A hét napja, naptár, idő, páratartalom/hőmérséklet akkumulátor -kímélővel: 10 lépés (képekkel)

2024 Szerző: John Day | [email protected]. Utoljára módosítva: 2024-01-30 09:41

Az energiatakarékos mód az, ami megkülönbözteti ezt az Instructable -t a hét, hónap, hónap, nap, idő, páratartalom és hőmérséklet mutató példáitól. Ez a képesség teszi lehetővé, hogy ezt a projektet akkumulátorról is futtassák, anélkül, hogy "falszemölcs" kellene.

Korábban közzétettem egy Instructable, Nedvesség és hőmérséklet LCD kijelzőt energiatakarékos üzemmóddal: Minimális alkatrészek, szórakoztató, gyors és nagyon olcsó, és az Instructable végén bemutattam egy opcionális módosítás képét. Ez a módosítás magában foglalta a hét napját, a naptárat és az időt is, amelyek ugyanazon a kijelzőn jelentek meg. Számos üzenetet kaptam, amelyek információkat kértek a kibővített kijelzőn. Így ezt az Instructable -t közzéteszem, mint módosítást és kiterjesztést az előzőhöz.

Annak érdekében, hogy az olvasóktól megkíméljük a korábban említett Instructable megtalálását, megkettőztem az Instructable -ben bemutatott információk egy részét itt, és természetesen a kibővített információkat is belefoglalom, hogy a hét napja, a naptár és az idő is a relatív páratartalom és hőmérséklet mellett kell bemutatni. Előfordulhat azonban, hogy néhány olvasónak nincs szüksége a hét napjára, a naptárra és az időre, és csak a megjelenített páratartalomra és hőmérsékletre van szüksége. Azok az olvasók számára a korábbi Instructable jól fog működni.

Amint azt a korábbi Instructable -ben említettem, a tanulmányom nem volt mindig a legjobb hőmérsékleten, ezért úgy döntöttem, hogy hasznos lenne megjeleníteni az asztalon a környezeti hőmérsékletet. A páratartalmat biztosító érzékelő költsége a hőmérséklet mellett nem volt megfizethetetlen; ezért a projektbe páratartalom -kijelzőt is beépítettek.

További követelmény merült fel, mivel a házastársam gyakran kérte tőlem a hét napját és/vagy a hónap napját, ezért úgy döntöttem, hogy ezeket is megjelenítem a kijelzőn. Az itt látható projektből két példányt készítettem. Az egyik a dolgozószobámhoz, a másik a házunk szobájához, ahol a házastársam gyakran megtalálható. Mind (1) valós idejű órát (RTC), mind (2) páratartalom- és hőmérséklet -érzékelőt használtam.

Mind a DHT11, mind a DHT22 páratartalom/hőmérséklet érzékelők az általam megtartott hőmérséklet -eredményeket nyújtják Celsius -fokon. Szerencsére ez könnyen konvertálható Fahrenheit -re (az Egyesült Államokban használt formátum, amely a helyem). Az alábbi vázlat olyan kódot tartalmaz, amely könnyen módosítható, hogy megjelenítse a hőmérsékletet Celsius -fokon, ha ezt használják az Ön tartózkodási helyén.

A DHT22 és a DTH11 érzékelőket is figyelembe vettem, és a DHT22 mellett döntöttem, bár valamivel drágábban. A DHT11 -et gyakran 2 dollárnál alacsonyabb áron lehet megvásárolni, míg a DHT22 -t gyakran 5 dollárnál alacsonyabb áron. Ha közvetlenül Kínából vásárolják, a költségek még alacsonyabbak lehetnek. Ha csak a hőmérsékletet szeretném megjeleníteni, akkor a DHT22 helyett használhattam volna egy TMP36 érzékelőt, és némi megtakarítást realizáltam, és valóban így építettem fel egy még korábbi barkácsprojektemet. Úgy döntöttem azonban, hogy a relatív páratartalom kijelzését is belefoglalom a projektben megjelenített egyéb elemek közé.

