محطة الطقس الرسومية: 7 خطوات (بالصور)

2024 مؤلف: John Day | [email protected]. آخر تعديل: 2024-01-30 07:38

هل تريد دائمًا الحصول على محطة طقس بيانية؟ ومع أجهزة استشعار دقيقة؟ ربما هذا المشروع هو شيء لك. مع محطة الطقس هذه يمكنك أن ترى ما "يفعل" الطقس. درجات الحرارة على سبيل المثال قد ترتفع أو تنخفض. من غير الممكن رؤية تاريخ درجة الحرارة من خلال مقياس حرارة عادي. مع محطة الطقس هذه ، لديك سجل مدته 26 ساعة ، معروضة بأكثر من 320 بكسل لشاشة TFT. كل 5 دقائق يضاف بكسل إلى الرسم البياني مما سيمكنك من معرفة ما إذا كان هناك اتجاه صعودي أو هبوطي. يتم ذلك لدرجات الحرارة والرطوبة وضغط الهواء وثاني أكسيد الكربون بألوان مختلفة. يتم تضمين درجة الحرارة الخارجية أيضًا لاسلكيًا. بهذه الطريقة يمكنك "توقع" الطقس بناءً على ما يفعله ضغط الهواء.

تحتوي محطات الطقس العادية على مستشعرات غير دقيقة. على سبيل المثال ، بالنسبة لدرجة الحرارة ، عادةً ما تكون دقة +/- 2 درجة. يتم استخدام أجهزة استشعار أكثر دقة لمحطة الطقس هذه. يتمتع مستشعر درجة الحرارة HDC1080 بدقة +/- 0.2 درجة وهو أفضل بكثير. نفس الشيء بالنسبة للرطوبة وضغط الهواء.

في الجزء العلوي من شاشة TFT ، يتم عرض قياسات المستشعرات وتحديثها كل 5 ثوانٍ. هذه القياسات متاحة أيضًا عبر RS232.

الخصائص الرئيسية:

• الرسوم البيانية بألوان مختلفة للتعرف على الاتجاهات
• حساسات دقيقة لدرجة الحرارة والرطوبة وضغط الهواء.
• تتم قراءة بيانات المعايرة في المصنع ودرجة حرارة المستشعر من المستشعرات حيثما أمكن وتطبيقها على الكود للحصول على أدق القياسات.
• درجات الحرارة متوفرة بالدرجات المئوية (افتراضي) أو فهرنهايت.
• درجة الحرارة الخارجية عبر وحدة لاسلكية (اختياري)
• واجهة RS232 للمراقبة عن بعد.
• تصميم صغير لطيف (حتى زوجتي تتحمله في غرفة المعيشة لدينا ؛-)

أتمنى أن تستمتعوا بفحص أحوال الطقس كما أفعل!

الخطوة 1: الأجزاء

1 × وحدة TFT مقاس 2.8 بوصة بدون لوحة اللمس ILI9341 محرك IC 240 (RGB) * واجهة 320 SPI

1 × Microchip 18f26k22 متحكم 28-PIN PDIP

1 × وحدة HDC1080 ، GY-213V-HDC1080 مستشعر رطوبة رقمي عالي الدقة مع مستشعر درجة الحرارة

1 × GY-63 MS5611 وحدة استشعار ارتفاع الغلاف الجوي عالية الدقة IIC / SPI

1 × MH-Z19 مستشعر ثاني أكسيد الكربون بالأشعة تحت الحمراء لرصد ثاني أكسيد الكربون

1 × (اختياري) وحدات لاسلكية NRF24L01 + PA + LNA (مع هوائي)

1 × 5 فولت إلى 3.3 فولت DC-DC تنحى وحدة إمداد الطاقة باك AMS1117 800MA

1 × مكثف سيراميك 100nF

2 × لوح أكريليك 6 * 12 سم سمك 5 مم أو 100 * 100 مم سماكة 2 مم

1 × موصل USB الصغير 5pin مقعد جاك المصغّر usb DIP4 أرجل أربعة أرجل إدراج لوحة مقعد موصل USB صغير

1 × أسود عالمي هاتف أندرويد مايكرو USB الاتحاد الأوروبي التوصيل السفر محول شاحن حائط AC لهواتف أندرويد

1 × ثنائي الفينيل متعدد الكلور على الوجهين.

بعض الفواصل / البراغي من النايلون M3

-

لدرجة الحرارة الخارجية (اختياري)

1 × Microchip 16f886 متحكم 28-pin PDIP

1 × مقاوم للماء DS18b20 درجة حرارة مسبار مستشعر درجة الحرارة حزمة الفولاذ المقاوم للصدأ-سلك 100 سم

1 × 4k7 المقاوم

1 × NRF24L01 + وحدة لاسلكية

1 × مكثف سيراميك 100nF

1 × النموذج الأولي PCB اللوح

1 × 85x58x33 مللي متر غطاء شفاف مقاوم للماء البلاستيك صندوق مشروع الكابلات الإلكترونية صندوق الضميمة

1 × البلاستيك حالة البطارية حامل صندوق تخزين مع الأسلاك يؤدي ل 2 X AA 3.0V 2AA

عدد 2 بطارية AA

الخطوة 2: ثنائي الفينيل متعدد الكلور

لقد استخدمت ثنائي الفينيل متعدد الكلور على الوجهين لهذا المشروع. ملفات جربر متاحة. يناسب PCB الجزء الخلفي من شاشة TFT. يتم تركيب مستشعر درجة الحرارة في الخلف لمنع التسخين من الدائرة. قم بتوصيل NRF24L01 + بالطريقة التالية بالميكروكونترولر:

دبوس 2 - CSN لـ NRF24L01 +

دبوس 8 - GND من NRF24L01 +

دبوس 9 - CE لـ NRF24L01 +

دبوس 22 - SCK لـ NRF24L01 +

دبوس 23 - MISO من NRF24L01 +

دبوس 24 - MOSI لـ NRF24L01 +

دبوس 20 - VCC من NRF24L01 +

n.c - IRQ لـ NRF24L01 +

الخطوة 3: درجة الحرارة الخارجية

يتم استخدام متحكم 16f886 لقراءة مستشعر درجة الحرارة DS18B20 كل 5 دقائق. تنتقل درجة الحرارة هذه عبر الوحدة اللاسلكية NRF24L01 +. نموذج أولي للوح ثنائي الفينيل متعدد الكلور كافٍ هنا. استخدم تكوين دبوس وحدة التحكم الدقيقة التالية:

دبوس 2 - CSN لـ NRF24L01 +

دبوس 8 - GND

دبوس 9 - CE لـ NRF24L01 +

دبوس 14 - SCK لـ NRF24L01 +

دبوس 15 - MISO من NRF24L01 +

دبوس 16 - MOSI لـ NRF24L01 +

دبوس 20 - +3 فولت من بطاريات AA

دبوس 21 - IRQ لـ NRF24L01 +

دبوس 22 - بيانات DS18B20 (استخدم المقاوم 4k7 كسحب)

الخطوة 4: خرج RS232

يتم توفير القياسات كل 5 ثوانٍ عبر RS232 عند الطرف 27 (9600 باود). يمكنك توصيل هذه الواجهة بجهاز الكمبيوتر الخاص بك واستخدام برنامج طرفي (مثل المعجون) للحصول على البيانات. يسمح لك باستخدام القياسات لأغراض أخرى.

الخطوة 5: الكود

تستخدم المستشعرات المستخدمة في هذا المشروع واجهات مختلفة من متحكم 18f26k22. هكذا هي أول واجهة تسلسلية يستخدمها مستشعر MH-Z19 CO2. تم تعيين هذه الواجهة على 9600 باود. يتم استخدام الواجهة التسلسلية الثانية لهذا المتحكم الدقيق لتوفير قياسات المستشعر عند الطرف 27 كل 5 ثوانٍ حتى تتمكن من توصيله بجهاز الكمبيوتر الخاص بك (تم ضبطه أيضًا على 9600 باود). يعمل مستشعر درجة الحرارة / الرطوبة HDC1080 ومستشعر ضغط الهواء MS5611 على واجهة i2c. تعمل شاشة TFT والوحدة اللاسلكية NRF24L01 + على نفس واجهة SPI التي تم تكوينها بسرعة 8 ميجا هرتز. تم ضبط المتحكم 18f26k22 نفسه على 64 ميجا هرتز. بشكل افتراضي ، تكون درجات الحرارة بالدرجة المئوية. من خلال توصيل دبوس 21 بالأرض تحصل على درجات الحرارة بالفهرنهايت. بفضل Achim Döbler على مكتبته الرسومية µGUI و Harry W (1and0) لحل 64 بت.

يستخدم الميكروكونترولر 16f886 لقياس درجة الحرارة الخارجية. يتم قراءة مستشعر درجة الحرارة DS18B20 كل 5 دقائق (يتم استخدام بروتوكول السلك الواحد هنا) ويتم نقله مع واجهة SPI عبر الوحدة اللاسلكية NRF24L01 +. معظم الوقت يكون هذا المتحكم الدقيق في وضع الطاقة المنخفضة لتوفير البطاريات. بالطبع يتم دعم درجات الحرارة السلبية. إذا لم يتم استخدام ميزة درجة الحرارة الخارجية ، فلن تظهر على شاشة TFT ، لذا فهي اختيارية.

لبرمجة متحكمات 18f26k22 و 16f886 تحتاج إلى مبرمج pickit3. يمكنك استخدام برنامج برمجة Microchip IPE المجاني (لا تنسَ ضبط VDD على 3.0 فولت وتحقق من مربع الاختيار "Power Target Circuit from Tool" في "خيارات ICSP" في قائمة "Power").

الخطوة 6: Timelaps Impression

انطباع زمني حول كيف تبدو حوالي 15 ساعة من مراقبة الطقس. الضباب الأبيض على الشاشة ليس موجودًا في الواقع.

• باللون الأحمر درجة الحرارة الداخلية
• درجة الحرارة الخارجية باللون البرتقالي
• الرطوبة باللون الأزرق
• ضغط الهواء باللون الأخضر
• باللون الأصفر CO2

الخطوة 7: استمتع

استمتع بهذا المشروع !!

لكن من حيث المبدأ ، من الخطأ تمامًا محاولة تأسيس نظرية حول المقادير التي يمكن ملاحظتها وحدها. في الواقع ، يحدث العكس تمامًا. إنها النظرية التي تقرر ما يمكننا ملاحظته.

~ ألبرت أينشتاين في الفيزياء وما بعده من Werner Heisenberg p. 63