Hari Minggu, Kalender, Waktu, Kelembaban/Suhu Dengan Penghemat Baterai: 10 Langkah (dengan Gambar)

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Terakhir diubah: 2024-01-30 09:55

Mode hemat daya inilah yang membedakan Instructable ini dari contoh lain yang menunjukkan hari dalam seminggu, bulan, hari dalam sebulan, waktu, kelembaban, dan suhu. Kemampuan inilah yang memungkinkan proyek ini dijalankan dari baterai, tanpa persyaratan "kutil dinding".

Saya telah memposting Layar LCD Instructable, Humidity and Temperature sebelumnya dengan Power Saving Mode: Minimal parts, Fun, Quick, and Very Inexpensive, dan di akhir Instructable itu saya menyajikan gambar modifikasi opsional. Modifikasi itu termasuk hari dalam seminggu, kalender, dan waktu juga ditampilkan pada layar yang sama. Saya menerima sejumlah pesan yang meminta informasi tentang tampilan yang diperbesar itu. Jadi, saya memposting Instructable ini sebagai modifikasi dan ekstensi dari yang sebelumnya.

Untuk menyelamatkan pembaca dari masalah harus menemukan Instruksi sebelumnya yang disebutkan, saya telah menggandakan beberapa informasi yang disajikan dalam Instruksi itu di sini, dan tentu saja saya menyertakan informasi tambahan untuk memungkinkan Hari Minggu, Kalender, dan Waktu juga disajikan di samping Kelembaban dan Suhu Relatif. Namun, beberapa pembaca mungkin tidak memerlukan hari dalam seminggu, kalender, dan waktu, dan hanya membutuhkan kelembaban dan suhu yang ditampilkan. Bagi para pembaca itu, Instructable sebelumnya akan berfungsi dengan baik.

Seperti yang saya sebutkan di Instructable sebelumnya, ruang belajar saya tidak selalu pada suhu terbaik, jadi saya memutuskan akan berguna untuk menampilkan suhu sekitar di meja saya. Biaya sensor yang memberikan kelembaban, selain suhu, tidak mahal; oleh karena itu, tampilan kelembaban disertakan dalam proyek itu.

Persyaratan tambahan muncul karena pasangan saya sering menanyakan hari dalam seminggu dan/atau hari dalam sebulan, jadi saya memutuskan untuk memasukkan ini ke dalam tampilan juga. Saya membuat dua salinan dari proyek yang ditampilkan di sini. Satu untuk ruang belajar saya, dan satu lagi untuk kamar di rumah kami di mana pasangan saya sering ditemukan. Saya menggunakan (1) Jam waktu nyata (RTC) dan (2) sensor kelembaban dan suhu.

Baik sensor kelembaban/suhu DHT11 dan DHT22 yang saya anggap memberikan hasil suhu dalam Celcius. Untungnya ini adalah konversi yang mudah ke Fahrenheit (format yang digunakan di AS, yang merupakan lokasi saya). Sketsa di bawah ini menyediakan kode yang dapat dengan mudah dimodifikasi untuk menampilkan suhu dalam Celcius, jika itu yang digunakan di tempat Anda berada.

Saya mempertimbangkan sensor DHT22 dan DTH11, dan memilih DHT22, meskipun sedikit lebih mahal. DHT11 sering dapat dibeli dengan harga kurang dari $2, sedangkan DHT22 sering ditemukan dengan harga kurang dari $5. Jika dibeli langsung dari China, biayanya bisa lebih murah lagi. Jika saya hanya ingin menampilkan suhu, saya dapat menggunakan sensor TMP36 alih-alih DHT22, dan menyadari beberapa penghematan, dan memang beginilah cara saya membangun proyek DIY saya yang lebih awal. Namun, saya memutuskan untuk menyertakan tampilan kelembaban relatif di antara item lain yang ditampilkan dalam proyek ini.