A DHT22 valamivel pontosabb, mint a DHT11. Tehát a DHT22 valamivel magasabb költsége ésszerűnek tűnt. Mindkét DHT készülék kapacitív páratartalom -érzékelőt tartalmaz. Ezeket a páratartalom -érzékelőket széles körben használják ipari és kereskedelmi projektekben. Bár nem rendkívül pontosak, képesek viszonylag magas hőmérsékleten működni, és ésszerűen ellenállnak a környezetükben található vegyszereknek. Mérik a dielektromos változásokat, amelyeket a környezetük relatív páratartalma okoz. Szerencsére a kapacitásváltozások lényegében lineárisak a páratartalomhoz képest. Ezen érzékelők relatív pontossága könnyen látható, ha kettőt egymás mellé helyez. Ha ezt megtesszük, látható lesz, hogy relatív páratartalom esetén legfeljebb 1 vagy 2 százalékponttal különböznek egymástól.

A DHT11/22 érzékelők könnyen helyettesíthetők egymással. A költségkorlátozásoktól függően, ha vannak, bármelyik érzékelő választható. Mindkettő hasonló, 4 tűs csomagokban található, amelyek felcserélhetők, és amint rövidesen látni fogjuk, a csomagok 4 csapjából csak 3-ra lesz szükség az itt bemutatott asztali páratartalom és hőmérséklet kijelző megjelenítéséhez. Bár csak három csap szükséges a használathoz, a négy csap további stabilitást biztosít, ha ezeket a DHT -érzékelőket kenyérlapra helyezi/szereli.

Hasonló módon vettem figyelembe a DS1307 és DS3231 RTC -ket is. Mivel a környezeti hőmérséklet befolyásolhatja a DS1307 készüléket, a DS3231 mellett döntöttem. Bár a DS1307 opcionálisan használható. A különböző tesztek során, amelyek összehasonlították az RTC -ket a sodródással (azaz az idő rosszul értelmezésével) kapcsolatban, a DS3231 pontosabbnak bizonyult, de a különbség egyik érzékelő használatában sem olyan nagy.

Természetesen, ha könnyen csatlakozhat az internethez a projektben, akkor közvetlenül letöltheti az időt, így nincs szüksége valós idejű órára. Ez a projekt azonban feltételezi, hogy nem áll rendelkezésre egyszerű internetkapcsolat, és úgy tervezték, hogy anélkül is működik.

Ha „fali szemölcsöt” használ, akkor az extra áramfogyasztás nem feltétlenül fontos. Ha azonban a kijelzőt akkumulátorról táplálja, a csökkentett energiafogyasztás meghosszabbítja az akkumulátor élettartamát. Így ez az útmutató és az alábbi vázlat lehetőséget nyújt az LCD -kijelzőn lévő „Bal” gomb használatával a háttérvilágítás be- és kikapcsolására az energiafogyasztás csökkentése érdekében.

Amint az ebben az utasításban látható lesz, a projekt viszonylag kevés komponenst igényel, mivel a „nehéz emelés” nagy részét az érzékelők és a vázlat végzi.

Inkább kísérleti platformot használok sok projektemhez, különösen azokhoz, amelyek kijelzőként fognak megjelenni, mivel ez a platform lehetővé teszi a projektek kezelését és megjelenítését egyetlen egységként.

1. lépés: A szükséges elemek

A szükséges elemek a következők:

- Kísérleti platform, bár a projekt anélkül is felépíthető, de megkönnyíti a végleges konstrukció megjelenítését.

- 400 nyakkendőből álló kenyérsütő

- LCD pajzs gombokkal

- DHT22 (AOSONG AM2302) digitális hőmérséklet- és páratartalom -érzékelő.

- Valós idejű óra, a DS3231 -et választottam (Azonban egy DS1307 működik az itt megadott kóddal, csak győződjön meg arról, hogy a GND, VCC, SDA és SCL csapok a DS3231 -hez hasonló módon vannak csatlakoztatva. Vagyis a A DS1307 helyettesíthető a DS3231 -gyel, ha egyszerűen meggyőződik arról, hogy a megfelelő csapok a DS1307RTC -n illeszkednek a kenyérsütő lemez megfelelő aljzataihoz, a Dupont csatlakozó vezetékeket nem kell mozgatni.) A két RTC közötti elsődleges különbség a pontosságuk, mivel a A DS1307-et befolyásolhatja a környezeti hőmérséklet, amely megváltoztathatja a fedélzeti oszcillátor frekvenciáját. Mindkét RTC I2C kapcsolatot használ.

