Savaitės diena, kalendorius, laikas, drėgmė/temperatūra naudojant akumuliatoriaus tausojimo priemonę: 10 žingsnių (su nuotraukomis)

2024 Autorius: John Day | [email protected]. Paskutinį kartą keistas: 2024-01-30 10:46

Energijos taupymo režimas išskiria šį „Instructable“iš kitų pavyzdžių, rodančių savaitės dieną, mėnesį, mėnesio dieną, laiką, drėgmę ir temperatūrą. Būtent ši galimybė leidžia vykdyti šį projektą iš akumuliatoriaus, nereikalaujant „sieninės karpos“.

Aš buvau paskelbęs ankstesnį valdomą, drėgmės ir temperatūros skystųjų kristalų ekraną su energijos taupymo režimu: minimalios dalys, įdomus, greitas ir labai nebrangus, o tos instrukcijos pabaigoje pateikiau pasirinktinio pakeitimo paveikslėlį. Į tą pakeitimą įtraukta savaitės diena, kalendorius ir laikas, taip pat rodomi tame pačiame ekrane. Gavau daugybę pranešimų, kuriuose prašoma informacijos apie tą papildytą ekraną. Taigi aš skelbiu šią „Instructable“kaip ankstesnės modifikaciją ir plėtinį.

Kad išgelbėčiau skaitytojus nuo to, kad reikia rasti anksčiau paminėtą „Instructable“, aš čia dubliavau dalį toje „Instructable“pateiktos informacijos ir, žinoma, įtraukiu papildytą informaciją, kad savaitės diena, kalendorius ir laikas taip pat turi būti pateikiama šalia santykinės drėgmės ir temperatūros. Tačiau kai kuriems skaitytojams gali prireikti savaitės dienos, kalendoriaus ir laiko, o tik rodyti drėgmę ir temperatūrą. Tiems skaitytojams tas ankstesnis „Instructable“veiks gerai.

Kaip minėjau ankstesniame „Instructable“, mano studija ne visada buvo geriausios temperatūros, todėl nusprendžiau, kad būtų naudinga ant stalo rodyti aplinkos temperatūrą. Jutiklio, teikiančio drėgmę, kaina, be temperatūros, nebuvo per didelė; todėl į šį projektą buvo įtrauktas drėgmės rodiklis.

Atsirado papildomas reikalavimas, nes sutuoktinis dažnai manęs klausdavo savaitės dienos ir (arba) mėnesio dienos, todėl nusprendžiau ir juos įtraukti į ekraną. Aš padariau dvi čia parodyto projekto kopijas. Viena mano studijai, o kita mūsų namų kambariui, kuriame dažnai sutinkamas mano sutuoktinis. Naudojau (1) realaus laiko laikrodį (RTC) ir (2) drėgmės ir temperatūros jutiklį.

Tiek mano, tiek DHT11, tiek DHT22 drėgmės/temperatūros jutikliai pateikia temperatūros rezultatus Celsijaus laipsniais. Laimei, tai lengva konvertuoti į Fahrenheitą (formatas, naudojamas JAV, kuri yra mano vieta). Žemiau pateiktame eskize pateikiamas kodas, kurį galima lengvai pakeisti, kad būtų rodoma temperatūra Celsijaus laipsniu, jei tai yra naudojama jūsų vietoje.

Aš apsvarstiau ir DHT22, ir DTH11 jutiklius ir nusprendžiau naudoti DHT22, nors ir šiek tiek brangiau. DHT11 dažnai galima įsigyti už mažiau nei 2 USD, o DHT22 - dažnai už mažiau nei 5 USD. Jei perkate tiesiai iš Kinijos, kaina gali būti dar mažesnė. Jei norėčiau rodyti tik temperatūrą, galėčiau naudoti DMP36 jutiklį, o ne DHT22, ir sutaupyti, ir iš tikrųjų taip sukūriau dar ankstesnį savo „pasidaryk pats“projektą. Tačiau nusprendžiau santykinės drėgmės rodymą įtraukti į kitus šio projekto elementus.

