ग्राफिकल मौसम स्टेशन: 7 कदम (चित्रों के साथ)

2024 लेखक: John Day | [email protected]. अंतिम बार संशोधित: 2024-01-30 09:21

हमेशा एक ग्राफिकल वेदर स्टेशन रखना चाहते थे? और सटीक सेंसर के साथ? शायद यह परियोजना आपके लिए कुछ है। इस मौसम स्टेशन से आप देख सकते हैं कि मौसम "क्या कर रहा है"। उदाहरण के लिए तापमान बढ़ या गिर सकता है। एक सामान्य थर्मामीटर से तापमान इतिहास को देखना संभव नहीं है। इस मौसम केंद्र के साथ आपका 26 घंटे का इतिहास है, जो 320 पिक्सेल से अधिक TFT डिस्प्ले प्रदर्शित करता है। हर 5 मिनट में ग्राफ़ में एक पिक्सेल जोड़ा जाता है जो आपको यह देखने में सक्षम करेगा कि क्या यह बढ़ रहा है या गिर रहा है। यह विभिन्न रंगों में तापमान, आर्द्रता, वायुदाब और CO2 के लिए किया जाता है। बाहर का तापमान भी वायरलेस शामिल है। इस तरह आप हवा के दबाव के आधार पर मौसम की "भविष्यवाणी" कर सकते हैं।

सामान्य मौसम स्टेशनों में सेंसर होते हैं जो कुछ गलत होते हैं। उदाहरण के लिए, तापमान के लिए उनके पास सामान्य रूप से +/- 2 डिग्री की सटीकता होती है। इस मौसम केंद्र के लिए अधिक सटीक सेंसर का उपयोग किया जाता है। HDC1080 तापमान सेंसर में +/- 0.2 डिग्री की सटीकता होती है जो कहीं बेहतर है। आर्द्रता और वायु दाब के लिए भी यही है।

TFT डिस्प्ले के शीर्ष पर सेंसर के माप प्रदर्शित होते हैं और हर 5 सेकंड में ताज़ा होते हैं। ये माप RS232 के माध्यम से भी उपलब्ध हैं।

मुख्य विशेषताएं:

• प्रवृत्तियों को पहचानने के लिए विभिन्न रंगों में रेखांकन
• तापमान, आर्द्रता और वायु दाब के लिए सटीक सेंसर।
• फैक्ट्री कैलिब्रेशन डेटा और सेंसर तापमान जहां संभव हो वहां सेंसर से पढ़े जाते हैं और सबसे सटीक माप प्राप्त करने के लिए कोड पर लागू होते हैं।
• तापमान सेल्सियस (डिफ़ॉल्ट) या फ़ारेनहाइट में उपलब्ध हैं।
• वायरलेस मॉड्यूल के माध्यम से बाहर का तापमान (वैकल्पिक)
• दूरस्थ निगरानी के लिए RS232 इंटरफ़ेस।
• अच्छा छोटा डिज़ाइन (यहां तक कि मेरी पत्नी भी इसे हमारे रहने वाले कमरे में सहन करती है;-)

मुझे आशा है कि आप मौसम की स्थिति का उसी तरह परीक्षण करने का आनंद लेंगे जैसे मैं करता हूँ!

चरण 1: भाग

टच पैनल ILI9341 ड्राइव IC 240 (RGB) * 320 SPI इंटरफ़ेस के बिना 1 x TFT मॉड्यूल 2.8 इंच

1 एक्स माइक्रोचिप 18f26k22 माइक्रोकंट्रोलर 28-पिन पीडीआईपी

1 x HDC1080 मॉड्यूल, GY-213V-HDC1080 तापमान सेंसर के साथ उच्च सटीकता डिजिटल आर्द्रता सेंसर

1 x GY-63 MS5611 उच्च-रिज़ॉल्यूशन वायुमंडलीय ऊंचाई सेंसर मॉड्यूल IIC / SPI

Co2 मॉनिटर के लिए 1 x MH-Z19 इन्फ्रारेड co2 सेंसर

1 x (वैकल्पिक) NRF24L01+PA+LNA वायरलेस मॉड्यूल (एंटीना के साथ)