- Női fejrészek forraszthatók az LCD pajzsra. 5 és 6 tűs női fejléceket használtam (bár ha az itt látható alternatív pajzsot választja, akkor nem lesz szükség fejlécekre). A dugaszolható dugaszok helyettesíthetők a dugaszolóaljzatokkal, és ha csak a Dupont bekötővezetékek egyik oldalának nemét kell megváltoztatni.

- Dupont összekötő vezetékek

- Arduino UNO R3 (Más Arduino is használható az UNO helyett, de képesnek kell lenniük az 5v kimenetre és kezelésére)

- USB -kábel a vázlat feltöltéséhez a számítógépről az UNO -ba

Olyan eszköz, mint a „fali szemölcs” vagy az akkumulátor az UNO tápellátására a programozás után. Előfordulhat, hogy a szükséges elemek közül sok megtalálható a munkaasztalán, bár előfordulhat, hogy meg kell vásárolnia néhányat. Ha megvan az első néhány, akkor lehet kezdeni, miközben a többiekre vár. Mindezek az elemek könnyen elérhetők online az olyan webhelyeken keresztül, mint az Amazon.com, eBay.com, Banggood.com és még sok más

2. lépés: A kísérleti platform előkészítése

A kísérleti platform egy 120 mm x 83 mm-es plexilapot tartalmazó vinilzacskóban, valamint egy kis műanyag zacskóban, amely 5 csavart, 5 műanyag rögzítőelemet (távtartót), 5 anyát és egy lapot tartalmaz, négy ütközővel, öntapadós lábakkal. Mind a négy ütközőre szükség lesz, akárcsak a többi négy elemre. Van egy extra csavar, rögzítőelem és anya, amelyekre nincs szükség. A táska azonban nem tartalmaz utasításokat.

Kezdetben a vinilzsákot felnyitják, hogy eltávolítsák a plexilapot és a kis zacskót. A plexilap mindkét oldalán papírral van borítva, hogy megvédje a kezelés és szállítás során.

Az első lépés az, hogy hámozza le a papírt a platform mindkét oldalán, és távolítsa el a két lapot. Miután eltávolította a papírt mindkét oldaláról, az Arduino platformhoz való rögzítésére szolgáló négy lyuk könnyen látható. A legegyszerűbb, ha a papír eltávolítása után az akrillapot úgy kell elhelyezni, hogy a négy lyuk a jobb oldalon, a lyukak pedig a legközelebb essenek egymáshoz és az akrillap egyik széléhez közel legyenek Ön felé (amint az a mellékelt képen is látható).

3. lépés: Az Arduino UNO vagy klón felszerelése a kísérleti platformra

Az Arduino UNO R3 tábla négy rögzítőlyukkal rendelkezik. Az átlátszó távtartókat az UNO R3 alsó oldala és az akrillap felső oldala közé kell helyezni. Az első kísérleti táblán dolgozva elkövettem azt a hibát, hogy azt feltételeztem, hogy a távtartók alátétek, amelyeket a plexilap alá kell helyezni, hogy az anyákat a helyükön tartsák - nem szabad. A távtartókat az Arduino UNO tábla alatt, a csavarok körül helyezik el, miután a csavarok áthaladnak az UNO rögzítőfuratain. A táblán való áthaladás után a csavarok áthaladnak a távtartókon, majd az akril plexilap táblán lévő lyukakon. A csavarokat a kis csomagban található anyák zárják le. A csavarokat és anyákat meg kell húzni annak biztosítása érdekében, hogy az Arduino használat közben ne mozduljon el.

Úgy találtam, hogy a legegyszerűbb a reset gombhoz legközelebbi lyukkal kezdeni (lásd a képeket), és az óramutató járásával megegyező irányban haladni az Arduino körül. Az UNO a táblához van rögzítve, ahogy az várható is, egy csavarral.

