Một Trạm thời tiết với Vi điều khiển Atmega328P-PU: 5 bước

2024 Tác giả: John Day | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2024-01-30 13:31

Gần đây, tôi đã tham gia một khóa học trực tuyến miễn phí với edx (Được thành lập bởi Đại học Harvard và MIT vào năm 2012, edX là điểm đến học tập trực tuyến và nhà cung cấp MOOC, cung cấp các khóa học chất lượng cao từ các trường đại học và tổ chức tốt nhất thế giới cho người học ở khắp mọi nơi), với tiêu đề: Khí tượng học sân sau: Khoa học về thời tiết, và nó rất giàu thông tin và tôi giới thiệu nó cho tất cả những người quan tâm đến khí tượng nghiệp dư, trong bài giảng đầu tiên hoặc thứ hai, giáo sư John Edward Huth- người hướng dẫn- đã khuyên nên mua một trạm thời tiết có thể đo độ cao của vị trí địa lý và áp suất không khí theo khí áp, tôi nghĩ thay vì mua một phong vũ biểu hoặc trạm thời tiết, ý tưởng tốt nhất là làm một cái với các thành phần rẻ nhất có sẵn xung quanh tôi và trong hộp rác của tôi, tôi đã tìm kiếm trên web và tôi đã tìm thấy một số dự án, một số trong trang web hướng dẫn, vấn đề của tôi là sử dụng một bộ vi điều khiển thường không phải là Arduino hoặc Raspberry pi, và đắt hơn, giá của AtmegaP-PU, Arduino Uno và Reaspberry Pi zero - Pi rẻ nhất là: $ 4, $ 12 và $ 21 vì vậy AtmegaP-PU là rẻ nhất. Cảm biến mà tôi đã sử dụng trong dự án này là DHT22 (Cảm biến đo nhiệt độ và độ ẩm kỹ thuật số) gần $ 8 - cái này chính xác hơn cảm biến DHT11, tôi cũng đã sử dụng BMP180 Temperature Barometric Pressure, Altitude Module Sensor, là $ 6 và tôi đã sử dụng đèn nền màu xanh lá cây của Mô-đun màn hình LCD Nokia 5110 với bộ chuyển đổi PCB cho Arduino, chỉ $ 5, vì vậy với ngân sách $ 23 và một số dây và các bộ phận khác từ hộp rác của tôi, tôi có thể tạo ra trạm thời tiết tuyệt vời này Tôi sẽ giải thích cho bạn trong các đoạn sau.

Bước 1: BƯỚC 1: THIẾT KẾ VÀ SƠ ĐỒ MẠCH

Vì mục tiêu của tôi là đo nhiệt độ và độ ẩm tương đối và áp suất khí quyển và độ cao, vì vậy, các cảm biến mà tôi phải sử dụng là DHT22 và BMP180, tôi sử dụng DHT22 để đo nhiệt độ và độ ẩm tương đối và BMP180, cho áp suất khí quyển và độ cao. BMP180 cũng có thể đo nhiệt độ, nhưng nhiệt độ đo bằng DHT22 chính xác hơn cảm biến BMP180. và Nokia 5110 để hiển thị các giá trị đo được và như tôi đã giải thích trong phần giới thiệu, Atmega328P-PU là vi điều khiển, bạn có thể xem thiết kế của hệ thống và sơ đồ mạch trong hình trên.

Bước 2: BƯỚC 2: Công cụ cần thiết

Các công cụ cần thiết được thể hiện trong các hình trên và như sau:

1- Dụng cụ cơ khí:

1-1- cưa tay

1-2- mũi khoan nhỏ

1-3- máy cắt

1-4 dây thoát y

1-5-vít điều khiển

Mỏ hàn 1-6

2-Dụng cụ điện tử:

2-1 vạn năng

Nguồn cung cấp 2-2, xem hướng dẫn của tôi để tạo một bộ nhỏ:

Bảng 2-3 bánh mì

2-4-Arduino Uno

Bước 3: Bước 3: Các thành phần và vật liệu cần thiết

1-Vật liệu cơ khí:

Vỏ 1-1 trong dự án này, tôi đã sử dụng một trường hợp được hiển thị ở trên, mà tôi đã tạo nó cho các dự án trước đây của mình (vui lòng tham khảo:

2-Thành phần điện tử:

2-1-ATMEGA328P-PU:

2-2- Graphic LCD 84x48 - Nokia 5110:

2-3- 16 MHz Crystal + tụ điện 20pF:

2-4- Cảm biến áp suất khí quyển, nhiệt độ và độ cao BMP180:

2-5- Cảm biến nhiệt độ và độ ẩm kỹ thuật số DHT22 / AM2302: https://www.amazon.com/HiLetgo-Digital-Tempe Heat…

2-6- Dây nhảy:

2-7- Pin 9 volt có thể sạc lại:

Bộ điều chỉnh tuyến tính 2-8-LM317 với điện áp đầu ra thay đổi:

Bước 4: Bước 4: Lập trình ATMEGA328P-PU

Đầu tiên, bản phác thảo Arduino nên được viết, tôi đã sử dụng chúng ở các trang web khác nhau và sửa đổi nó với dự án của mình, vì vậy bạn có thể tải xuống nếu bạn muốn sử dụng nó, đối với các thư viện liên quan, bạn có thể sử dụng các trang web liên quan, đặc biệt là github.com, một số địa chỉ thư viện như sau:

Nokia 5110:

BMP180:

Thứ hai, chương trình trên nên được tải lên ATMEGA328P-PU, nếu bộ vi điều khiển này được mua với bộ nạp khởi động thì không cần tải chương trình bộ nạp khởi động vào nó, nhưng nếu vi điều khiển ATMEGAP-PU không được tải bằng bộ nạp khởi động, chúng ta nên làm điều đó đúng hạn, có rất nhiều hướng dẫn để sử dụng cho quy trình như vậy, bạn cũng có thể sử dụng trang web Arduino: https://www.arduino.cc/en/Tutorial/ArduinoToBreadb…, và các hướng dẫn như: https:// www.instructables.com / id / burn-atmega328…

Thứ ba, sau khi bạn đã tải xong bootloader vào ATMEGA328P-PU, bạn nên bắt đầu tải bản phác thảo chính lên vi điều khiển, phương pháp được viết trên trang Arduino, như đã đề cập ở trên, bạn nên sử dụng tinh thể 16 Mhz như hình minh họa. trang web, mạch của tôi được hiển thị ở trên.

Bước 5: Bước 5: Lập dự án

Để làm project thì bạn phải test mạch trên breadboard, nên dùng breadboard và dây jumper như trong hình và chạy thử project xem màn hình hiển thị, nếu thấy gì bạn muốn đo trên NOKIA 5110 hiển thị, thì đây là thời điểm thích hợp để làm theo phần còn lại của quy trình làm trạm đo thời tiết, nếu không, bạn phải tìm ra vấn đề là phần mềm hay phần cứng, thường là do kết nối dây jumper không tốt hoặc sai., theo sơ đồ mạch càng gần càng tốt.

Bước tiếp theo là thực hiện dự án, vì vậy để tạo kết nối vĩnh viễn cho bộ vi điều khiển, bạn phải sử dụng một ổ cắm IC và hàn nó vào một phần nhỏ hoàn thiện. bo mạch và hai miếng đầu cắm chân cái như trong hình trên, do có nhiều chân ổ cắm IC là 28 và đầu của chân cắm là 14 + 14, nên bạn phải hàn 56 mối hàn và bạn nên kiểm tra tất cả các mối hàn đó điểm cho kết nối phù hợp và cho điểm không kết nối của các điểm liền kề, trước khi được đảm bảo về hoạt động bình thường của phần đó, đừng bắt tay vào sử dụng nó để lắp vi điều khiển. nếu mọi thứ suôn sẻ, bây giờ bạn nên bắt đầu các phần tiếp theo.

Một điều quan trọng khác cần xem xét là các thành phần cần 5V để hoạt động nhưng đèn nền của màn hình NOKIA 5110 cần 3,3 V, nếu bạn sử dụng 5 V cho đèn nền, nó có thể ảnh hưởng không tốt đến tuổi thọ của màn hình, vì vậy tôi đã sử dụng hai bộ điều chỉnh tuyến tính LM317 với điện áp đầu ra thay đổi và tôi đã điều chỉnh một bộ cho đầu ra 5V và một bộ khác cho đầu ra 3,3 V, trên thực tế, tôi đã tự làm một cái có đầu ra 5V và mua một cái khác có đầu ra 3,3V. Bây giờ là lúc để cố định các thành phần vào vỏ, bạn có thể xem ảnh, cảm biến DHT22 nên được cố định theo cách mặt đầu vào của nó nằm ngoài vỏ để cảm nhận nhiệt độ và độ ẩm tương đối, nhưng Áp suất khí quyển BMP180, Cảm biến nhiệt độ và độ cao, có thể nằm bên trong vỏ nhưng phải khoan đủ lỗ trên vỏ để nó tiếp xúc với không khí bên ngoài, như bạn có thể thấy trong các bức ảnh ở trên. Một điểm quan trọng khác là cung cấp một hiệu suất nhỏ. bo mạch mà bạn có thể thấy trên ảnh và tạo hai hàng đầu pin cái, một đầu nối đất hoặc kết nối âm và một cho đầu ra 5V dương.

Bây giờ, đã đến lúc nối dây các thành phần và cụm lắp ráp, kết nối tất cả các dây theo sơ đồ mạch và đảm bảo không có gì bị bỏ sót, nếu không sẽ có vấn đề với kết quả cuối cùng.