DHT22 yra šiek tiek tikslesnis nei DHT11. Taigi, šiek tiek didesnė DHT22 kaina atrodė pagrįsta. Abiejuose DHT įrenginiuose yra talpiniai drėgmės jutikliai. Šie drėgmės jutikliai plačiai naudojami pramoniniams ir komerciniams projektams. Nors jie nėra ypač tikslūs, jie gali veikti palyginti aukštoje temperatūroje ir turi pakankamai atsparumą chemikalams jų aplinkoje. Jie matuoja dielektriko pokyčius, kuriuos sukelia santykinė jų aplinkos drėgmė. Laimei, talpos pokyčiai iš esmės yra tiesiniai drėgmės atžvilgiu. Santykinį šių jutiklių tikslumą galima lengvai pamatyti, kai du iš jų yra vienas šalia kito. Jei tai bus padaryta, bus matyti, kad santykinės drėgmės atveju jie skiriasi ne daugiau kaip 1 arba 2 procentiniais punktais.

DHT11/22 jutiklius galima lengvai pakeisti vienas kitu. Priklausomai nuo išlaidų apribojimų, jei tokių yra, galima pasirinkti bet kurį jutiklį. Jie abu tiekiami panašiuose 4 kontaktų paketuose, kuriuos galima pakeisti, ir kaip netrukus pamatysime, tik 3 iš 4 kaiščių abiejose pakuotėse reikės norint sukurti čia pateiktą darbalaukio drėgmės ir temperatūros ekraną. Nors naudoti reikia tik trijų kaiščių, šie keturi kaiščiai suteikia papildomo stabilumo, kai šie DHT jutikliai dedami/montuojami ant duonos lentos.

Panašiai apsvarstiau ir DS1307, ir DS3231 RTC. Kadangi aplinkos temperatūra gali turėti įtakos DS1307, aš nusprendžiau pasirinkti DS3231. Nors pasirinktinai galima naudoti DS1307. Atliekant įvairius bandymus, lyginančius RTC su dreifu (t. Y. Neteisingai nustatant laiką), DS3231 pasirodė esąs tikslesnis, tačiau skirtumas naudojant bet kurį jutiklį nėra toks didelis.

Žinoma, jei savo projekte galite lengvai prisijungti prie interneto, galite atsisiųsti laiką tiesiogiai, todėl jums nereikia realaus laiko laikrodžio. Tačiau šiame projekte daroma prielaida, kad nėra lengvo interneto ryšio, ir jis skirtas veikti be jo.

Jei naudojate „sieninę karpą“, papildomos energijos sąnaudos gali būti ne itin svarbios. Tačiau, jei maitinate ekraną iš akumuliatoriaus, sumažintos energijos sąnaudos pailgins baterijos tarnavimo laiką. Taigi ši instrukcija ir eskizas pateikia būdą, kaip LCD ekrano skydelyje esantį mygtuką „Kairė“įjungti ir išjungti foninį apšvietimą, kad būtų sumažintos energijos sąnaudos.

Kaip bus matyti šioje instrukcijoje, projektui reikia palyginti nedaug komponentų, nes didžiąją dalį „sunkaus kėlimo“atlieka jutikliai ir eskizas.

Aš norėčiau naudoti eksperimentinę platformą daugeliui savo projektų, ypač tiems, kurie baigsis ekranais, nes ši platforma leidžia tvarkyti ir rodyti projektus kaip vieną vienetą.

1 žingsnis: reikalingi elementai

Reikalingi elementai yra šie:

- Eksperimentinė platforma, nors projektą būtų galima sukurti ir be jo, tai palengvina galutinės konstrukcijos rodymą.

- 400 raiščių duonos lentelė

- LCD ekranas su mygtukais

- DHT22 (AOSONG AM2302) skaitmeninis temperatūros ir drėgmės jutiklis.

- Laikrodis realiuoju laiku pasirinkau DS3231 (tačiau DS1307 veiks su čia pateiktu kodu, tik įsitikinkite, kad GND, VCC, SDA ir SCL kaiščiai yra prijungti panašiai kaip DS3231. Tai yra, DS1307 galima pakeisti DS3231, tiesiog įsitikinus, kad atitinkami DS1307RTC kaiščiai atitinka atitinkamus duonos lentos lizdus, „Dupont“prijungimo laidų nereikės perkelti.) Pagrindinis skirtumas tarp šių dviejų RTC yra jų tikslumas, nes DS1307 gali paveikti aplinkos temperatūra, kuri gali pakeisti borto osciliatoriaus dažnį. Abu RTC naudoja I2C ryšį.