DHT22 sedikit lebih akurat daripada DHT11. Jadi, biaya DHT22 yang sedikit lebih tinggi tampaknya masuk akal. Kedua perangkat DHT mengandung sensor kelembaban kapasitif. Sensor kelembaban ini banyak digunakan untuk proyek industri dan komersial. Meskipun tidak terlalu akurat, mereka mampu berfungsi pada suhu yang relatif tinggi dan memiliki ketahanan yang wajar terhadap bahan kimia di sekitarnya. Mereka mengukur perubahan dielektrik yang dihasilkan oleh kelembaban relatif di sekitarnya. Untungnya, perubahan kapasitansi pada dasarnya linier dalam kaitannya dengan kelembaban. Keakuratan relatif dari sensor-sensor ini dapat dengan mudah dilihat dengan menempatkan dua di antaranya secara berdampingan. Jika ini dilakukan akan terlihat bahwa untuk kelembaban relatif mereka berbeda paling banyak 1 atau 2 poin persentase.

Sensor DHT11/22 dapat dengan mudah diganti satu sama lain. Tergantung pada kendala biaya, jika ada, salah satu sensor dapat dipilih. Keduanya datang dalam paket 4-pin serupa yang dapat dipertukarkan, dan seperti yang akan kita lihat sebentar lagi, hanya 3 dari 4 pin pada kedua paket yang diperlukan untuk membuat tampilan kelembaban dan suhu desktop yang disajikan di sini. Meskipun hanya tiga pin yang diperlukan untuk digunakan, keempat pin memberikan stabilitas tambahan saat sensor DHT ini ditempatkan/dipasang pada papan tempat memotong roti.

Dengan cara yang sama, saya mempertimbangkan RTC DS1307 dan DS3231. Karena suhu sekitar dapat memengaruhi DS1307, saya memilih DS3231. Meskipun DS1307 opsional dapat digunakan. Dalam berbagai tes yang membandingkan RTC dalam kaitannya dengan drift (yaitu, mendapatkan waktu yang salah), DS3231 keluar sebagai lebih akurat, tetapi perbedaan dalam menggunakan salah satu sensor tidak terlalu besar.

Tentu saja, jika Anda dapat dengan mudah terhubung ke internet di proyek Anda, Anda dapat mengunduh waktu secara langsung sehingga Anda tidak memerlukan jam waktu nyata. Namun, proyek ini mengasumsikan koneksi internet yang mudah tidak tersedia, dan dirancang untuk bekerja tanpa koneksi internet.

Jika Anda menggunakan "kutil dinding" konsumsi daya ekstra mungkin tidak terlalu penting. Namun, jika Anda menyalakan layar dari baterai, pengurangan konsumsi daya akan memperpanjang masa pakai baterai. Jadi, Instruksi ini dan sketsa di bawah ini menyediakan cara, dengan menggunakan tombol "Kiri" pada pelindung LCD, untuk mengaktifkan dan menonaktifkan lampu latar untuk mengurangi konsumsi daya.

Seperti yang akan terlihat dalam Instruksi ini, proyek ini membutuhkan komponen yang relatif sedikit karena sebagian besar "pengangkatan berat" dilakukan oleh sensor dan sketsa.

Saya lebih suka menggunakan platform eksperimental untuk banyak proyek saya, terutama untuk yang akan berakhir sebagai tampilan, karena platform ini memungkinkan proyek ditangani dan ditampilkan sebagai satu unit.

Langkah 1: Item yang Diperlukan

Barang-barang yang dibutuhkan adalah:

- Sebuah platform eksperimental, meskipun proyek dapat dibangun tanpa itu, membuat tampilan konstruksi akhir lebih mudah.

- Papan tempat memotong roti dengan 400 poin dasi

- Pelindung LCD dengan tombol

- Sensor suhu dan kelembaban digital DHT22 (AOSONG AM2302).

- Jam waktu nyata, saya memilih DS3231 (Namun, DS1307 akan bekerja dengan kode yang disediakan di sini, pastikan bahwa pin GND, VCC, SDA dan SCL terhubung dengan cara yang mirip dengan DS3231. Artinya, DS1307 dapat menggantikan DS3231 hanya dengan memastikan pin yang sesuai pada DS1307RTC cocok dengan soket yang sesuai pada papan tempat memotong roti, kabel hookup Dupont tidak perlu dipindahkan.) Perbedaan utama antara kedua RTC ini adalah akurasinya, karena DS1307 dapat dipengaruhi oleh suhu lingkungan yang dapat mengubah frekuensi osilator on-boardnya. Kedua RTC menggunakan konektivitas I2C.