A csavarok forgatásához szüksége lesz egy kis Phillips fejű csavarhúzóra. Úgy találtam, hogy egy foglalat a dió tartásához nagyon hasznos volt, bár nem szükséges. Wiha által készített és az Amazonon elérhető illesztőprogramokat használtam [a Wiha (261) PHO x 50 és a Wiha (265) 4,0 x 60]. Azonban minden kis Phillips fejű csavarhúzónak problémamentesen kell működnie, és mint korábban említettük, anyacsavarozóra nincs szükség (bár ez gyorsabbá, egyszerűbbé és biztonságosabbá teszi a szerelést).

4. lépés: Fél méretű, 400 kötési pont, kenyértábla felszerelése a kísérleti platformra

A félméretű kenyértábla alsó oldalát ragasztólapra nyomott papír borítja. Távolítsa el ezt a papírt, és nyomja meg a kenyérsütő lapot a most kitett ragasztóháttal a kísérleti platformra. Meg kell próbálnia a kenyeretábla egyik oldalát párhuzamosan elhelyezni azzal az Arduino oldallal, amelyhez a legközelebb van. Egyszerűen nyomja a kenyérlap öntapadó oldalát az akril lapra.

Ezután fordítsa meg a platformot, és szerelje fel a négy mellékelt műanyag lábat a platform aljának négy sarkára.

Bármilyen kísérleti platformot is használ, befejezésekor mind az Arduino UNO R3-at, mind a fél méretű kenyérlapot fel kell szerelnie, és négy lábat az alsó oldalon, hogy a platformot és a kenyérlapot bármilyen sík felületre lehessen helyezni anélkül, hogy megrongálná ezt a felületet, miközben határozottan támogatja a szerelvényt

5. lépés: Az LCD pajzs

Használhat pajzsot, például a korábban bemutatottat, és a csapok már forrasztva vannak. Az ilyen pajzsnak azonban csapjai vannak, nem pedig aljzatok, ezért a Dupont kenyeretábla kábeleit ennek megfelelően kell megválasztani. Ha igen, akkor csak az UNO -ra kell felszerelnie. Szereléskor győződjön meg arról, hogy a pajzsot a megfelelő tájolásban szereli fel, és a pajzs mindkét oldalán lévő csapokat az UNO aljzataihoz igazítsa.

Ha olyan pajzsot használ, mint amilyet itt használok, anélkül, hogy a csapokat már a helyére forrasztaná. A pajzsra való forrasztáshoz tegyen félre női hüvelyeket 5 és 6 foglalattal. Ezen fejlécek foglalatainak a pajzs alkatrészoldalán kell lenniük, amikor ráforrasztják őket (lásd a fényképeket). Miután a fejrészeket a helyére forrasztották, hasonló módon járhat el, mint a pajzs, amelyet a már beforrasztott csapokkal vásároltak. Úgy döntöttem, hogy az M-D Dupont kábeleket használom az M-F kábelekkel szemben, mivel általában az M-M kábeleket részesítem előnyben. Azonban választhat, hogy csapokat használ az LCD -pajzson, és nem női fejléceket, ebben az esetben csak a nemet kell megváltoztatnia a Dupont csatlakozókábelek egyik oldalán.

Bármelyik pajzsot is választja a kezdéshez, befejezésekor az Arduino UNO tetejére kell felszerelnie egy pajzsot. Akár a pajzs, akár az előre beforrasztott csapokkal ellátott, akár az, amelyet ön női forrasztókkal (vagy férfi fejlécekkel forrasztott) forrasztott, jó néhány digitális tűt használ. A D0 -D3 és a D11 -D13 digitális csapokat a pajzs nem használja, de itt nem. Az A0 analóg aljzatot a pajzs használja a gombnyomás eredményeinek rögzítésére. Így az A1 – A5 analóg csapok szabadon használhatók. Ebben a projektben, hogy az LCD kijelző teljesen akadálytalan maradjon, csak az analóg aljzatokat használtam, és nem használtam digitális bemeneteket.

