»
Добавить статью

Погодная станция на Arduino

2018-06-18 в 15:08

Данная погодная станция обеспечивает постоянное получение сведений о состоянии погодных условий. Проект основан на плате микроконтроллеров Arduino, а данные выводятся на LCD экран. Небольшой размер "железа" позволяет поместить устройство  в маленьком пластиковом коробе, части которого изготовлены при помощи лазерной резки.

погодная станция ардуино

Датчик уровня воды и снега.
Индикатор уровня воды используется для вывода уровня воды в баке во избежании его переполнения.

датчик уровня жидкости

DHT11 представляет собой комбинированный цифровой датчик температуры и влажности. Датчик обладает отличным качеством, высокой скоростью работы, противоинтерференционной способностью и самое главное - низкой стоимостью.

dht11

Фоторезисторы, также известные как светозависимые резисторы (LDR), являются светочувствительными устройствами, наиболее часто используемыми для определения наличия или отсутствия света, или для измерения интенсивности света. В темноте их сопротивление очень велико, но когда датчик LDR подвергается воздействию света, сопротивление резко падает, вплоть до нескольких Ом.

фоторезистор

LCD1602 с шиной I2C. Синий потенциометр на ЖК-дисплее I2C 1602 используется только для подсветки.

I2C использует только две линии, Serial DataLine (SDA) и Serial Clock Line (SCL), которые подключаются к резисторам. Типичные напряжения - +5 В или +3,3 В, хотя допускаются системы с другими напряжениями.

lcd 1602

i2c lcd 1602

DS1302 - часики реального времени.
Часы основаны на интегрированной микросхеме DS1302, внутри которой есть часы / календарь в реальном времени и 31 байт статической ОЗУ. Формат времени можно увидеть как hh/mm/ss, а формат даты - yyyy/mm/dd. Так же можно высчитать день недели.

ds1302 погодная станция

LM35 - датчик температуры.
LM35 это прецизионный интегральный датчик температуры с широким диапазоном температур, высокой точностью измерения, калиброванным выходом  по напряжению. Именно эти качества определяют популярность датчика.

lm35 погодная станция

Инфракрасный приемник и пульт дистанционного управления

Эти два компонента работают вместе: ИК-приемник позволяет получать данные с пульта дистанционного управления. Данные зависят от того, какую кнопку вы хотите нажать. Были выбраны следующие кнопки для назначения их определенным функциям:

Клавиша 0  - позволяет увидеть время и дату

 

Клавиша 1 - позволяет увидеть данные с датчиков DHT11 и LM35

 

Клавиша 2 - позволяет увидеть в процентах уровень освещенности

 

Клавиша 3 - позволяет увидеть в миллиметрах уровень жидкости

 

Клавиша "Повтор" - прокручивает все окна с интервалом в 4 секунды

Сборка корпуса.
Рассмотрев размер устройства, мы продолжили строительство корпуса из плексигласа. Размеры сторон с их взаимными блокирующими сиденьями и отверстиями для выхода проводов датчиков были рассчитаны с помощью программного обеспечения Autocad, после чего мы занялись вырезанием, используя машину для лазерной резки. И, наконец, мы собрали все с помощью мощного клея.
Файл исходник - Скачать.

лазерная резка

корпус лазерная резка

Схема устройства была сделана в программной среде fritzing.

схема погодной станции

Разрабатывали код в среде Arduino IDE, использовали все необходимые библиотеки. И вот что у нас получилось:

Это главный экран, который пользователь может видеть, когда мы включаем плату. При включении появляется надпись «Arduino Weather Station». Вы также можете увидеть эту надпись после каждого обращения к AWS.

Экран даты и времени, к которому пользователь может получить доступ, просто нажав кнопку 0 на пульте дистанционного управления. При нажатии экран имеет задержку в 10 секунд, а затем возвращается на главный экран.

