Estación meteorológica sin conexión Arduino: 18 pasos (con imágenes)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificación: 2024-01-30 08:41

Resumen

Las últimas veces, cuando compro termómetro, vi que casi siempre hay diferencia en los valores. Mi tarea era seguir la temperatura y la humedad dentro de la habitación de mi bebé. También hubo un problema al leer los valores del rango de 2-3 metros en la mayoría de los termómetros y necesitaba ponerme de pie para ver el valor de la temperatura, el problema que tengo con la mayoría de los termómetros fue la luz. Otro problema fue que no puedo ver el valor de temperatura porque no tiene luz de fondo para ahorrar energía. No quiero ahorrar energía, solo necesito un par de horas de almacenamiento de energía para que este dispositivo funcione si la línea principal de energía se apaga.

Entonces vine con una idea:

- Crear termómetro con margen para cambiar el valor de temperatura.

- Que puede ser con retroiluminación y colores.- Para combinar todas las cosas que tienen los termómetros regulares: (RTC, Batería, Min Max t, etc) - Y para tener características adicionales como Temporadas y Vacaciones

Entonces comencé el proyecto antes de 1 año. La parte del software me llevó varios meses completarla. He creado varias versiones del software y las últimas 2 semanas completé el proyecto.

Información del software del dispositivo

Código Arduino y bibliotecas:

El código también se carga en el paso Código.

https://github.com/stlevkov/KT2_144

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

Características del dispositivo

• Página de inicio: muestra la fecha y la hora de la última carga de firmware.
• Página de inicio: muestra la hora, la fecha, el icono de batería, el icono de temperatura, el valor de temperatura, el valor de humedad, Tmax, Tmin, estaciones, días festivos, indicador USB cuando está enchufado.
• Página de menú: con los menús Temp, Clock, Battery, About, Back
• Página de temperatura: permite calibrar el sensor DHT
• Página del reloj: permite editar la hora y la fecha.
• Página de la batería: muestra la información de la batería, porcentaje de porcentaje, voltaje mV, estado de carga
• Acerca de la página: muestra información del autor
• Función de retroceso para salir del menú
• Paneles transparentes
• RTC de larga duración
• Batería de litio: hasta ~ 9 horas (450 mAh)
• Indicador de batería baja: muestra el icono en rojo ~ 5 min restantes.
• Diferentes colores para: temperatura baja, media, alta
• Mensajes de vacaciones y temporadas
• Toma programable - en la parte trasera
• Interfaz de usuario: uso del codificador rotatorio

La parte posterior con la placa no estará cubierta, porque quiero que el bebé vea y toque la placa, mientras el dispositivo no está encendido. Puede crear algún tipo de cubierta para la parte posterior del tablero.

Paso 1: Dibuje el dispositivo, dibuje la idea inicial

Decida qué va a tener: cuántas páginas, menús, cómo cambiar los menús y las páginas.

Si tiene otras ideas, puede cambiarlo con el código arduino.

Decida qué forma quiere y qué se puede hacer fácilmente. Primero elijo la impresión 3D, pero luego decido usar material simple.

La idea es tener paredes transparentes en la parte superior e inferior, también se puede crear una caja más fina.

Entonces, las partes principales de la caja son:

1. Delantero: con pantalla y codificador giratorio
2. Derecha: con el módulo RTC
3. Izquierda - con el módulo DHT
4. Atrás - con el lado opuesto del tablero
5. Arriba - Transparente con la batería de 3.7V y el interruptor deslizante de ENCENDIDO / APAGADO
6. Abajo - Transparente

Paso 2: elija los componentes adecuados

1. Cargador micro USB TP4056 5V 1A 18650 Placa de carga de batería de litio - Ebay
2. 1.44 "128x128 SPI Módulo de pantalla LCD TFT 65K a todo color ST7735 - Ebay
3. Módulo codificador rotatorio KY-040 para Arduino - Ebay
4. Sensor digital de temperatura y humedad DHT22 AM2302 - Ebay
5. Tiny RTC I2C Módulos 24C32 Memoria DS1307 Reloj en tiempo real Placa de módulo RTC - Ebay
6. Placa de microcontrolador Pro ATmega328P 16MHz Arduino Pro Mini módulo - Ebay

7. Batería recargable Lipo de 3.7V 450mAh - Ebay

8. Mini interruptor deslizante DPDT On / On de 6 pines y 2 posiciones - Ebay
9. CR2032 CR 2032 Batería de botón de botón de 3V - Ebay
10. Placa PCB de cobre de prototipo de soldadura de 10x22 cm de un solo lado universal - Ebay
11. Macho y hembra de 40 pines y 2,54 mm, enchufe de cabecera, tira de una sola fila - Ebay

Paso 3: Prepare el diagrama de cableado

El diagrama muestra la conectividad de los sensores similares, mientras que la pantalla es casi la misma.