Azt találtam, hogy a legegyszerűbb egy férfi fejléccel ellátott kenyérlapot használni a női fejrészek forrasztásához (lásd a fényképeket).

A 10 -es digitális tűt használják az LCD háttérvilágítású kijelzőjéhez, és a vázlatunkban ezt használjuk az LCD tápellátásának szabályozására, amikor a kijelző nincs használatban. Pontosabban, a pajzs „BALRA” gombját használva kapcsoljuk be és ki a háttérvilágítást az energiatakarékosság érdekében, amikor a kijelzőre nincs szükség.

6. lépés: A DHT22 páratartalom- és hőmérséklet -érzékelő használata

Helyezze be a DHT22 négy csapját a fél méretű kenyértáblába, és ezáltal szerelje fel az érzékelőt a kenyérlapra.

A mellékelt fényképen látható módon számoztam a DHT22 csapokat 1-4 -ig. Az érzékelő áramellátását az 1. és 4. érintkező biztosítja. Konkrétan az 1. tüske biztosítja a +5 V tápellátást, a 4. tüskét pedig a földeléshez használják. A 3 -as érintkezőt nem használják, és a 2 -es tűt használják a kijelzőnkhöz szükséges információk megadására.

Csatlakoztassa a DHT22 készüléken használt három érintkezőt, a hozzájuk tartozó aljzatok segítségével a pajzshoz, és így az Arduino UNO -t az alábbiak szerint:

1) Az érzékelő 1. csapja az árnyékolás 5 V -os aljzatához megy, 2) Az érzékelő 4. csapja az árnyékolás egyik GND csatlakozójához megy, 3) Az érzékelő 2. csapja, az adatkimeneti tüske, az A1 analóg aljzatba kerül (hasonlítsa össze ezt a korábbi Instructable készülékemmel, ahol a pajzs 2. digitális aljzatához került). Itt analóg aljzatot használtam, nem pedig digitálisat, hogy teljesen akadálytalanul hagyjam az LCD -képernyőt. Hasznos megjegyezni, hogy minden analóg érintkező digitális tűként is használható. Bár itt az A0 az árnyékológombokra van fenntartva.

A DHT22 érzékelő csak 2 másodpercenként tud frissített információkat szolgáltatni. Tehát, ha két másodpercenként többször pólusozza az érzékelőt, mint itt is előfordulhat, akkor kissé dátumozott eredményeket kaphat. Az otthonok és irodák esetében ez nem jelent problémát, különösen mivel a relatív páratartalom és hőmérséklet egész számként jelenik meg tizedesjegyek nélkül.

7. lépés: A valós idejű óra (RTC) hozzáadása

A DS3231 hat tűs oldalát használtam, bár csak négy csap szükséges. Ennek az volt a célja, hogy még nagyobb stabilitást biztosítson ennek az RTC -nek, amikor a kenyértáblához csatlakozik. A mellékelt képen látható a CR2032 akkumulátor, amelyet csatlakoztatni kell a DS3231 RTC -hez, hogy lehetővé tegye az információ megőrzését akkor is, ha azt egy másik áramforrásról húzza ki. A DS1307 és a DS3231 is ugyanazt a stílusú CR2031 gombelemet fogadja el.

A DS3231 csatlakozói a következők:

- GND a DS3231 -ről GND -re az LCD -kijelzőn

- VCC a DS3231 -től 5V -ig az LCD -kijelzőn

- SDA a DS3231 -től A4 -ig az LCD -kijelzőn

- SCL a DS3231 -től A5 -ig az LCD -kijelzőn

Amikor befejezte, Dupont kábeleket csatlakoztat az A1 -hez (a DHT22 -hez), valamint az A4 -es és A5 -ös kábelt az RTC SDA és SCL csapjaihoz.

Mellékeltem egy képet az opcionális DS1307 -ről is, amely bemutatja a csatlakoztatni kívánt csapokat. Bár a fényképről nem olvasható ki, a forrasztatlan "lyukakhoz" legközelebb eső kis IC a DS1307Z, azaz az RTC. A másik látható kis IC egy tárolásra használható EEPROM; az alábbi vázlat nem használja.