дата и время погодной станции

Экран, который показывает данные, полученные датчиками DHT11 и LM35 относительно влажности и температуры соответственно. Он "привязан" к кнопке 1 на пульте дистанционного управления, и когда она нажимается, экран имеет задержку в 10 секунд, а затем возвращается на главный экран.

температура и влажность arduino

Экран уровень освещенности. Привязан к кнопке 2 на пульте ДУ.

уровень освещенности arduino

Этот экран показывает уровень жидкости в баке. Он подключен к кнопке 3 на пульте дистанционного управления.

уровень жидкости arduino

Сама программа станции

Код
//include sketch libraries
#include <IRremote.h>
#include <stdio.h> //clock library
#include <string.h> //clock library
#include <DS1302.h> //clock library
#include <dht.h> //dht11 library
#include <LiquidCrystal_I2C.h> //LCD library
#include <Wire.h> //Wire for LCD library
#define lmPin A1 //LM35 attach to A1
LiquidCrystal_I2C lcd(0x27, 16, 2); // set the LCD address to 0x27 for a 16 chars and 2 line display
dht DHT; //create a variable type of dht
const int DHT11_PIN = 4; //attach dht11 to pin 4
const int waterSensor = 0; //set water sensor variable
int waterValue = 0; //variable for water sensor
int mmwaterValue = 0;
int sensorPin = A3; // select the input pin for the potentiometer
int luce = 0; //variable for the ldr
int pluce = 0; //variable for the ldr
float tem = 0; //variable for the temperature
long lmVal = 0; //variable for the LM35
//ir
const int irReceiverPin = 3;
IRrecv irrecv(irReceiverPin); //Creates a variable of type IRrecv
decode_results results;
//define clock variable
uint8_t RST_PIN = 5; //RST pin attach to
uint8_t SDA_PIN = 6; //IO pin attach to
uint8_t SCL_PIN = 7; //clk Pin attach to
/* Create buffers */
char buf[50];
char day[10];
/* Create a DS1302 object */
DS1302 rtc(RST_PIN, SDA_PIN, SCL_PIN);//create a variable type of DS1302
void print_time()
{
 /* Get the current time and date from the chip */
 Time t = rtc.time();
 /* Name the day of the week */
 memset(day, 0, sizeof(day));
 switch (t.day)
 {
 case 1:
 strcpy(day, "Sun");
 break;
 case 2:
 strcpy(day, "Mon");
 break;
 case 3:
 strcpy(day, "Tue");
 break;
 case 4:
 strcpy(day, "Wed");
 break;
 case 5:
 strcpy(day, "Thu");
 break;
 case 6:
 strcpy(day, "Fri");
 break;
 case 7:
 strcpy(day, "Sat");
 break;
 }
 /* Format the time and date and insert into the temporary buffer */
 snprintf(buf, sizeof(buf), "%s %04d-%02d-%02d %02d:%02d:%02d", day, t.yr, t.mon, t.date, t.hr, t.min, t.sec);
 /* Print the formatted string to serial so we can see the time */
 Serial.println(buf);
 lcd.setCursor(2, 0);
 lcd.print(t.yr);
 lcd.print("-");
 lcd.print(t.mon / 10);
 lcd.print(t.mon % 10);
 lcd.print("-");
 lcd.print(t.date / 10);
 lcd.print(t.date % 10);
 lcd.print(" ");
 lcd.print(day);
 lcd.setCursor(4, 1);
 lcd.print(t.hr);
 lcd.print(":");
 lcd.print(t.min / 10);
 lcd.print(t.min % 10);
 lcd.print(":");
 lcd.print(t.sec / 10);
 lcd.print(t.sec % 10);
}
void setup() {
 //clock
 Serial.begin(9600);
