Stasiun Cuaca Grafis: 7 Langkah (dengan Gambar)

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Terakhir diubah: 2024-01-30 09:56

Selalu ingin memiliki stasiun cuaca grafis? Dan dengan sensor yang akurat? Mungkin proyek ini cocok untuk Anda. Dengan stasiun cuaca ini Anda dapat melihat apa yang "dilakukan" oleh cuaca. Suhu misalnya mungkin naik atau turun. Dari termometer normal tidak mungkin untuk melihat riwayat suhu. Dengan stasiun cuaca ini Anda memiliki riwayat 26 jam, ditampilkan lebih dari 320 piksel layar TFT. Setiap 5 menit, sebuah piksel ditambahkan ke grafik yang memungkinkan Anda untuk melihat apakah ia memiliki tren naik atau turun. Ini dilakukan untuk suhu, kelembaban, tekanan udara dan CO2 dalam warna yang berbeda. Suhu luar juga termasuk nirkabel. Dengan cara ini Anda dapat "memprediksi" cuaca berdasarkan apa yang dilakukan oleh tekanan udara.

Stasiun cuaca normal memang memiliki sensor yang beberapa tidak akurat. Misalnya, untuk suhu mereka biasanya memiliki akurasi +/- 2 derajat. Untuk stasiun cuaca ini sensor yang lebih akurat digunakan. Sensor suhu HDC1080 memang memiliki akurasi +/- 0,2 derajat yang jauh lebih baik. Hal yang sama untuk kelembaban dan tekanan udara.

Di bagian atas layar TFT, pengukuran sensor ditampilkan dan disegarkan setiap 5 detik. Pengukuran ini juga tersedia melalui RS232.

Fitur utama:

• Grafik dalam berbagai warna untuk mengenali tren
• Sensor yang akurat untuk suhu, kelembaban dan tekanan udara.
• Data kalibrasi pabrik dan suhu sensor dibaca dari sensor jika memungkinkan dan diterapkan ke kode untuk mendapatkan pengukuran yang paling akurat.
• Suhu tersedia dalam Celcius (default) atau Fahrenheit.
• Suhu luar melalui modul nirkabel (opsional)
• Antarmuka RS232 untuk pemantauan jarak jauh.
• Desain kecil yang bagus (bahkan istri saya mentolerirnya di ruang tamu kami;-)

Saya harap Anda akan menikmati memeriksa kondisi cuaca sama seperti saya!

Langkah 1: Bagian

1 x Modul TFT 2,8 inci tanpa Panel Sentuh ILI9341 Drive IC 240 (RGB) * 320 Antarmuka SPI

1 x Microchip 18f26k22 mikrokontroler 28-PIN PDIP

1 x modul HDC1080, GY-213V-HDC1080 Sensor Kelembaban Digital Akurasi Tinggi dengan Sensor Suhu

1 x GY-63 MS5611 Resolusi Tinggi Modul Sensor Ketinggian Atmosfer IIC / SPI

1 x sensor co2 inframerah MH-Z19 untuk monitor co2

1 x (opsional) modul nirkabel NRF24L01+PA+LNA (dengan antena)

1 x 5V Ke 3.3V DC-DC Step Down Power Supply Buck Module AMS1117 800MA

1 x Kapasitor keramik 100nF

2 x Papan Akrilik 6*12cm ketebalan 5mm atau 100*100mm ketebalan 2mm

1 x konektor Micro USB 5pin kursi Jack Micro usb DIP4 kaki Empat kaki Memasukkan pelat kursi konektor mini usb

1 x Hitam Universal Ponsel Android Micro USB EU Plug Travel AC Wall Charger Adapter Untuk Ponsel Android

1 x PCB dua sisi.

Beberapa spacer/sekrup nilon M3

-

Untuk suhu luar (opsional)

1 x Microchip 16f886 mikrokontroler 28-pin PDIP

1 x Tahan Air DS18b20 sensor suhu probe suhu Paket baja tahan karat -100cm kawat

1 x 4k7 resistor

1 x NRF24L01+ Modul Nirkabel

1 x Kapasitor keramik 100nF

1 x Papan tempat memotong roti PCB Prototipe

1x85x58x33mm Waterproof Clear Cover Plastik Kabel Elektronik Proyek Kotak Enclosure Case

1 x Pemegang Kotak Penyimpanan Kotak Baterai Plastik dengan Kawat Lead untuk 2 X AA 3.0V 2AA

