محطة طقس مع متحكم Atmega328P-PU: 5 خطوات

2024 مؤلف: John Day | [email protected]. آخر تعديل: 2024-01-30 07:37

حصلت مؤخرًا على دورة تدريبية مجانية عبر الإنترنت مع edx (تأسست من قبل جامعة هارفارد ومعهد ماساتشوستس للتكنولوجيا في عام 2012 ، تعد edX وجهة تعليمية عبر الإنترنت ومزود MOOC ، وتقدم دورات عالية الجودة من أفضل الجامعات والمؤسسات في العالم للمتعلمين في كل مكان) ، مع العنوان: الأرصاد الجوية في الفناء الخلفي: علم الطقس ، وكان مفيدًا للغاية وأنا أوصي به لجميع الأشخاص المهتمين بالأرصاد الجوية للهواة ، في المحاضرة الأولى أو الثانية ، أوصى الأستاذ جون إدوارد هوث- المدرب- بشراء محطة طقس يمكنها القياس ارتفاع الموقع الجغرافي وضغط الهواء البارومتري ، فكرت بدلاً من شراء مقياس ضغط جوي أو محطة طقس أفضل فكرة هي صنع واحد بأرخص المكونات المتوفرة حولي وفي صندوق البريد غير المرغوب فيه ، أجريت بحثًا على الويب ، ووجدت بعض المشاريع ، بعضها في موقع تعليمي ، كانت مشكلتي هي استخدام متحكم دقيق ليس Arduino أو Raspberry pi والذي كان وما زال أكثر تكلفة ، سعر AtmegaP-PU ، Arduino Uno و Reaspberry Pi zero - أرخص Pi- هي: 4 دولارات و 12 دولارًا و 21 دولارًا ، لذا فإن AtmegaP-PU هو الأرخص. المستشعرات التي استخدمتها في هذا المشروع هي DHT22 (مستشعر قياس درجة الحرارة والرطوبة الرقمي) الذي يكلف حوالي 8 دولارات - وهذا أكثر دقة من مستشعر DHT11 ، كما أنني استخدمت BMP180 درجة الحرارة الضغط الجوي ومستشعر وحدة الارتفاع ، وهو 6 دولارات ولقد استفدت من الإضاءة الخلفية الخضراء لوحدة عرض شاشة LCD من Nokia 5110 مع محول PCB لـ Arduino ، والذي يبلغ 5 دولارات فقط ، لذلك بميزانية تبلغ 23 دولارًا وبعض الأسلاك وأجزاء أخرى من صندوق البريد غير الهام الخاص بي ، يمكنني إنشاء محطة الطقس الرائعة هذه والتي سأشرح لك في الفقرات التالية.

الخطوة 1: الخطوة 1: التصميم ومخطط الدائرة

نظرًا لأن هدفي كان قياس درجة الحرارة والرطوبة النسبية والضغط الجوي والارتفاع ، فإن المستشعرات التي يجب أن أستخدمها هي DHT22 و BMP180 ، أستخدم DHT22 لقياس درجة الحرارة والرطوبة النسبية و BMP180 للضغط الجوي والارتفاع ، على الرغم من يمكن لـ BMP180 قياس درجة الحرارة أيضًا ، لكن درجة الحرارة المقاسة بواسطة DHT22 أكثر دقة من مستشعر BMP180. و Nokia 5110 لعرض القيم المقاسة وكما أوضحت في المقدمة ، Atmega328P-PU كمتحكم دقيق ، يمكنك رؤية تصميم النظام ومخطط الدائرة في الشكل أعلاه.

الخطوة 2: الخطوة 2: الأدوات المطلوبة

الأدوات المطلوبة موضحة في الأشكال أعلاه وهي كالتالي:

1- الأدوات الميكانيكية:

1-1- منشار يدوي

1-2- مثقاب صغير

1-3- القاطع

1-4-سلك متجرد

1-5- مفك برغي

1-6-لحام الحديد

2-أدوات الإلكترونيات:

2-1 متعدد

2-2-امدادات الطاقة ، انظر التعليمات الخاصة بي لصنع واحدة صغيرة:

2-3 لوح خبز

2-4-اردوينو أونو

الخطوة 3: الخطوة 3: المكونات والمواد المطلوبة

1- المواد الميكانيكية:

1-1 غلاف في هذا المشروع لقد استخدمت الحالة الموضحة أعلاه ، والتي صنعتها لمشاريعي السابقة (يرجى الرجوع إلى: https://www.instructables.com/id/A-Hand-Held-Therm …

2-المكونات الإلكترونية:

2-1-ATMEGA328P-PU: https://www.amazon.com/Atmel-Semicondu-ATMEGA328P- …

2-2- شاشة LCD رسومية 84x48 - Nokia 5110:

2-3- 16 ميجا هرتز كريستال + 20pF المكثفات:

2-4- BMP180 الضغط الجوي ومستشعر درجة الحرارة والارتفاع:

2-5- DHT22 / AM2302 مستشعر درجة الحرارة والرطوبة الرقمي:

2-6- سلك العبور:

2-7- بطارية 9 فولت قابلة لإعادة الشحن: https://www.amazon.com/Energizer-Rechargeable-volt …

2-8-LM317 منظم خطي بجهد خرج متغير:

الخطوة 4: الخطوة 4: برمجة ATMEGA328P-PU

أولاً ، يجب كتابة مخطط Arduino ، لقد استخدمت تلك الموجودة في مواقع مختلفة وقمت بتعديله مع مشروعي ، حتى تتمكن من تنزيله إذا كنت ترغب في استخدامه ، بالنسبة للمكتبات ذات الصلة ، يمكنك استخدام المواقع ذات الصلة خاصة github.com ، بعض عناوين المكتبات كالتالي:

نوكيا 5110:

BMP180:

ثانيًا ، يجب تحميل البرنامج أعلاه إلى ATMEGA328P-PU ، إذا تم شراء هذا المتحكم الدقيق باستخدام أداة تحميل التشغيل ، فلا داعي لتحميل برنامج محمل الإقلاع فيه ، ولكن إذا لم يتم تحميل متحكم ATMEGAP-PU مع أداة تحميل التشغيل ، فيجب علينا قم بذلك في الوقت المناسب ، وهناك الكثير من التعليمات لاستخدامها في مثل هذا الإجراء ، يمكنك أيضًا استخدام موقع Arduino: https://www.arduino.cc/en/Tutorial/ArduinoToBreadb… ، ومرشدات مثل: https:// www.instructables.com / id / burn-atmega328 …

ثالثًا ، بعد الانتهاء من تحميل أداة تحميل الإقلاع إلى ATMEGA328P-PU ، يجب أن تبدأ في تحميل المخطط الرئيسي إلى وحدة التحكم الدقيقة ، الطريقة مكتوبة في موقع Arduino ، كما هو مذكور أعلاه ، يجب استخدام بلورة 16 ميجا هرتز كما هو موضح في ذلك الموقع ، دائرتي مبينة أعلاه.

الخطوة 5: الخطوة 5: عمل المشروع

من أجل إنشاء المشروع ، يجب عليك اختبار الدائرة على لوحة توصيل ، لذا استخدم لوح توصيل وأسلاك توصيل كما هو موضح في الشكل واختبر المشروع لرؤية الشاشة ، إذا رأيت ما تريد قياسه على NOKIA 5110 عرض ، فهذا هو الوقت المناسب لاتباع بقية إجراءات إنشاء محطة الطقس ، إذا لم يكن الأمر كذلك ، عليك معرفة المشكلة التي هي إما البرامج أو الأجهزة ، وعادة ما يكون ذلك بسبب التوصيلات السيئة أو الخاطئة لأسلاك العبور ، اتبع مخطط الدائرة في أقرب وقت ممكن.

الخطوة التالية هي إنشاء المشروع ، لذلك من أجل إجراء اتصال دائم للميكروكونترولر ، عليك استخدام مقبس IC ولحام جزء صغير من الأداء. لوح وقطعتان من رأس الدبوس الأنثوي كما هو موضح في الصور أعلاه ، نظرًا للعديد من دبابيس مقبس IC التي تبلغ 28 ونهاية رؤوس الدبوس وهي 14 + 14 ، لذلك يجب عليك لحام 56 جنديًا ويجب عليك اختبار كل هؤلاء اللحام نقاط الاتصال الصحيح وعدم توصيل النقاط المجاورة ، قبل التأكد من الأداء الصحيح لتلك القطعة ، لا تشرع في استخدامها لإدخال وحدة التحكم الدقيقة. إذا سارت الأمور على ما يرام ، فعليك الآن متابعة تثبيت الأجزاء التالية.

شيء مهم آخر يجب مراعاته هو حقيقة أن المكونات تحتاج إلى 5 فولت للعمل ولكن الضوء الخلفي لشاشة NOKIA 5110 يحتاج إلى 3.3 فولت ، إذا كنت تستخدم 5 فولت للإضاءة الخلفية ، فقد يؤثر ذلك بشكل سيء على العمر الافتراضي للشاشة ، لذا فقد استخدمت منظمين خطيين LM317 بجهد خرج متغير ، وقمت بتعديل أحدهما لإخراج 5 فولت والآخر لإخراج 3.3 فولت ، في الواقع لقد صنعت واحدًا بإخراج 5 فولت بنفسي واشتريت آخر بإخراج 3.3 فولت. الآن هو الوقت المناسب لتثبيت المكونات في الغلاف ، يمكنك رؤية الصور ، يجب أن يكون مستشعر DHT22 ثابتًا بطريقة تجعل وجه الإدخال خارج العلبة لاستشعار درجة الحرارة والرطوبة النسبية ، ولكن الضغط الجوي BMP180 ، مستشعر درجة الحرارة والارتفاع ، يمكن أن يكون داخل الغلاف ولكن يجب حفر ثقوب كافية على الغلاف لجعله ملامسًا للهواء الخارجي ، كما ترون في الصور أعلاه. نقطة أخرى مهمة هي تقديم أداء صغير. لوحة ، يمكنك رؤيتها على الصور ، وإنشاء صفين من رؤوس الدبوس الأنثوية ، أحدهما للأرض أو التوصيلات السلبية والآخر لمخرجات موجبة 5 فولت.

الآن ، حان الوقت لتوصيل الأسلاك بالمكونات والتجمعات ، قم بتوصيل جميع الأسلاك وفقًا لمخطط الدائرة وتأكد من عدم ترك أي شيء ، وإلا فستكون هناك مشكلة في النتيجة النهائية.