- Header wanita untuk disolder pada pelindung LCD. Saya menggunakan header perempuan 5 dan 6-pin (walaupun jika Anda memilih perisai alternatif, juga ditampilkan di sini, tidak diperlukan header). Pin header laki-laki dapat menggantikan soket, dan jika digunakan hanya jenis kelamin dari satu sisi beberapa kabel hook-up Dupont perlu diubah.

- Kabel penghubung Dupont

- Arduino UNO R3 (Arduino lain dapat digunakan sebagai pengganti UNO, tetapi harus mampu mengeluarkan dan menangani 5v)

- Kabel USB untuk mengunggah sketsa Anda dari komputer ke UNO

Perangkat seperti "kutil dinding" atau baterai untuk memberi daya pada UNO setelah diprogram. Anda mungkin memiliki banyak barang yang dibutuhkan di meja kerja Anda, meskipun Anda mungkin perlu membeli beberapa. Jika Anda memiliki beberapa yang pertama, Anda dapat memulai sambil menunggu yang lain. Semua barang ini sudah tersedia secara online melalui situs-situs seperti Amazon.com, eBay.com, Banggood.com dan banyak lagi

Langkah 2: Mempersiapkan Platform Eksperimental

Platform eksperimental hadir dalam kantong vinil yang berisi lembaran Plexiglas 120mm x 83mm, dan kantong plastik kecil yang berisi 5 sekrup, 5 penyangga plastik (spacer), 5 mur dan lembaran dengan empat bumper, kaki berperekat. Keempat bumper akan dibutuhkan, begitu juga empat item lainnya. Ada tambahan sekrup, standoff, dan mur yang tidak diperlukan. Namun, tas tidak berisi instruksi.

Awalnya tas vinil dipotong terbuka untuk melepaskan lembaran Plexiglas dan tas kecil. Lembaran Plexiglas ditutupi di kedua sisi dengan kertas untuk melindunginya dalam penanganan dan transit.

Langkah pertama adalah mengupas kertas kembali di setiap sisi platform dan menghapus dua lembar. Setelah kertas dikeluarkan dari setiap sisi, empat lubang untuk memasang Arduino ke platform mudah terlihat. Paling mudah jika setelah mengupas kertas, lembaran akrilik harus ditempatkan dengan empat lubang di sebelah kanan dan lubang yang paling dekat satu sama lain dan di dekat salah satu tepi papan akrilik, ke arah Anda (seperti yang terlihat pada gambar terlampir).

Langkah 3: Memasang Arduino UNO atau Klon ke Platform Eksperimental

Papan Arduino UNO R3 memiliki empat lubang pemasangan. Spacer transparan ditempatkan di antara bagian bawah UNO R3 dan sisi atas papan akrilik. Bekerja pada papan percobaan pertama saya, saya membuat kesalahan dengan mengasumsikan bahwa spacer adalah ring yang harus ditempatkan di bawah papan Plexiglas untuk menahan mur di tempatnya - seharusnya tidak. Spacer diposisikan di bawah papan Arduino UNO, di sekitar sekrup setelah sekrup melewati lubang pemasangan UNO. Setelah melewati papan, sekrup melewati spacer dan kemudian melalui lubang di papan Plexiglas akrilik. Sekrup diakhiri oleh mur yang terlampir dalam paket kecil. Sekrup dan mur harus dikencangkan untuk memastikan Arduino tidak bergerak saat digunakan.

Saya merasa paling mudah untuk memulai dengan lubang terdekat dengan tombol reset (lihat foto) dan bekerja searah jarum jam di sekitar Arduino. UNO terpasang ke papan, seperti yang diharapkan, menggunakan satu sekrup pada satu waktu.