- Moteriškos antgaliai turi būti lituojami ant LCD skydo. Aš naudoju 5 ir 6 kontaktų antraštes (nors jei pasirinksite alternatyvų skydą, taip pat parodytą čia, antraščių nereikės). Kištukinius lizdus galima pakeisti vyriškais antgaliais, o jei jie naudojami, reikia pakeisti tik kai kurių „Dupont“jungiamųjų laidų vienos pusės lytį.

- Dupont prijungimo laidai

- „Arduino UNO R3“(vietoj UNO gali būti naudojami kiti „Arduino“, tačiau jie turėtų galėti išvesti ir valdyti 5v)

- USB kabelis, skirtas įkelti eskizą iš kompiuterio į UNO

Įrenginys, pvz., „Sieninė karpa“arba akumuliatorius, skirtas UNO maitinti po to, kai jis yra užprogramuotas. Jūsų darbastalyje gali būti daug reikalingų daiktų, nors gali tekti juos įsigyti. Jei turite pirmuosius kelis, galite pradėti laukdami kitų. Visi šie elementai yra lengvai prieinami internete tokiose svetainėse kaip „Amazon.com“, „eBay.com“, „Banggood.com“ir daugelyje kitų

2 žingsnis: Paruoškite eksperimentinę platformą

Eksperimentinė platforma tiekiama vinilo maišelyje, kuriame yra 120 mm x 83 mm organinio stiklo lakštas, ir mažame plastikiniame maišelyje, kuriame yra 5 varžtai, 5 plastikiniai atramos (tarpikliai), 5 veržlės ir lakštas su keturiais buferiais, lipniomis kojelėmis. Reikės visų keturių buferių, kaip ir keturių kitų elementų. Yra papildomas varžtas, atrama ir veržlė, kurių nereikia. Tačiau maišelyje nėra instrukcijų.

Iš pradžių vinilinis maišelis perpjaunamas, kad būtų pašalintas organinio stiklo lakštas ir mažas maišelis. Plexiglas lapas iš abiejų pusių yra padengtas popieriumi, kad būtų apsaugotas tvarkymas ir transportavimas.

Pirmasis žingsnis yra nulupti popierių iš kiekvienos platformos pusės ir nuimti du lapus. Kai popierius pašalinamas iš kiekvienos pusės, keturios „Arduino“tvirtinimo prie platformos skylės yra lengvai matomos. Lengviausia, jei nuplėšus popierių akrilo lakštas turėtų būti dedamas taip, kad keturios skylės būtų dešinėje, o skylės - arčiausiai viena kitos ir šalia vieno akrilo plokštės krašto - į jus (kaip matyti pridedamame paveikslėlyje).

3 žingsnis: „Arduino UNO“arba „Clone“montavimas prie eksperimentinės platformos

„Arduino UNO R3“plokštėje yra keturios tvirtinimo angos. Skaidrios tarpinės dedamos tarp apatinės UNO R3 pusės ir viršutinės akrilo plokštės pusės. Dirbdamas prie savo pirmosios eksperimentinės lentos padariau klaidą, darydamas prielaidą, kad tarpikliai yra poveržlės, kurios turėtų būti dedamos po plexiglas plokšte, kad veržlės būtų tvirtai laikomos. Tarpikliai yra po „Arduino UNO“plokšte, aplink varžtus, kai varžtai praeina per UNO tvirtinimo angas. Perėję plokštę, varžtai praeina per tarpiklius, o po to per akrilo plexiglas plokštės skyles. Varžtai uždaromi veržlėmis, esančiomis mažoje pakuotėje. Varžtai ir veržlės turi būti priveržti, kad „Arduino“nejudėtų naudojimo metu.

Man buvo lengviausia pradėti nuo skylės, esančios arčiausiai atstatymo mygtuko (žr. Nuotraukas), ir judėti pagal laikrodžio rodyklę aplink „Arduino“. UNO prie plokštės, kaip ir galima tikėtis, pritvirtinamas vienu varžtu.