1 x 5V से 3.3V DC-DC स्टेप डाउन पावर सप्लाई बक मॉड्यूल AMS1117 800MA

1 एक्स सिरेमिक कैपेसिटर 100nF

2 एक्स एक्रिलिक बोर्ड 6 * 12 सेमी मोटाई 5 मिमी या 100 * 100 मिमी मोटाई 2 मिमी

1 एक्स माइक्रो यूएसबी कनेक्टर 5 पिन सीट जैक माइक्रो यूएसबी डीआईपी 4 पैर चार पैर प्लेट सीट मिनी यूएसबी कनेक्टर डालने;

एंड्रॉइड फोन के लिए 1 एक्स ब्लैक यूनिवर्सल एंड्रॉइड फोन माइक्रो यूएसबी ईयू प्लग ट्रैवल एसी वॉल चार्जर एडाप्टर

1 एक्स पीसीबी दो तरफा।

कुछ M3 नायलॉन स्पेसर / स्क्रू

-

बाहरी तापमान के लिए (वैकल्पिक)

1 एक्स माइक्रोचिप 16f886 माइक्रोकंट्रोलर 28-पिन पीडीआईपी

1 एक्स पनरोक DS18b20 तापमान जांच तापमान सेंसर स्टेनलेस स्टील पैकेज -100 सेमी तार

1 एक्स 4k7 रोकनेवाला

1 x NRF24L01+ वायरलेस मॉड्यूल

1 एक्स सिरेमिक कैपेसिटर 100nF

1 एक्स प्रोटोटाइप पीसीबी ब्रेडबोर्ड

1 x 85x58x33mm वाटरप्रूफ क्लियर कवर प्लास्टिक इलेक्ट्रॉनिक केबल प्रोजेक्ट बॉक्स एनक्लोजर केस

वायर के साथ 1 एक्स प्लास्टिक बैटरी केस स्टोरेज बॉक्स धारक 2 एक्स एए 3.0V 2AA. के लिए होता है

2 एक्स एए बैटरी

चरण 2: पीसीबी

मैंने इस परियोजना के लिए एक दो तरफा पीसीबी का इस्तेमाल किया। Gerber फ़ाइलें उपलब्ध हैं। यह PCB TFT डिस्प्ले के पीछे फिट बैठता है। सर्किट से हीटिंग को रोकने के लिए तापमान सेंसर को पीछे की तरफ लगाया जाता है। NRF24L01+ को निम्न तरीके से माइक्रोकंट्रोलर से कनेक्ट करें:

पिन 2 - NRF24L01+. का CSN

पिन 8 - NRF24L01+. का GND

पिन 9 - NRF24L01+. का सीई

पिन 22 - NRF24L01+. का SCK

पिन 23 - NRF24L01+. का MISO

पिन 24 - NRF24L01+. का MOSI

पिन 20 - NRF24L01+. का VCC

एनसी - एनआरएफ 24 एल 01 + का आईआरक्यू

चरण 3: बाहरी तापमान

16f886 माइक्रोकंट्रोलर का उपयोग हर 5 मिनट में DS18B20 तापमान सेंसर को पढ़ने के लिए किया जाता है। यह तापमान NRF24L01+ वायरलेस मॉड्यूल के माध्यम से प्रेषित होता है। एक प्रोटोटाइप पीसीबी ब्रेडबोर्ड यहां पर्याप्त है। निम्न माइक्रोकंट्रोलर पिन कॉन्फ़िगरेशन का उपयोग करें:

पिन 2 - NRF24L01+. का CSN

पिन 8 - जीएनडी

पिन 9 - NRF24L01+. का सीई

पिन 14 - NRF24L01+. का SCK

पिन 15 - NRF24L01+. का MISO

पिन 16 - NRF24L01+. का MOSI

पिन 20 - एए बैटरी का +3 वोल्ट

पिन 21 - NRF24L01+. का IRQ

पिन 22 - DS18B20 डेटा (पुल अप के रूप में 4k7 रोकनेवाला का उपयोग करें)

चरण 4: RS232 आउटपुट

हर 5 सेकंड में माप RS232 के माध्यम से पिन 27 (9600 बॉड) पर प्रदान किए जाते हैं। आप इस इंटरफ़ेस को अपने कंप्यूटर से कनेक्ट कर सकते हैं और डेटा प्राप्त करने के लिए एक टर्मिनल प्रोग्राम (जैसे पुट्टी) का उपयोग कर सकते हैं। यह आपको अन्य उद्देश्यों के लिए माप का उपयोग करने की अनुमति देता है।

