Een weerstation met Atmega328P-PU-microcontroller - Ajarnpa

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Laatst gewijzigd: 2024-01-30 11:15

Onlangs heb ik een gratis online cursus gevolgd bij edx (opgericht door Harvard University en MIT in 2012, edX is een online leerbestemming en MOOC-provider, die hoogwaardige cursussen van 's werelds beste universiteiten en instellingen aan studenten overal ter wereld aanbiedt), met de titel: Backyard Meteorology: The Science of Weather, en het was zeer informatief en ik raad het alle mensen aan die geïnteresseerd zijn in amateurmeteorologie, in de eerste of tweede lezing raadde professor John Edward Huth - de instructeur - aan om een weerstation te kopen dat kon meten de hoogte van de geografische locatie en de barometrische luchtdruk, dacht ik dat in plaats van een barometer of weerstation te kopen het beste idee was om er een te maken met de goedkoopste componenten die om me heen en in mijn junkbox beschikbaar waren, ik zocht op internet en ik vond een paar projecten, sommige op de instructables-site, mijn probleem was het gebruik van een naakte microcontroller, geen Arduino of Raspberry pi, die duurder waren en zijn, de prijs van AtmegaP-PU, Arduino Uno en Reaspberry Pi zero - de goedkoopste Pi - zijn: $ 4, $ 12 en $ 21, dus de AtmegaP-PU is de goedkoopste. Sensoren die ik in dit project heb gebruikt, zijn DHT22 (Digital Temperature and Humidity Measurement Sensor), die bijna $ 8 is - dit is nauwkeuriger dan de DHT11-sensor, ook heb ik BMP180 Temperature Barometric Pressure, Altitude Module Sensor, die $ 6 is gebruikt en ik heb gebruik gemaakt van Nokia 5110 LCD Display Module groene achtergrondverlichting met PCB-adapter voor Arduino, dat is slechts $ 5, dus met het budget van $ 23 en wat draden en andere onderdelen uit mijn junkbox kon ik dit fantastische weerstation maken dat Ik ga het je in de volgende paragrafen uitleggen.

Stap 1: STAP 1: ONTWERP EN CIRCUIT DIAGRAM

Aangezien mijn doel het meten van temperatuur en relatieve vochtigheid en luchtdruk en hoogte was, dus de sensoren die ik moet gebruiken zijn, DHT22 en BMP180, gebruik ik DHT22, voor het meten van temperatuur en relatieve vochtigheid en de BMP180, voor barometrische druk en hoogte, hoewel de BMP180 kan ook de temperatuur meten, maar de temperatuur gemeten door DHT22 is nauwkeuriger dan de BMP180-sensor. en de Nokia 5110 voor het weergeven van de gemeten waarden en zoals ik in de inleiding heb uitgelegd, Atmega328P-PU als microcontroller, zie je het ontwerp van het systeem en het schakelschema in bovenstaande figuur.

Stap 2: STAP 2: Benodigd gereedschap

De benodigde gereedschappen worden weergegeven in de bovenstaande afbeeldingen en zijn als volgt:

1- Mechanische gereedschappen:

1-1- handzaag

1-2- kleine boor

1-3-snijder

1-4-draads stripper

1-5-schroevendraaier

1-6-soldeerbout

2-Elektronische hulpmiddelen:

2-1-multimeter

2-2-voeding, zie mijn instructable voor het maken van een kleine:

2-3-broodplank

2-4-Arduino Uno

Stap 3: Stap 3: Benodigde componenten en materiaal

1-mechanisch materiaal:

1-1-behuizing in dit project Ik heb een hierboven getoonde case gebruikt, die ik heb gemaakt voor mijn vorige projecten (zie:

2-Elektronische componenten:

2-1-ATMEGA328P-PU:

2-2- Grafisch LCD-scherm 84x48 - Nokia 5110:

2-3- 16 MHz Crystal + 20pF condensatoren:

2-4- BMP180 Luchtdruk-, temperatuur- en hoogtesensor:

2-5- DHT22/AM2302 Digitale temperatuur- en vochtigheidssensor:

2-6- Doorverbindingsdraad:

2-7- Oplaadbare 9 volt batterij:

2-8-LM317 lineaire regelaar met variabele uitgangsspanning:

Stap 4: Stap 4: Programmeren ATMEGA328P-PU

Eerst moet de Arduino-schets worden geschreven, ik heb die op verschillende sites gebruikt en met mijn project aangepast, zodat je hem kunt downloaden als je hem wilt gebruiken, voor relevante bibliotheken kun je de relevante sites gebruiken, met name github.com, enkele van de adressen van de bibliotheken zijn als volgt:

Nokia 5110:

BMP180:

Ten tweede moet het bovenstaande programma worden geüpload naar ATMEGA328P-PU, als deze microcontroller is gekocht met bootloader, is het niet nodig om het bootloader-programma erin te uploaden, maar als de ATMEGAP-PU-microcontroller niet is geladen met bootloader, moeten we doe het te zijner tijd, er zijn genoeg instructables om voor een dergelijke procedure te gebruiken, je kunt ook de Arduino-site gebruiken: https://www.arduino.cc/en/Tutorial/ArduinoToBreadb…, en instructables zoals:

Ten derde, nadat je klaar bent met het uploaden van de bootloader naar ATMEGA328P-PU, moet je beginnen met het uploaden van de hoofdschets naar de microcontroller, de methode is geschreven op de Arduino-site, zoals hierboven vermeld, je zou 16 Mhz-kristal moeten gebruiken zoals daarin wordt getoond site, is mijn circuit hierboven weergegeven.

Stap 5: Stap 5: Het project maken

Om het project te maken, moet je het circuit op een breadboard testen, dus gebruik een breadboard en jumperdraden zoals weergegeven in de afbeelding en test het project om het display te zien, als je ziet wat je wilt meten op de NOKIA 5110 display, dan is het het juiste moment om de rest van de procedure voor het maken van het weerstation te volgen, zo niet, dan moet u het probleem uitzoeken, ofwel software of hardware, meestal is dit te wijten aan slechte of verkeerde verbindingen van jumperdraden, volg het schakelschema zo nauwkeurig mogelijk.

De volgende stap is om het project te maken, dus om een permanente verbinding voor de microcontroller te maken, moet je een IC-socket gebruiken en deze op een klein stukje perf solderen. bord en twee stukken vrouwelijke pin-header zoals weergegeven in de bovenstaande foto's, vanwege de vele IC-socket-pinnen die 28 zijn en het uiteinde van de pin-headers die 14 + 14 zijn, dus je moet 56 soldeer solderen en je moet al die soldeer testen punten voor juiste connectiviteit en voor niet-connectiviteit van aangrenzende punten, voordat u zeker bent van de juiste werking van dat stuk, begin het niet te gebruiken voor het plaatsen van de microcontroller. als alles goed gaat, moet je nu doorgaan met het aansluiten van de volgende delen.

Een ander belangrijk ding om te overwegen is het feit dat de componenten 5 V nodig hebben om te werken, maar de achtergrondverlichting van het NOKIA 5110-scherm heeft 3,3 V nodig. Als u 5 V gebruikt voor achtergrondverlichting, kan dit een slechte invloed hebben op de levensduur van het scherm, dus ik heb twee LM317 lineaire regelaars met variabele uitgangsspanning gebruikt, en ik heb er een aangepast voor de 5V-uitgang en een andere voor 3,3 V-uitgang, in feite heb ik die met 5V-uitgang zelf gemaakt en een andere gekocht met 3,3V-uitgang. Nu is het tijd om de componenten in de behuizing te bevestigen, u kunt de foto's zien, de DHT22-sensor moet zo worden bevestigd dat het ingangsvlak uit de behuizing is om de temperatuur en relatieve vochtigheid te voelen, maar de BMP180 barometrische druk, Temperatuur- en hoogtesensor, zou zich in de behuizing kunnen bevinden, maar er moeten voldoende gaten in de behuizing worden geboord om deze in contact te brengen met de buitenlucht, zoals u op de bovenstaande foto's kon zien. Een ander belangrijk punt is het verstrekken van een kleine perf. bord, dat je op de foto's kon zien, en maak twee rijen vrouwelijke pin-headers, één voor aarde of negatieve verbindingen en één voor positieve 5V-uitgangen.

Nu is het tijd om de componenten en assemblages te bedraden, sluit alle draden aan volgens het schakelschema en zorg ervoor dat er niets wordt weggelaten, anders krijg je problemen met het eindresultaat.