Norėdami atsukti varžtus, jums reikės mažo atsuktuvo „Phillips“. Radau, kad lizdas riešutams laikyti yra gana naudingas, nors ir nebūtinas. Naudojau „Wiha“sukurtas ir „Amazon“prieinamas tvarkykles [a Wiha (261) PHO x 50 ir Wiha (265) 4.0 x 60]. Tačiau bet koks mažas „Phillips“galvutės atsuktuvas turėtų veikti be problemų, ir, kaip minėta anksčiau, veržliarakčio iš tikrųjų nereikia (nors tai daro montavimą greitesnį, lengvesnį ir saugesnį).

4 žingsnis: pusės dydžio, 400 kaklaraiščių taškų, duonos lentos montavimas prie eksperimentinės platformos

Apatinė pusės dydžio duonos lentos dalis yra padengta popieriumi, prispaustu ant lipnios pagrindo. Pašalinkite šį popierių ir prispauskite bandomąją lentą su dabar padengta lipnia pagrindu ant eksperimentinės platformos. Turėtumėte pabandyti vieną duonos lentos pusę pastatyti lygiagrečiai arčiausiai esančiai „Arduino“pusei. Tiesiog prispauskite lipnią duonos lentos pusę ant akrilo plokštės.

Tada apverskite platformą ir pritvirtinkite keturias plastikines kojas ant keturių platformos apačios kampų.

Nepriklausomai nuo to, kokią eksperimentinę platformą naudojate, baigdami turite turėti ir „Arduino UNO R3“, ir pusės dydžio duonos lentą, ir keturias pėdas apačioje, kad platformą ir duonos lentą būtų galima pastatyti ant bet kokio lygaus paviršiaus, nepažeidžiant to paviršiaus, tuo pat metu tvirtai remiant surinkimą

5 žingsnis: LCD ekranas

Galite naudoti skydą, pvz., Tą, kuris buvo parodytas anksčiau, kai smeigtukai jau prilituoti. Tačiau toks skydas turi kaiščius, o ne lizdus, todėl „Dupont“duonos lentos kabeliai turi būti pasirinkti atitinkamai. Jei taip, jums tereikia jį pritvirtinti prie UNO. Montuodami įsitikinkite, kad uždėjote skydą teisinga kryptimi, o kaiščiai abiejose skydo pusėse yra sujungti su UNO lizdais.

Jei naudojate skydą, tokį, kokį naudoju čia, be smeigtukų, kurie jau yra lituoti. Atidėkite antgalius, turinčius atitinkamai 5 ir 6 lizdus, kad lituotumėte ant skydo. Šių antgalių lizdai, kai juos lituojate, turi būti skydo komponento pusėje (žr. Nuotraukas). Kai antgaliai bus prilituoti vietoje, galite tęsti panašiai kaip skydą, įsigytą su jau prilituotais kaiščiais. Aš nusprendžiau naudoti M-D Dupont kabelius, o ne M-F kabelius, nes man labiau patinka M-M kabeliai. Tačiau galite pasirinkti naudoti LCD skydo kaiščius, o ne moteriškas antraštes, tokiu atveju jums reikia pakeisti lytį tik vienoje „Dupont“prijungimo kabelių pusėje.

Nepriklausomai nuo to, kurį skydą pasirinksite, kai baigsite, turėtumėte turėti skydą, sumontuotą ant „Arduino UNO“. Arba skydas, tas, kuriame yra iš anksto lituoti kaiščiai, arba tas, kurį jūs lituodavote su moteriškomis antraštėmis (arba antgaliai, jei pasirinksite), naudoja nemažai skaitmeninių kaiščių. Skaitmeniniai kaiščiai D0 – D3 ir D11 – D13 skydas nenaudoja, tačiau čia nebus naudojami. Skydas naudoja analoginį lizdą A0, kad išsaugotų mygtukų paspaudimų rezultatus. Taigi, analoginius kaiščius nuo A1 iki A5 galima laisvai naudoti. Šiame projekte, norėdamas visiškai netrukdyti LCD ekranui, naudojau tik analoginius lizdus ir nenaudojau jokių skaitmeninių įėjimų.

