Trạm thời tiết ngoại tuyến Arduino: 18 bước (có hình ảnh)

2025 Tác giả: John Day | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2025-01-13 06:58

Tóm lược

Vài lần gần đây nhất khi tôi mua nhiệt kế, tôi thấy rằng hầu như luôn có sự khác biệt trong các giá trị. Nhiệm vụ của tôi là theo dõi nhiệt độ và độ ẩm bên trong phòng của con tôi. Ngoài ra, có vấn đề khi đọc các giá trị từ phạm vi 2-3 mét trên hầu hết các nhiệt kế và tôi cần đứng lên để xem giá trị nhiệt độ, vấn đề mà tôi gặp phải với hầu hết các nhiệt kế là ánh sáng. Vấn đề khác là tôi không thể nhìn thấy giá trị nhiệt độ vì nó không có đèn nền để tiết kiệm năng lượng. Tôi không muốn tiết kiệm năng lượng, tôi chỉ cần dự trữ năng lượng vài giờ để thiết bị này hoạt động nếu dòng năng lượng chính bị ngắt.

Vì vậy, tôi nảy ra một ý tưởng:

- Để tạo ra nhiệt kế có khả năng thay đổi giá trị nhiệt độ.

- Có thể có đèn nền và Màu sắc. - Để kết hợp tất cả những thứ mà nhiệt kế thông thường có: (RTC, Pin, Tối thiểu tối đa, v.v.) - Và để có các tính năng bổ sung như Mùa và Ngày lễ

Vì vậy, tôi đã bắt đầu dự án trước 1 năm. Phần phần mềm tôi mất vài tháng để hoàn thành. Tôi đã tạo một số phiên bản của phần mềm và 2 tuần qua tôi đã hoàn thành dự án.

Thông tin phần mềm thiết bị

Mã Arduino và các thư viện:

Mã cũng được tải lên trên bước Mã.

https://github.com/stlevkov/KT2_144

https://github.com/stlevkov/Arduino-Libraries

Tính năng thiết bị

• Trang khởi động - hiển thị Ngày và Giờ của lần tải lên phần sụn gần đây nhất.
• Trang chủ - hiển thị Thời gian, Ngày tháng, Biểu tượng Pin, Biểu tượng Nhiệt độ, Giá trị Nhiệt độ, Giá trị Độ ẩm, Tmax, Tmin, Mùa, Ngày lễ, Chỉ báo USB khi được cắm vào.
• Trang Menu - với các menu Nhiệt độ, Đồng hồ, Pin, Giới thiệu, Quay lại
• Temp Page - cho phép hiệu chỉnh Cảm biến DHT
• Trang Đồng hồ - cho phép chỉnh sửa Ngày và Giờ
• Trang Pin - hiển thị thông tin Pin,% phần trăm, điện áp mV, trạng thái sạc
• Giới thiệu về Trang - hiển thị thông tin cho tác giả
• Chức năng quay lại để thoát khỏi menu
• Tấm trong suốt
• RTC tuổi thọ cao
• Pin Lithium - lên đến ~ 9 giờ (450mAh)
• Chỉ báo Pin yếu - hiển thị biểu tượng màu đỏ ~ còn lại 5 phút.
• Các màu khác nhau cho nhiệt độ - Thấp, Trung bình, Cao
• Thông báo về các kỳ nghỉ và mùa
• Ổ cắm có thể lập trình - ở phía sau
• Giao diện người dùng - sử dụng Bộ mã hóa quay

Mặt sau với bảng sẽ không được che, vì tôi muốn bé nhìn và chạm vào bảng, trong khi thiết bị không được bật nguồn. Bạn có thể tạo một số loại bìa cho mặt sau của bảng.

Bước 1: Phác thảo thiết bị, vẽ ý tưởng đơn giản

Quyết định những gì cần có - bao nhiêu trang, menu, cách thay đổi menu và các trang.