Mindkét RTC nagyon kevés energiát fogyaszt, a nanoamper tartományban, így a valós idejű órák megtartják az információkat, és nem merülnek fel áramellátásuk, ha csak a belső elemeket használják. Valószínűleg a legjobb, ha minden évben cserélni kell a gombelemet, bár a jelenlegi lemerülés olyan alacsony mindkét RTC esetében, hogy esetleg több évig tartják a töltést.

8. lépés: A vázlat

Ez a webhely a szimbólumoknál kevesebbet és nagyobbat távolít el, valamint a szimbólumok közötti szöveget. Így nem untam bele a vázlatot a szövegbe. A vázlat írásbeli megtekintéséhez töltse le a mellékelt szövegfájlt. A másodpercek nem jelennek meg a vázlatban, hanem a 1602 LCD -n lévő rejtett pufferekbe kerülnek, közvetlenül a kijelzőpuffereken túl. Ha tehát a másodperceket szeretné megjeleníteni, akkor folyamatosan görgessen balra, majd jobbra.

A vázlatban fejlécfájlt szerepeltettem a DS3231 számára, és definiáltam a DS3231 típusú objektumot. Ezt az objektumot használja a vázlat, hogy rendszeresen lekérje a hét napját, a hónapot, a napot és az időt. Ezeket az információkat a hét napjára, a hónapra és a hónap napjára a char változókhoz rendeli, majd az ezekben a változókban tárolt eredményeket kinyomtatja az LCD -n. Az idő teljes egészében kinyomtatásra kerül, de az előző másodpercben ismertetett másodperc része a 1602 LCD kijelzőn nem megjelenített 24 karakterpufferbe kerül, éppen a megjelenített karakterek mellett. Amint fentebb említettük, csak az órák és percek jelennek meg, a másodpercek pedig a 24 karakterpuffer elején találhatók.

Az LCD háttérvilágítása szükség esetén bekapcsolható, máskülönben kikapcsolható. Mivel a kijelző még akkor is aktív, ha a háttérvilágítás ki van kapcsolva, akkor erős fény mellett is olvasható, ha ki van kapcsolva. Vagyis a háttérvilágításnak nem kell bekapcsolnia az LCD -n megjelenő információk olvasásához, amely akkor is frissül, ha ki van kapcsolva.

A vázlatban látni fogja a sort:

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

Ez egy RTC_DS1307 típusú objektumot használ, és lehetővé teszi az aktuális dátum és idő egyszerű beállítását. Kérjük, a vázlat futtatásakor adja meg a megfelelő dátumot és időt ezen a soron. Azt tapasztaltam, hogy ha egy perccel túlmegy a számítógépen látható aktuális időn, akkor közel közelít a tényleges időhöz (az IDE -nek egy kis időbe telik a vázlat feldolgozása, és körülbelül 10 másodperc kell ahhoz, hogy a vázlat fusson).

9. lépés: Az összeszerelt projekt megjelenítése

Az összeszerelt projektemet névjegykártyatartóra szereltem (lásd a fényképet). A névjegykártyatartó elérhető volt az „esélyeim és végeim” gyűjteményemben. Mivel sok ilyen tartóm van, itt használtam egyet. Azonban az összeszerelt projekt ugyanolyan könnyen megjeleníthető egy mobiltelefon-tartón, stb. Bármely tartónak, amely lapos helyzetből 30-60 fokos szögbe viszi az összeszerelt projektet, szintén működnie kell.

10. lépés: Utána

Gratulálunk, ha a fenti lépéseket követte, most saját kijelzője van, amely a hét napját, naptárát, idejét, relatív páratartalmát és hőmérsékletét mutatja.

Ha értékesnek találta ezt az utasítást, és különösen, ha van javaslata a fejlesztésre vagy az ismereteim bővítésére ezen a területen, örömmel fogadom. Vegye fel velem a kapcsolatot a [email protected] címen. (Kérjük, cserélje le a második „i” betűt egy „e” betűre, hogy felvegye velem a kapcsolatot.