Para el uso adecuado de los pines, consulte el código Arduino en el paso Código.

Descargue el archivo fritzing para obtener más detalles sobre el pinout. Desplace el cursor sobre los puntos del diagrama para ver los pines exactos de los módulos.

Paso 4: Información adicional antes de comenzar: consumo de energía

El proyecto usa una batería de 450 mAh, pero puedes usar más. Solo eche un vistazo al consumo de energía para elegir y calcular la batería adecuada para horas específicas de uso. Al usar 450 mAh, el dispositivo puede funcionar aprox. 9 horas.

En reposo, el dispositivo está funcionando con alrededor de 0.102A - Aquí no se realiza ninguna optimización de ahorro de energía

Cuando se presiona el botón, se aplica la corriente alta y es de alrededor de 0.177A.

Paso 5: conecte la pantalla

La pantalla utiliza SPI para la conexión.

Hay una biblioteca adafruit para este controlador ST7735.

Paso 6: conecte el módulo RTC

Cree una modificación de PCB para utilizar la batería CR2032.

• Quitar D1
• Quitar R4
• Quitar R5
• Quitar R6
• Corto R6

Puede encontrar más información sobre esta modificación aquí.

Paso 7: coloque la pared frontal con la pantalla, el RTC, la batería y el codificador giratorio

Si desea iniciar el dispositivo, simplemente cargue el código del paso Código y siga los otros pasos mientras cambia y adjunta las piezas nuevas.

Paso 8: Prepare paredes transparentes

Yo uso plexi de 3 mm. Puede utilizar material transparente similar. Solo uso uno para el lado inferior.

Paso 9: Cree la pared derecha

Crea la pared del lado derecho. Utilice el tamaño CR2032 para el agujero.

Paso 10: Cree la pared lateral izquierda

Crea la pared del lado izquierdo. Utilice el tamaño del módulo DHT para el agujero.

Paso 11: Cree el zócalo con la placa universal y los rieles, conecte el RTC, el codificador, la pantalla y la pantalla

Conecte y suelde todos los pines siguiendo el diagrama de cableado. Puede usar Arduino UNO con un boceto vacío instalado para programar el Arduino Mini. Pines necesarios:

• VCC 5V
• GND
• RX
• TX
• REINICIAR

No olvide desenchufar la batería 3.7V en estos pasos si carga el boceto antes de terminar con las partes.

Paso 12: enciéndalo antes de continuar

En este punto, podrá encender el dispositivo y utilizar todas las funciones.

Use la vista previa de video para ver cuál era el software en la versión 1.1. También hay un enlace de github en el paso de resumen para ver la última actualización.

Encienda el dispositivo antes de continuar con los otros pasos antes de cerrar la cubierta superior, asegúrese de que funcione normalmente.

Paso 13: agregue TP4056 y la batería, suelde el interruptor deslizante, agregue el cable de carga al pin 5, suelde el enchufe programable trasero

Después de cada soldadura, pruebe el sistema, asegúrese de que las piezas funcionen bien antes de continuar.

Paso 14: crea la portada superior

Utilizo una hoja de plexiglás de 0,5 mm de la caja del banco de energía.

Paso 15: Código

Utilice los parámetros de la sección de inicio para definir sus preferencias.

Para las vacaciones, utilizo el búlgaro. Puede editar la matriz utilizando las vacaciones en su país.

El dispositivo muestra 4 temporadas, edítelas en el código que prefiera para su ubicación.

Si sus sensores son diferentes, siga las definiciones de los pines y edítelos en el código. He dejado casi todas las líneas de comentarios para una mejor comprensión del código.

Plataformas probadas:

• Arduino UNO
• Arduino Pro Mini

Tome las bibliotecas que necesita del repositorio, úselas, definidas en el boceto.

Paso 16: pruebe el dispositivo antes de los toques finales

El dispositivo es perfecto, el mío está calibrado a -4 * C, utilicé mi aire acondicionado Toshiba, 2 termómetros de pared simple y dos termómetros digitales para calibrarlo. Si su sensor mide diferentes valores, ahora puede modificarlo.

Paso 17: Vista previa de la interfaz

No olvide editar la información del firmware en la sección de inicio del código para mostrar sus credenciales o dejarlo como está.