चरण 5: कोड

इस परियोजना में प्रयुक्त सेंसर 18f26k22 माइक्रोकंट्रोलर के विभिन्न इंटरफेस का उपयोग कर रहे हैं। तो यह MH-Z19 CO2 सेंसर द्वारा उपयोग किया जाने वाला पहला सीरियल इंटरफ़ेस है। यह इंटरफ़ेस 9600 बॉड पर सेट है। इस माइक्रोकंट्रोलर का दूसरा सीरियल इंटरफ़ेस हर 5 सेकंड में पिन 27 पर सेंसर माप प्रदान करने के लिए उपयोग किया जाता है ताकि आप इसे अपने कंप्यूटर से कनेक्ट कर सकें (9600 बॉड पर भी सेट)। HDC1080 तापमान/आर्द्रता सेंसर और MS5611 वायुदाब सेंसर i2c इंटरफेस पर काम करते हैं। TFT डिस्प्ले और NRF24L01+ वायरलेस मॉड्यूल 8 मेगाहर्ट्ज पर कॉन्फ़िगर किए गए समान SPI इंटरफ़ेस पर काम करता है। 18f26k22 माइक्रोकंट्रोलर स्वयं 64 मेगाहर्ट्ज पर सेट है। डिफ़ॉल्ट रूप से, तापमान सेल्सियस में होता है। पिन 21 को जमीन से जोड़ने पर आपको फारेनहाइट में तापमान मिलता है। अचिम डोबलर को उनके माइक्रोजीयूआई ग्राफिक लाइब्रेरी और हैरी डब्ल्यू (1and0) के लिए उनके 64 बिट समाधान के लिए धन्यवाद।

16f886 माइक्रोकंट्रोलर का उपयोग बाहरी तापमान को मापने के लिए किया जाता है। DS18B20 तापमान सेंसर हर 5 मिनट में पढ़ा जाता है (यहां एक-तार प्रोटोकॉल का उपयोग किया जाता है) और NRF24L01+ वायरलेस मॉड्यूल के माध्यम से SPI इंटरफ़ेस के साथ प्रेषित किया जाता है। बैटरी बचाने के लिए अधिकांश समय यह माइक्रोकंट्रोलर लो पावर मोड में होता है। बेशक नकारात्मक तापमान भी समर्थित हैं। यदि इस बाहरी तापमान सुविधा का उपयोग नहीं किया जाता है तो यह टीएफटी स्क्रीन पर दिखाई नहीं देगा इसलिए यह वैकल्पिक है।

18f26k22 और 16f886 माइक्रोकंट्रोलर प्रोग्रामिंग के लिए आपको एक पिकिट 3 प्रोग्रामर की आवश्यकता है। आप मुफ्त माइक्रोचिप आईपीई प्रोग्रामिंग सॉफ्टवेयर का उपयोग कर सकते हैं (वीडीडी को 3.0 वोल्ट पर सेट करना न भूलें और "पावर" मेनू पर "आईसीएसपी विकल्प" पर "टूल से पावर टारगेट सर्किट" चेकबॉक्स को चेक करें)।

चरण 6: टाइमलैप्स इंप्रेशन

लगभग 15 घंटे की मौसम निगरानी कैसी दिखती है, इसका एक समयबद्ध प्रभाव। डिस्प्ले पर सफेद धुंध वास्तव में नहीं है।

• लाल रंग में अंदर का तापमान
• नारंगी में बाहर का तापमान
• नीले रंग में नमी
• हरे रंग में हवा का दबाव
• पीले रंग में co2

चरण 7: आनंद लें

इस परियोजना का आनंद लें !!

लेकिन सिद्धांत रूप में, अकेले देखने योग्य परिमाण पर एक सिद्धांत स्थापित करने का प्रयास करना बिल्कुल गलत है। हकीकत में बिल्कुल विपरीत होता है। यह सिद्धांत है जो तय करता है कि हम क्या देख सकते हैं।

~ अल्बर्ट आइंस्टीन इन फिजिक्स एंड बियॉन्ड ऑफ वर्नर हाइजेनबर्ग पी। 63