Man atrodė, kad lengviausia naudoti duonos lentą su vyriškomis antraštėmis, kad būtų galima laikyti moteriškas antraštes litavimui (žr. Nuotraukas).

Skaitmeninis kaištis 10 naudojamas LCD apšvietimo ekranui, ir mes jį naudosime savo eskize, norėdami valdyti LCD maitinimą, kai ekranas nenaudojamas. Tiksliau tariant, mes naudosime skydelio mygtuką „LEFT“, kad įjungtume ir išjungtume foninį apšvietimą, kad taupytume energiją, kai ekrano nereikia.

6 veiksmas: DHT22 drėgmės ir temperatūros jutiklio naudojimas

Įdėkite keturis DHT22 kaiščius į pusės dydžio duonos lentą, taip pritvirtindami jutiklį prie duonos lentos.

Aš sunumeravau DHT22 kaiščius nuo 1 iki 4, kaip parodyta pridėtoje nuotraukoje. Maitinimas jutikliui tiekiamas per 1 ir 4 kaiščius. Konkrečiai, 1 kaištis suteikia +5 V galią, o 4 kaištis naudojamas įžeminimui. 3 kaištis nenaudojamas, o 2 kaištis naudojamas informacijai, kuri reikalinga mūsų ekranui, pateikti.

Prijunkite tris kaiščius, naudojamus DHT22, naudodami su jais susijusius lizdus duonos lentoje, kad prijungtumėte prie skydo, taigi ir „Arduino UNO“:

1) 1 jutiklio kaištis eina į skydo 5 V maitinimo lizdą, 2) Jutiklio 4 kaištis eina į vieną iš skydo GND jungčių, 3) Jutiklio 2 kaištis, duomenų išvesties kaištis, eina į analoginį lizdą A1 (palyginkite tai su mano ankstesniu „Instructable“, kur jis buvo ant skydo 2 skaitmeninio lizdo). Čia naudoju analoginį, o ne skaitmeninį lizdą, kad LCD ekranas būtų visiškai nekliudomas. Naudinga prisiminti, kad visi analoginiai kaiščiai taip pat gali būti naudojami kaip skaitmeniniai kaiščiai. Nors čia A0 yra skirtas skydo mygtukams.

DHT22 jutiklis gali atnaujinti informaciją tik kas 2 sekundes. Taigi, jei įjungiate jutiklį daugiau nei kartą per dvi sekundes, kaip čia gali atsitikti, galite gauti šiek tiek pasenusius rezultatus. Namų ir biurų atveju tai nėra problema, ypač todėl, kad santykinė drėgmė ir temperatūra rodomi kaip sveikieji skaičiai be dešimtainių skaičių.

7 veiksmas: realaus laiko laikrodžio (RTC) pridėjimas

Aš naudoju DS3231 šešių kontaktų pusę, nors reikia tik keturių kaiščių. Tai turėjo užtikrinti dar didesnį šio RTC stabilumą, kai jis prijungtas prie duonos lentos. Pridedamame paveikslėlyje parodyta CR2032 baterija, kurią reikia prijungti prie DS3231 RTC, kad ji galėtų išsaugoti informaciją net tada, kai ji yra atjungta nuo kito maitinimo šaltinio. Tiek DS1307, tiek DS3231 priima to paties stiliaus CR2031 mygtuko bateriją.

DS3231 jungtys yra tokios:

- GND nuo DS3231 iki GND ant LCD skydo

- VCC nuo DS3231 iki 5V ant LCD ekrano

- SDA nuo DS3231 iki A4 ant LCD skydo

- SCL nuo DS3231 iki A5 ant LCD ekrano

Kai baigsite, „Dupont“kabeliai bus prijungti prie A1 (DHT22) ir A4 ir A5, skirti RTC SDA ir SCL kaiščiams.

Taip pat pridėjau pasirinktinio DS1307 paveikslėlį, kuriame rodomi kaiščiai, kuriuos reikės prijungti. Nors to negalima nuskaityti iš nuotraukos, mažiausias IC, esantis arčiausiai neišlituotų „skylių“, yra DS1307Z, kuris yra RTC. Kitas mažas IC, kurį galima pamatyti, yra EEPROM, kurį galima naudoti saugojimui; jis nenaudojamas toliau pateiktame eskize.