 rtc.write_protect(false);
 rtc.halt(false);
 //ir
 irrecv.enableIRIn(); //enable ir receiver module
 lcd.init(); //initialize the lcd
 lcd.backlight(); //open the backlight
 pinMode(sensorPin, INPUT);
 Time t(2017, 12, 03, 10, 15, 00, 1);//initialize the time
 /* Set the time and date on the chip */
 rtc.time(t);
}
void loop() {
 lcd.setCursor(0, 0);
 lcd.print("A");
 delay(50);
 lcd.setCursor(1, 0);
 lcd.print("r");
 delay(50);
 lcd.setCursor(2, 0);
 lcd.print("d");
 delay(50);
 lcd.setCursor(3, 0);
 lcd.print("u");
 delay(50);
 lcd.setCursor(4, 0);
 lcd.print("i");
 delay(50);
 lcd.setCursor(5, 0);
 lcd.print("n");
 delay(50);
 lcd.setCursor(6, 0);
 lcd.print("o");
 delay(50);
 lcd.setCursor(8, 0);
 lcd.print("W");
 delay(50);
 lcd.setCursor(9, 0);
 lcd.print("e");
 delay(50);
 lcd.setCursor(10, 0);
 lcd.print("a");
 delay(50);
 lcd.setCursor(11, 0);
 lcd.print("t");
 delay(50);
 lcd.setCursor(12, 0);
 lcd.print("h");
 delay(50);
 lcd.setCursor(13, 0);
 lcd.print("e");
 delay(50);
 lcd.setCursor(14, 0);
 lcd.print("r");
 delay(50);
 lcd.setCursor(4, 1);
 lcd.print("S");
 delay(50);
 lcd.setCursor(5, 1);
 lcd.print("t");
 delay(50);
 lcd.setCursor(6, 1);
 lcd.print("a");
 delay(50);
 lcd.setCursor(7, 1);
 lcd.print("t");
 delay(50);
 lcd.setCursor(8, 1);
 lcd.print("i");
 delay(50);
 lcd.setCursor(9, 1);
 lcd.print("o");
 delay(50);
 lcd.setCursor(10, 1);
 lcd.print("n");
 delay(50);
if (irrecv.decode(&results)) //if the ir receiver module receiver data
 { 
if (results.value == 0xFF6897) //if "0" is pushed print TIME
{
 lcd.clear(); //clear the LCD
 print_time();
 delay(10000); //delay 10000ms
 lcd.clear(); //clear the LCD
 delay (200); //wait for a while
 irrecv.resume(); // Receive the next value
}
if (results.value == 0xFF30CF) //if "1" is pushed print TEMPERATURE and HUMIDITY
{
 lcd.clear(); //clear the LCD
 //READ DATA of the DHT
 int chk = DHT.read11(DHT11_PIN);
 // DISPLAY DATA
 lcd.setCursor(0, 0);
 lcd.print("Tem:");
 lmVal = analogRead(lmPin);//read the value of A1
 tem = (lmVal * 0.0048828125 * 100);//5/1024=0.0048828125;1000/10=100
 lcd.print(tem);//print tem
 lcd.print(char(223));//print the unit" ? "
 lcd.print("C ");
 // Serial.println(" C");
 lcd.setCursor(0, 1);
 lcd.print("Hum:");
 //Serial.print("Hum:");
 lcd.print(DHT.humidity, 1); //print the humidity on lcd
 //Serial.print(DHT.humidity,1);
 lcd.print(" % ");
 //Serial.println(" %");
 delay(10000); //wait for 3000 ms
 lcd.clear(); //clear the LCD
 delay(200); //wait for a while
 irrecv.resume(); // Receive the next value
}
if (results.value == 0xFF18E7) //if "2" is pushed print the DARKNESS
{
 lcd.clear(); //clear the LCD
 lcd.setCursor(4, 0); //place the cursor on 4 column, 1 row
 lcd.print("Darkness:");
 luce = analogRead(sensorPin); //read the ldr
 pluce = map(luce, 0, 1023, 0, 100); //the value of the sensor is converted into values from 0 to 100
 lcd.setCursor(6, 1); //place the cursor on the middle of the LCD
 lcd.print(pluce); //print the percentual