Nếu bạn có ý tưởng khác, bạn có thể thay đổi nó bằng mã arduino.

Quyết định hình thức bạn muốn và những gì có thể được thực hiện dễ dàng. Đầu tiên tôi chọn in 3D, nhưng sau đó quyết định sử dụng vật liệu đơn giản.

Ý tưởng là có các bức tường trong suốt ở trên và dưới, bạn cũng có thể tạo ra nhiều hộp nhỏ hơn.

Vì vậy, các bộ phận chính của hộp là:

1. Mặt trước - với Màn hình và Bộ mã hóa quay
2. Đúng - với mô-đun RTC
3. Trái - với Mô-đun DHT
4. Quay lại - với mặt ngoài của bảng
5. Trên cùng - Trong suốt với Pin 3.7V và công tắc BẬT / TẮT Trượt
6. Dưới cùng - Trong suốt

Bước 2: Chọn các thành phần phù hợp

1. TP4056 Bộ sạc Micro USB 5V 1A 18650 Bảng sạc pin Lithium - Ebay
2. 1.44 "128x128 SPI Mô-đun hiển thị LCD 65K TFT đầy đủ màu sắc ST7735 - Ebay
3. Mô-đun mã hóa quay KY-040 cho Arduino - Ebay
4. Cảm biến nhiệt độ và độ ẩm kỹ thuật số DHT22 AM2302 - Ebay
5. Mô-đun RTC I2C tí hon 24C32 Bộ nhớ DS1307 Bảng mô-đun RTC đồng hồ thời gian thực - Ebay
6. Bảng điều khiển Micro Pro ATmega328P 16MHz Arduino Pro Mini Module - Ebay
7. Pin sạc Lipo 3.7V 450mAh - Ebay

8. 6 chân 2 vị trí Công tắc trượt mini DPDT Bật / Mở - Ebay

9. Pin đồng xu nút bấm CR2032 CR 2032 3V - Ebay
10. 10x22cm Nguyên mẫu hàn Bảng đồng PCB một mặt Phổ thông - Ebay
11. Nam & Nữ Ổ cắm đầu 40pin 2,54mm Dải một hàng - Ebay

Bước 3: Chuẩn bị sơ đồ nối dây

Biểu đồ cho thấy kết nối của các cảm biến tương tự, trong khi Màn hình gần như giống nhau.

Để biết cách sử dụng mã pin thích hợp, hãy xem mã Arduino trong bước Mã.

Tải xuống tệp fritzing để biết thêm chi tiết về sơ đồ chân. Di chuột các điểm từ sơ đồ để xem các chân chính xác của các mô-đun.

Bước 4: Thông tin bổ sung trước khi bắt đầu - Mức tiêu thụ nguồn

Dự án sử dụng pin 450mAh, nhưng bạn có thể sử dụng lớn hơn. Chỉ cần xem xét mức tiêu thụ điện năng để chọn và tính toán pin phù hợp cho việc sử dụng theo giờ cụ thể. Khi sử dụng 450mAh, máy có thể chạy khoảng. 9 tiếng.

Khi không hoạt động, thiết bị đang chạy với khoảng 0,102A - Không có tối ưu hóa tiết kiệm năng lượng nào được thực hiện ở đây

Khi nhấn nút, dòng điện cao được áp dụng và nó ở khoảng 0,177A.

Bước 5: Kết nối màn hình

Màn hình đang sử dụng SPI để kết nối.

Có thư viện adafruit cho trình điều khiển ST7735 này.

Bước 6: Kết nối Mô-đun RTC

Tạo sửa đổi PCB Để sử dụng Pin CR2032.

• Xóa D1
• Loại bỏ R4
• Loại bỏ R5
• Loại bỏ R6
• R6 ngắn

Thông tin thêm về sửa đổi này được tìm thấy ở đây.