Abu RTC nanoamperių diapazone sunaudoja labai mažai energijos, todėl realaus laiko laikrodžiai išsaugos informaciją ir nepritrūks energijos, jei jie bus naudojami tik iš vidinių baterijų. Turbūt geriausia kasmet keisti mygtuko bateriją, nors dabartinis abiejų RTC išsikrovimas yra toks mažas, kad jie gali išlaikyti įkrovą kelerius metus.

8 žingsnis: eskizas

Ši svetainė pašalina mažiau ir daugiau nei simboliai ir tarp šių simbolių esantis tekstas. Taigi nenusibosta čia eskizą įtraukti į tekstą. Norėdami pamatyti eskizą, kaip parašyta, atsisiųskite pridėtą teksto failą. Eskize sekundės nerodomos, bet siunčiamos į paslėptus 1602 LCD buferius, esančius už ekrano buferių. Taigi, jei norite rodyti sekundes, tiesiog nuolat slinkite ekranu į kairę ir tada į dešinę.

Į eskizą įtraukiau DS3231 antraštės failą ir apibrėžiau DS3231 tipo objektą. Šis objektas eskize naudojamas periodiškai nuskaityti reikalingą savaitės dienos, mėnesio, dienos ir laiko informaciją. Ši savaitės dienos, mėnesio ir mėnesio dienos informacija priskiriama char kintamiesiems, o tada šiuose kintamuosiuose išsaugoti rezultatai spausdinami LCD ekrane. Laikas išspausdinamas visiškai, tačiau sekundžių laiko dalis, kaip aptarta anksčiau, siunčiama į nerodomus 24 simbolių buferius 1602 skystųjų kristalų ekrane, vos už rodomų simbolių. Kaip minėta aukščiau, rodomos tik valandos ir minutės, o sekundės yra paslėptos šių 24 simbolių buferių pradžioje.

Skystųjų kristalų ekrano apšvietimą galima įjungti, kai reikia, ir kitaip išjungti. Kadangi ekranas vis dar aktyvus net ir išjungus foninį apšvietimą, jį galima skaityti esant stipriai apšviestai, net jei jis išjungtas. Tai reiškia, kad foninis apšvietimas neturi būti įjungtas, kad būtų galima skaityti LCD ekrane pateikiamą informaciją, kuri ir toliau atnaujinama, net jei ji išjungta.

Eskize pamatysite eilutę:

RTC.adjust (DateTime (2016, 07, 31, 19, 20, 00));

Tai naudoja RTC_DS1307 tipo objektą ir leidžia lengvai nustatyti dabartinę datą ir laiką. Vykdydami eskizą, šioje eilutėje įveskite tinkamą datą ir laiką. Radau, kad įvedus minutę po dabartinio laiko, rodomo mano kompiuteryje, buvo pasiektas gana artimas faktiniam laikui (eskizui apdoroti reikia šiek tiek laiko, o eskizui paleisti reikia dar apie 10 sekundžių)..

9 veiksmas: Surinkto projekto rodymas

Savo sumontuotą projektą sumontavau ant vizitinės kortelės laikiklio (žr. Nuotrauką). Vizitinės kortelės turėtojas buvo mano „šansų ir galų“kolekcijoje. Kadangi turiu daug tokių laikiklių, čia panaudojau vieną. Tačiau surinktas projektas gali būti taip pat lengvai rodomas mobiliojo telefono laikiklyje ir tt Bet koks laikiklis, kuris surinktą projektą perkelia iš plokščios padėties į 30–60 laipsnių kampą, taip pat turėtų veikti.

10 žingsnis: vėliau

Sveikiname, jei atlikote aukščiau nurodytus veiksmus, dabar turite savo ekraną, kuriame rodoma savaitės diena, kalendorius, laikas, santykinė drėgmė ir temperatūra.

Jei manote, kad ši instrukcija yra vertinga, ir ypač jei turite pasiūlymų, kaip patobulinti ar išplėsti savo žinias šioje srityje, man būtų malonu išgirsti jūsų nuomonę. Galite susisiekti su manimi adresu [email protected]. (norėdami susisiekti su manimi, pakeiskite antrąjį „i“į „e“.