Anda memerlukan obeng kepala Phillips kecil untuk memutar sekrup. Saya menemukan soket untuk menahan mur cukup membantu, meskipun tidak perlu. Saya menggunakan driver yang dibuat oleh Wiha dan tersedia di Amazon [a Wiha (261) PHO x 50 dan Wiha (265) 4.0 x 60]. Namun, obeng Phillips kecil apa pun akan berfungsi tanpa masalah, dan seperti yang disebutkan sebelumnya, driver mur tidak terlalu diperlukan (meskipun itu membuat pemasangan lebih cepat, lebih mudah, dan lebih aman).

Langkah 4: Memasang Breadboard Setengah Ukuran, 400 Tie Points ke Platform Eksperimental

Bagian bawah papan tempat memotong roti berukuran setengah ditutupi dengan kertas yang ditekan ke bagian belakang perekat. Keluarkan kertas ini dan tekan papan tempat memotong roti, dengan lapisan perekat yang sekarang terbuka, ke platform eksperimental. Anda harus mencoba menempatkan satu sisi papan tempat memotong roti sejajar dengan sisi Arduino yang paling dekat dengannya. Cukup tekan sisi perekat dari papan tempat memotong roti ke papan akrilik.

Selanjutnya, balikkan platform dan pasang keempat kaki plastik yang disertakan di keempat sudut bagian bawah platform.

Apa pun platform eksperimental yang Anda gunakan, ketika Anda selesai, Anda harus memasang Arduino UNO R3 dan papan tempat memotong roti setengah ukuran, dan empat kaki di bagian bawah untuk memungkinkan platform dan papan tempat memotong roti ditempatkan pada permukaan datar tanpa merusak permukaan itu., sambil memberikan dukungan kuat kepada majelis

Langkah 5: Perisai LCD

Anda dapat menggunakan pelindung, seperti yang ditunjukkan sebelumnya dengan pin yang sudah disolder. Namun, pelindung seperti itu memiliki pin, bukan soket, sehingga kabel papan tempat memotong roti Dupont harus dipilih dengan tepat. Jika demikian, Anda hanya perlu memasangnya ke UNO. Saat memasang, pastikan Anda memasang pelindung dalam orientasi yang benar, dengan pin di setiap sisi pelindung sejajar dengan soket pada UNO.

Jika Anda menggunakan perisai, seperti yang saya gunakan di sini, tanpa pin yang sudah disolder di tempatnya. Sisihkan header perempuan dengan 5 dan 6 soket, masing-masing, untuk disolder ke pelindung. Soket header ini harus berada di sisi komponen pelindung saat Anda menyoldernya (lihat foto). Setelah header disolder di tempatnya, Anda dapat melanjutkan dengan cara yang mirip dengan pelindung yang dibeli dengan pin yang sudah disolder. Saya memilih untuk menggunakan kabel M-M Dupont sebagai lawan dari kabel M-F, karena saya biasanya lebih suka kabel M-M. Namun, Anda dapat memilih untuk menggunakan pin pada pelindung LCD dan bukan header perempuan, dalam hal ini Anda hanya perlu mengubah jenis kelamin di satu sisi kabel hookup Dupont.

Perisai apa pun yang Anda pilih untuk memulai, ketika Anda selesai, Anda harus memasang perisai di atas Arduino UNO. Baik perisai, yang memiliki pin pra-solder atau yang Anda solder sendiri dengan header wanita (atau header pria jika Anda memilih) menggunakan beberapa pin digital. Pin digital D0 hingga D3 dan D11 hingga D13 tidak digunakan oleh pelindung, tetapi tidak akan digunakan di sini. Soket analog A0 digunakan oleh pelindung untuk menampung hasil penekanan tombol. Dengan demikian, pin analog A1 hingga A5 bebas digunakan. Dalam proyek ini, agar tampilan LCD tidak terhalangi, saya hanya menggunakan soket analog dan tidak menggunakan input digital apa pun.

Saya merasa paling mudah menggunakan papan tempat memotong roti dengan header laki-laki untuk menahan header perempuan untuk menyolder (lihat foto).