Bước 7: Gắn tường trước với màn hình, RTC, pin, bộ mã hóa quay

Nếu bạn muốn khởi động thiết bị, chỉ cần tải mã lên từ bước Mã và làm theo các bước khác trong khi thay đổi và gắn các bộ phận mới.

Bước 8: Chuẩn bị tường trong suốt

Tôi sử dụng plexi 3mm. Bạn có thể sử dụng vật liệu trong suốt tương tự. Tôi chỉ sử dụng một cho phía dưới cùng.

Bước 9: Tạo Tường bên phải

Tạo bức tường bên phải. Sử dụng kích thước CR2032 cho lỗ.

Bước 10: Tạo Tường bên trái

Tạo bức tường bên trái. Sử dụng kích thước của Mô-đun DHT cho lỗ.

Bước 11: Tạo Ổ cắm với Bảng mạch Đa năng và Đường ray, Kết nối RTC, Bộ mã hóa, Hiển thị và Hiển thị

Kết nối và hàn tất cả các chân theo sơ đồ dây. Bạn có thể sử dụng Arduino UNO với bản phác thảo trống được cài đặt để lập trình Arduino Mini. Ghim cần thiết:

• VCC 5V
• GND
• RX
• TX
• CÀI LẠI

Đừng quên rút pin 3.7V ở bước này nếu bạn tải lên bản phác thảo trước khi hoàn thành các bộ phận.

Bước 12: Bật nguồn trước khi tiếp tục

Lúc này, bạn đã có thể bật nguồn thiết bị và sử dụng tất cả các chức năng.

Sử dụng bản xem trước Video để xem phần mềm trên phiên bản 1.1 là gì. Ngoài ra, có liên kết github trong bước tóm tắt để xem bản cập nhật mới nhất.

Bật nguồn thiết bị trước khi tiếp tục các bước khác trước khi đóng nắp trên, đảm bảo thiết bị hoạt động bình thường.

Bước 13: Thêm TP4056 và pin, hàn công tắc trượt, thêm dây sạc vào chân 5, hàn ổ cắm lập trình mặt sau

Sau mỗi lần hàn, hãy kiểm tra hệ thống, đảm bảo các bộ phận hoạt động tốt trước khi tiếp tục.

Bước 14: Tạo Bìa trên

Tôi sử dụng tấm plexi 0,5mm từ hộp ngân hàng điện.

Bước 15: Mã

Sử dụng các tham số trong phần init để xác định tùy chọn của bạn.

Đối với những ngày lễ, tôi sử dụng tiếng Bungari. Bạn có thể chỉnh sửa mảng bằng cách sử dụng các ngày lễ ở quốc gia của bạn.

Thiết bị đang hiển thị 4 mùa, hãy chỉnh sửa chúng trong mã ưu tiên cho vị trí của bạn.

Nếu cảm biến của bạn khác, hãy làm theo định nghĩa chân và chỉnh sửa chúng trong mã. Tôi đã để lại gần như tất cả các dòng bình luận để hiểu rõ hơn về mã.

Nền tảng đã thử nghiệm:

• Arduino UNO
• Arduino Pro Mini

Lấy các thư viện bạn cần từ kho lưu trữ, sử dụng các thư viện đó, được xác định trong bản phác thảo.

Bước 16: Kiểm tra thiết bị trước những lần chạm cuối cùng

Thiết bị hoàn hảo, của tôi đã được hiệu chuẩn -4 * C, tôi đã sử dụng máy điều hòa không khí Toshiba của mình, 2 nhiệt kế treo tường đơn giản và hai nhiệt kế kỹ thuật số để hiệu chỉnh nó. Nếu cảm biến của bạn đo các giá trị khác nhau, bây giờ bạn có thể sửa đổi nó.

Bước 17: Xem trước giao diện

Đừng quên chỉnh sửa thông tin Firmware trong phần init của mã để hiển thị thông tin đăng nhập của bạn hoặc để nguyên.