 lcd.print("%"); //print the symbol
 delay(10000); //delay 10000 ms
 lcd.clear(); //clear the LCD
 delay(200); //wait for a while
 irrecv.resume(); // Receive the next value
}
if (results.value == 0xFF7A85) //if "3" is pushed print the SNOW or WATER LEVEL
{
 lcd.clear(); //clear the LCD
 lcd.setCursor(0, 0); //place the cursor on 0 column, 1 row
 lcd.print("Fluid level(mm):"); //print "Fluid level(mm):"
 int waterValue = analogRead(waterSensor); // get water sensor value
 lcd.setCursor(6, 1); //place cursor at 6 column,2 row
 mmwaterValue = map(waterValue, 0, 1023, 0, 40);
 lcd.print(mmwaterValue); //value displayed on lcd
 delay(10000); //delay 10000ms
 lcd.clear(); //clear the LCD
 delay(200);
 irrecv.resume(); // Receive the next value
}
if (results.value == 0xFF9867) //if "PRESENTATION" is pushed print TIME, TEM and HUM, DARKNESS and S or W LEVEL one time
{
 lcd.clear(); //clear the LCD
 print_time();
 delay(4000); //delay 10000ms
 lcd.clear(); //clear the LCD
 delay (200); //wait for a while
 //READ DATA of the DHT
 int chk = DHT.read11(DHT11_PIN);
 // DISPLAY DATA
 lcd.setCursor(0, 0);
 lcd.print("Tem:");
 lmVal = analogRead(lmPin);//read the value of A0
 tem = (lmVal * 0.0048828125 * 100);//5/1024=0.0048828125;1000/10=100
 lcd.print(tem);//print tem
 lcd.print(char(223));//print the unit" ? "
 lcd.print("C ");
 // Serial.println(" C");
 lcd.setCursor(0, 1);
 lcd.print("Hum:");
 //Serial.print("Hum:");
 lcd.print(DHT.humidity, 1); //print the humidity on lcd
 //Serial.print(DHT.humidity,1);
 lcd.print(" % ");
 //Serial.println(" %");
 delay(4000); //wait for 3000 ms
 lcd.clear(); //clear the LCD
 delay(200); //wait for a while
 lcd.setCursor(4, 0); //place the cursor on 4 column, 1 row
 lcd.print("Darkness:");
 luce = analogRead(sensorPin); //read the ldr
 pluce = map(luce, 0, 1023, 0, 100); //the value of the sensor is converted into values from 0 to 100
 lcd.setCursor(6, 1); //place the cursor on the middle of the LCD
 lcd.print(pluce); //print the percentual
 lcd.print("%"); //print the symbol
 delay(4000); //delay 10000 ms
 lcd.clear(); //clear the LCD
 delay(200); //wait for a while
 lcd.setCursor(0, 0); //place the cursor on 0 column, 1 row
 lcd.print("Fluid level(mm):"); //print "Fluid level(mm):"
 int waterValue = analogRead(waterSensor); // get water sensor value
 lcd.setCursor(6, 1); //place cursor at 6 column,2 row
 mmwaterValue = map(waterValue, 0, 1023, 0, 40);
 lcd.print(mmwaterValue); //value displayed on lcd
 delay(4000); //delay 10000ms
 lcd.clear(); //clear the LCD
 delay(200);
 irrecv.resume(); // Receive the next value
}
}
} 

Проект очень прост для повторения, думаем, сборка не должна вызвать сложностей.

Вам понравился наш материал? Поделитесь с друзьями!

Оценка статьи: 5.0 из 5. Уже оценило 3 читателя

Источник: https://www.hackster.io/GilettaStefano/aws-arduino-weather-station-9e5a21

Вам может быть это интересно


Всего комментариев: 0
Добавлять комментарии могут только зарегистрированные пользователи.
[ Регистрация | Вход ]