Pin digital 10 digunakan untuk tampilan lampu latar LCD, dan kami akan menggunakannya dalam sketsa kami untuk mengontrol daya ke LCD saat tampilan tidak digunakan. Secara khusus, kami akan menggunakan tombol "KIRI" pada pelindung untuk mengaktifkan dan menonaktifkan lampu latar untuk menghemat daya saat layar tidak diperlukan.

Langkah 6: Menggunakan Sensor Kelembaban dan Suhu DHT22

Masukkan empat pin DHT22 ke dalam papan tempat memotong roti ukuran setengah, sehingga memasang sensor pada papan tempat memotong roti.

Saya memberi nomor pin DHT22 1 hingga 4 seperti yang ditunjukkan pada foto yang disertakan. Daya ke sensor disediakan melalui pin 1 dan 4. Secara khusus, pin 1 menyediakan daya +5v, dan pin 4 digunakan untuk ground. Pin 3 tidak digunakan, dan pin 2 digunakan untuk memberikan informasi yang diperlukan untuk tampilan kita.

Hubungkan tiga pin yang digunakan pada DHT22, menggunakan soket terkait pada papan tempat memotong roti, untuk terhubung ke pelindung, dan dengan demikian Arduino UNO sebagai berikut:

1) Pin 1 dari sensor masuk ke soket daya 5v pelindung, 2) Pin 4 sensor menuju ke salah satu konektor GND pelindung, 3) Pin 2 dari sensor, pin output data, menuju ke soket analog A1 (bandingkan ini dengan Instructable saya sebelumnya di mana ia pergi ke soket digital 2 pada pelindung). Saya menggunakan soket analog daripada soket digital di sini agar layar LCD tidak terhalang sama sekali. Penting untuk diingat bahwa semua pin analog juga dapat digunakan sebagai pin digital. Meskipun di sini A0 dicadangkan untuk tombol pelindung.

Sensor DHT22 hanya dapat memberikan informasi terupdate setiap 2 detik. Jadi, jika Anda memasang sensor lebih dari sekali setiap dua detik, seperti yang dapat terjadi di sini, Anda mungkin mendapatkan hasil yang sedikit ketinggalan zaman. Untuk rumah dan kantor, ini bukan masalah, terutama karena kelembaban dan suhu relatif ditampilkan sebagai bilangan bulat tanpa desimal.

Langkah 7: Menambahkan Jam Waktu Nyata (RTC)

Saya menggunakan sisi enam pin DS3231, meskipun hanya empat pin yang dibutuhkan. Ini untuk memberikan stabilitas lebih untuk RTC ini saat dicolokkan ke papan tempat memotong roti. Gambar terlampir menunjukkan baterai CR2032 yang perlu dicolokkan ke DS3231 RTC untuk memungkinkannya menyimpan informasi bahkan ketika dicabut dari sumber daya lain. Baik DS1307 dan DS3231 menerima baterai tombol gaya CR2031 yang sama.

Koneksi untuk DS3231 adalah sebagai berikut:

- GND pada DS3231 hingga GND pada pelindung LCD

- VCC pada DS3231 hingga 5V pada pelindung LCD

- SDA pada DS3231 hingga A4 pada pelindung LCD

- SCL pada DS3231 hingga A5 pada pelindung LCD

Ketika Anda selesai, Anda akan memiliki kabel Dupont yang terpasang di A1 (untuk DHT22) dan A4 dan A5 untuk pin SDA dan SCL dari RTC.

Saya juga menyertakan gambar DS1307 opsional yang menunjukkan pin yang perlu dihubungkan. Meskipun tidak dapat dibaca dari foto, IC kecil yang paling dekat dengan "lubang" yang tidak disolder adalah DS1307Z yaitu RTC. IC kecil lainnya yang dapat dilihat adalah EEPROM yang dapat digunakan untuk penyimpanan; itu tidak digunakan dalam sketsa di bawah ini.

