AA 3.0V 2AA için Tel Uçlu

2 x AA pil

Adım 2: PCB

Bu proje için çift taraflı bir PCB kullandım. Gerber dosyaları mevcuttur. Bu PCB, TFT ekranın arkasına sığar. Devreden ısınmayı önlemek için sıcaklık sensörü arkaya monte edilmiştir. NRF24L01+'ı mikrodenetleyiciye aşağıdaki şekilde bağlayın:

pin 2 - NRF24L01+'ın CSN'si

pim 8 – NRF24L01+'ın GND'si

pin 9 - NRF24L01+ CE

pim 22 - NRF24L01+'ın SCK'si

pim 23 - NRF24L01+'ın MISO'su

pim 24 - NRF24L01+'ın MOSI'si

pin 20 – NRF24L01+'ın VCC'si

n.c - NRF24L01+ IRQ'su

Adım 3: Dış Sıcaklık

16f886 mikrodenetleyici, DS18B20 sıcaklık sensörünü her 5 dakikada bir okumak için kullanılır. Bu sıcaklık, NRF24L01+ kablosuz modülü aracılığıyla iletilir. Burada bir prototip PCB devre tahtası yeterlidir. Aşağıdaki mikro denetleyici pin yapılandırmasını kullanın:

pin 2 - NRF24L01+'ın CSN'si

pim 8 - GND

pin 9 - NRF24L01+ CE

pim 14 - NRF24L01+'ın SCK'si

pim 15 - NRF24L01+'ın MISO'su

pim 16 - NRF24L01+'ın MOSI'si

AA pillerin pin 20 - +3 volt

pin 21 - NRF24L01+ IRQ'su

pin 22 - DS18B20 verileri (çekerken 4k7 direnç kullanın)

Adım 4: RS232 Çıkışı

Her 5 saniyede bir ölçümler RS232 aracılığıyla pim 27'de (9600 baud) sağlanır. Bu arayüzü bilgisayarınıza bağlayabilir ve verileri almak için bir terminal programı (örneğin Putty) kullanabilirsiniz. Ölçümleri başka amaçlar için kullanmanızı sağlar.

Adım 5: Kod

Bu projede kullanılan sensörler, 18f26k22 mikrodenetleyicinin farklı arayüzlerini kullanmaktadır. MH-Z19 CO2 sensörü tarafından kullanılan ilk seri arabirim de öyle. Bu arayüz 9600 baud'a ayarlanmıştır. Bu mikrodenetleyicinin ikinci seri arayüzü, her 5 saniyede bir pin 27'deki sensör ölçümlerini sağlamak için kullanılır, böylece bilgisayarınıza bağlayabilirsiniz (ayrıca 9600 baud'a ayarlanmıştır). HDC1080 sıcaklık/nem sensörü ve MS5611 hava basıncı sensörü, i2c arayüzünde çalışır. TFT ekran ve NRF24L01+ kablosuz modülü, 8 Mhz'de yapılandırılmış aynı SPI arayüzünde çalışır. 18f26k22 mikrodenetleyicinin kendisi 64 Mhz olarak ayarlanmıştır. Varsayılan olarak, sıcaklıklar Santigrat cinsindendir. Pin 21'i toprağa bağlayarak sıcaklıkları Fahrenheit cinsinden elde edersiniz. µGUI grafik kütüphanesi için Achim Döbler'e ve 64bit çözümü için Harry W (1and0)'a teşekkürler.

16f886 mikrodenetleyici, dış sıcaklığı ölçmek için kullanılır. DS18B20 sıcaklık sensörü her 5 dakikada bir okunur (burada tek kablolu protokol kullanılır) ve NRF24L01+ kablosuz modülü aracılığıyla SPI arayüzü ile iletilir. Bu mikrodenetleyici çoğu zaman pil tasarrufu yapmak için düşük güç modundadır. Elbette negatif sıcaklıklar da desteklenir. Bu dış sıcaklık özelliği kullanılmazsa, TFT ekranında görünmeyecektir, bu nedenle isteğe bağlıdır.

18f26k22 ve 16f886 mikro denetleyicilerini programlamak için bir pickit3 programlayıcısına ihtiyacınız var. Ücretsiz Microchip IPE programlama yazılımını kullanabilirsiniz (VDD'yi 3,0 volta ayarlamayı ve "Güç" menüsünde "ICSP Seçenekleri"nde "Araçtan Güç Hedef Devresi" onay kutusunu işaretlemeyi unutmayın).

6. Adım: Zaman Atlamaları Gösterimi

Yaklaşık 15 saatlik hava durumu izlemenin nasıl göründüğüne dair zaman atlamalı bir izlenim. Ekrandaki beyaz pus gerçekte orada değil.

• kırmızı iç sıcaklık
• turuncu dış sıcaklık
• mavi nem
• yeşil hava basıncı
• sarı renkte CO2

7. Adım: Keyfini çıkarın

Bu projenin tadını çıkarın !!

Fakat prensip olarak, sadece gözlemlenebilir büyüklükler üzerine bir teori kurmaya çalışmak oldukça yanlıştır. Gerçekte ise tam tersi gerçekleşir. Neyi gözlemleyebileceğimize karar veren teoridir.

~ Albert Einstein Fizikte ve Werner Heisenberg'in Ötesinde s. 63