2x baterai AA

Langkah 2: PCB

Saya menggunakan PCB dua sisi untuk proyek ini. File Gerber tersedia. PCB ini pas di bagian belakang layar TFT. Sensor suhu dipasang di bagian belakang untuk mencegah pemanasan dari sirkuit. Hubungkan NRF24L01+ dengan cara berikut ke mikrokontroler:

pin 2 - CSN dari NRF24L01+

pin 8 – GND dari NRF24L01+

pin 9 - CE dari NRF24L01+

pin 22 - SCK dari NRF24L01+

pin 23 - MISO dari NRF24L01+

pin 24 - MOSI dari NRF24L01+

pin 20 – VCC dari NRF24L01+

n.c - IRQ dari NRF24L01+

Langkah 3: Suhu Luar

Mikrokontroler 16f886 digunakan untuk membaca sensor suhu DS18B20 setiap 5 menit. Suhu ini ditransmisikan melalui modul nirkabel NRF24L01+. Prototipe papan tempat memotong roti PCB sudah cukup di sini. Gunakan konfigurasi pin mikrokontroler berikut:

pin 2 - CSN dari NRF24L01+

pin 8 - GND

pin 9 - CE dari NRF24L01+

pin 14 - SCK dari NRF24L01+

pin 15 - MISO dari NRF24L01+

pin 16 - MOSI dari NRF24L01+

pin 20 - +3 volt baterai AA

pin 21 - IRQ dari NRF24L01+

pin 22 - data DS18B20 (gunakan resistor 4k7 sebagai pull up)

Langkah 4: Output RS232

Setiap 5 detik pengukuran disediakan melalui RS232 pada pin 27 (9600 baud). Anda dapat menghubungkan antarmuka ini ke komputer Anda dan menggunakan program terminal (misalnya Putty) untuk mendapatkan data. Ini memungkinkan Anda untuk menggunakan pengukuran untuk tujuan lain.

Langkah 5: Kode

Sensor yang digunakan dalam proyek ini menggunakan antarmuka yang berbeda dari mikrokontroler 18f26k22. Begitu juga antarmuka serial pertama yang digunakan oleh sensor CO2 MH-Z19. Antarmuka ini diatur ke 9600 baud. Antarmuka serial kedua mikrokontroler ini digunakan untuk menyediakan pengukuran sensor pada pin 27 setiap 5 detik sehingga Anda dapat menghubungkannya ke komputer Anda (juga disetel pada 9600 baud). Sensor suhu/kelembaban HDC1080 dan sensor tekanan udara MS5611 beroperasi pada antarmuka i2c. Layar TFT dan modul nirkabel NRF24L01+ beroperasi pada antarmuka SPI yang sama yang dikonfigurasi pada 8 Mhz. Mikrokontroler 18f26k22 sendiri diatur ke 64 Mhz. Secara default, suhu dalam Celcius. Dengan menghubungkan pin 21 ke ground, Anda mendapatkan suhu dalam Fahrenheit. Terima kasih kepada Achim Döbler untuk perpustakaan grafis GUI-nya dan Harry W (1and0) untuk solusi 64bitnya.

Mikrokontroler 16f886 digunakan untuk mengukur suhu luar. Sensor suhu DS18B20 dibaca setiap 5 menit (protokol satu kabel digunakan di sini) dan ditransmisikan dengan antarmuka SPI melalui modul nirkabel NRF24L01+. Sebagian besar waktu mikrokontroler ini dalam mode daya rendah untuk menghemat baterai. Tentu saja suhu negatif juga didukung. Jika fitur suhu luar ini tidak digunakan maka tidak akan muncul di layar TFT sehingga bersifat opsional.

Untuk memprogram mikrokontroler 18f26k22 dan 16f886, Anda memerlukan pemrogram pickit3. Anda dapat menggunakan perangkat lunak pemrograman Microchip IPE gratis (jangan lupa untuk mengatur VDD ke 3,0 volt dan centang kotak "Sirkuit Target Daya dari Alat" di "Opsi ICSP" di menu "Daya").

Langkah 6: Kesan Timelaps

Kesan timelaps tentang bagaimana pemantauan cuaca selama 15 jam. Kabut putih di layar sebenarnya tidak ada.

• Merah suhu dalam
• Dalam oranye suhu luar
• Kelembaban biru
• Di hijau tekanan udara
• Warna kuning co2

Langkah 7: Nikmati

Nikmati proyek ini !!

Tetapi pada prinsipnya, sangat salah untuk mencoba menemukan teori tentang besaran yang dapat diamati saja. Pada kenyataannya yang terjadi justru sebaliknya. Ini adalah teori yang memutuskan apa yang bisa kita amati.

~ Albert Einstein dalam Fisika dan Lebih Jauh dari Werner Heisenberg hal. 63