Kedua RTC mengkonsumsi daya yang sangat kecil, dalam kisaran nanoamps, sehingga jam waktu nyata akan menyimpan informasi dan tidak kehabisan daya jika hanya menggunakan baterai internal. Mungkin yang terbaik adalah mengganti baterai tombol setiap tahun, meskipun pengurasan arus sangat rendah untuk kedua RTC sehingga mereka mungkin menahan daya selama beberapa tahun.

Langkah 8: Sketsa

Situs ini menghapus kurang dari dan lebih besar dari simbol dan teks di antara simbol-simbol ini. Jadi saya tidak lelah untuk memasukkan sketsa dalam teks di sini. Untuk melihat sketsa seperti yang tertulis, silakan unduh file teks terlampir. Detik tidak ditampilkan dalam sketsa, tetapi dikirim ke buffer tersembunyi pada LCD 1602 tepat di luar buffer tampilan. Jadi, jika detik adalah sesuatu yang ingin Anda tampilkan, gulir terus layar ke kiri lalu ke kanan.

Dalam sketsa saya menyertakan file header untuk DS3231, dan saya mendefinisikan objek tipe DS3231. Objek ini digunakan dalam sketsa untuk secara berkala mengambil informasi hari dalam seminggu, bulan, hari, dan waktu yang diperlukan. Informasi untuk hari dalam seminggu, bulan, dan hari dalam sebulan diberikan ke variabel char, dan kemudian hasil yang disimpan dalam variabel ini dicetak pada LCD. Waktu dicetak penuh, tetapi bagian waktu detik, seperti yang dibahas sebelumnya, dikirim ke buffer 24 karakter non-tampilan pada LCD 1602, hanya melewati karakter yang ditampilkan. Seperti disebutkan di atas, hanya jam dan menit yang ditampilkan dan detik disembunyikan di bagian awal buffer 24 karakter ini.

Lampu latar LCD dapat dinyalakan saat dibutuhkan, dan dimatikan jika tidak. Karena layar masih aktif bahkan dengan lampu latar mati, layar dapat dibaca dengan cahaya yang kuat meskipun mati. Artinya, lampu latar tidak perlu menyala untuk membaca informasi yang disajikan di LCD, yang terus diperbarui meskipun dimatikan.

Dalam sketsa, Anda akan melihat garis:

RTC.adjust(DateTime(2016, 07, 31, 19, 20, 00));

Ini menggunakan objek tipe RTC_DS1307 dan memungkinkan kita untuk dengan mudah mengatur tanggal dan waktu saat ini. Silakan masukkan tanggal dan waktu yang sesuai pada baris ini saat Anda menjalankan sketsa. Saya menemukan bahwa memasukkan satu menit melewati waktu saat ini, yang ditampilkan di komputer saya, menghasilkan perkiraan yang cukup dekat dengan waktu sebenarnya (dibutuhkan sedikit waktu untuk memproses sketsa, dan sekitar 10 detik tambahan untuk menjalankan sketsa).

Langkah 9: Menampilkan Proyek Rakitan

Saya memasang proyek rakitan saya pada dudukan kartu nama (lihat foto). Pemegang kartu nama tersedia di koleksi 'peluang dan akhir' saya. Karena saya memiliki banyak pemegang ini, saya menggunakan satu di sini. Namun, proyek rakitan dapat dengan mudah ditampilkan pada dudukan ponsel, dll. Dudukan apa pun yang mengambil proyek rakitan dari posisi datar ke sudut 30-60 derajat juga harus berfungsi.

Langkah 10: Setelah itu

Selamat, jika Anda mengikuti langkah-langkah di atas, Anda sekarang memiliki tampilan sendiri yang menunjukkan hari dalam seminggu, kalender, waktu, kelembaban relatif, dan suhu.

Jika Anda menemukan nilai yang dapat diinstruksikan ini, dan terutama jika Anda memiliki saran untuk perbaikan atau untuk meningkatkan pengetahuan saya di bidang ini, saya akan senang mendengar dari Anda. Anda dapat menghubungi saya di [email protected]. (silakan ganti 'i' kedua dengan 'e' untuk menghubungi saya.