ЧАСЫ-МЕТЕОСТАНЦИЯ НА ARDUINO
• 28.01.19 meteoClock_v1.3: исправлено предсказание погоды (работало “наоборот”)
• 19.04.19 meteoClock_v1.5: добавлено управление яркостью подсветки и светодиода по датчику света. Смотрите последнюю схему!
Рекомендую ознакомиться с модифицированной прошивкой от Norovl, в ней полностью переработан интерфейс, русифицированы дни недели и добавлено меню на русском языке. Почитать и скачать можно на GitHub автора.
Решил таки сделать свою версию метеостанции-часов-календаря на Arduino с кучей датчиков и различными крутыми штуками! Проект уместился в корпусе G909G из магазина Чип и Дип, питается от micro-USB и выглядит весьма неколхозно! =)
- Большой дешёвый LCD дисплей
- Вывод на дисплей:
- Большие часы
- Дата
- Температура воздуха
- Влажность воздуха
- Атмосферное давление (в мм.рт.ст.)
- Углекислый газ (в ppm)
- Прогноз осадков на основе изменения давления
- Построение графиков показаний с датчиков за час и сутки
- Индикация уровня CO2 трёхцветным светодиодом (общий анод/общий катод, настраивается в прошивке)
- Переключение режимов сенсорной кнопкой
Версия 1.5
– Добавлено управление яркостью
– Яркость дисплея и светодиода СО2 меняется на максимальную и минимальную в зависимости от сигнала с фоторезистора
Подключите датчик (фоторезистор) по схеме. Теперь на экране отладки справа на второй строчке появится величина сигнала
с фоторезистора. Пределы яркости устанавливаются в настройках прошивки.
ПОДРОБНОЕ ВИДЕО ПО ПРОЕКТУ
В данном видео показан полный и максимально подробный процесс разработки и изготовления устройства, а также обзор его возможностей и функций.
Понятные схемы, OpenSource прошивки с комментариями и подробные инструкции это очень большая работа. Буду рад, если вы поддержите такой подход к созданию Ардуино проектов! Основная страница пожертвовать – здесь.
МАТЕРИАЛЫ И КОМПОНЕНТЫ
Ссылки на магазины, с которых я закупаюсь уже не один год
Вам скорее всего пригодится:
Первые ссылки – в основном магазин Great Wall, вторые – WAVGAT. Покупая в одном магазине, вы экономите на доставке!
- Arduino NANO 328p – искать
- Сенсорный модуль
- BME280 (5V)
- MH-Z19 – искать
- Дисплей 2004 i2c – искать
- DS3231
- DS3231 микро
Дополнительно:
- Светодиод RGB (пачка) искать, http://ali.ski/Jw5dW
- RGB модуль (ему резистор НЕ НУЖЕН)
- Ещё модуль 1 светодиод http://ali.ski/cNjGt
- Резисторы (220 R) https://ali.ski/TAN2C
- Проводочки https://ali.ski/rto9T5
- Корпус (Чип и Дип) https://www.chipdip.ru/product/g909g
- Модуль USB – искать
- Фоторезисторы https://ali.ski/CVGerw
- Резисторы 10k https://ali.ski/HHBvY
ПРОШИВКА И НАСТРОЙКА
Загружать прошивку желательно до подключения компонентов, чтобы убедиться в том, что плата рабочая. После сборки можно прошить ещё раз, плата должна спокойно прошиться. В проектах с мощными потребителями в цепи питания платы 5V (адресная светодиодная лента, сервоприводы, моторы и проч.) необходимо подать на схему внешнее питание 5V перед подключением Arduino к компьютеру, потому что USB не обеспечит нужный ток, если например лента его потребует. Это может привести к выгоранию защитного диода на плате Arduino. Гайд по скачиванию и загрузке прошивки можно найти под спойлером на следующей строчке.

1. Если это ваше первое знакомство с Arduino, внимательно изучите гайд для новичков и установите необходимые для загрузки прошивки программы.
6. При возникновении ошибок или красного текста в логе обратитесь к 5-ому пункту гайда для новичков - "Разбор ошибок загрузки и компиляции".
Содержимое папок в архиве
- libraries – библиотеки проекта. Заменить имеющиеся версии
- firmware – прошивки для Arduino
- schemes – схемы подключения компонентов
Дополнительно
Как показал эксперимент, снаружи корпуса датчик температуры показывает на 0.5 градуса меньше, чем внутри! Нужно более удачно компоновать электронику, отводить и экранировать тепло от греющихся элементов…
Если дисплей показывает слишком тускло/на белом фоне
На плате драйвера дисплея (к которой подключаются провода) есть крутилка контрастности, с её помощью можно подстроить контраст на нужный. Также контрастность зависит от угла взгляда на дисплей (это же LCD) и можно настроить дисплей на чёткое отображение даже под углом “дисплей на уровне пупка, смотрим сверху”. А ещё контрастность сильно зависит от питания: от 5V дисплей показывает максимально чётко и ярко, тогда как при питании от USB через Arduino напряжение будет около 4.5V (часть падает на защитном диоде по линии USB), и дисплей показывает уже не так ярко. Вывод настраивайте крутилкой при внешнем питании от 5V!Если датчик CO2 работает некорректно (инфа от Евгения Иванова)
Ну там в папке библиотеки сенсора в examples есть скетчи для калибровки. также ее можно запустить втупую замкнув на землю разъем “HD” на 7+ секунд.
Само собой вот прямо на улице на морозе этим заниматься не обязательно… можно просто в бутылку набрать свежего воздуха с датчиком внутри и запечатать. калибровка проводится минимум 20 минут..
По-умолчанию датчик поставляется с включенной автокалибровкой, которая происходит каждый день, и если датчик используется в невентелируемом помещении, то эта калибровка быстро уводит значения от нормы за горизонт, потому ее нужно обязательно отключать.
Документация.Автокалибровка датчика CO2 отключена в скетче!
Если у вас не работает датчик BME280, скорее всего у него отличается адрес. В проекте используется библиотека Adafruit_BME280, у которой нет отдельной функции смены адреса, поэтому адрес задаётся вручную в файле библиотеки Adafruit_BME280.h почти в самом начале файла (лежит в папке Adafruit_BME280 в вашей папке библиотек, вы должны были её туда установить), у моего модуля был адрес 0x76. Как узнать адрес своего модуля BME280? Есть специальный скетч, называется i2c scanner. Его можно нагуглить, можно скачать с моего FTP. Прошиваете данный скетч, открываете порт и получаете список адресов подключенных к шине i2c устройств. Чтобы остальные модули вам не мешали – можно их отключить и оставить только BME280. Полученный адрес указываем в библиотеке, сохраняем файл и загружаем прошивку метео-часов. Всё!
Если отстают часы, проблема скорее всего в питании схемы. Если при смене блока питания на более качественный проблема не уходит, повесьте конденсатор по питанию RTC модуля (прям на плату на VCC и GND паять): обязательно керамический, 0.1-1 мкФ (маркировка 103 или 104, смотрите таблицу маркировок). Также можно поставить электролит (6.3V, 47-100 мкФ)
Настройки в прошивке
#define RESET_CLOCK 0 // сброс часов на время загрузки прошивки (для модуля с несъёмной батарейкой). Не забудь поставить 0 и прошить ещё раз! #define SENS_TIME 30000 // время обновления показаний сенсоров на экране, миллисекунд #define LED_MODE 0 // тип RGB светодиода: 0 - главный катод, 1 - главный анод #define LED_BRIGHT 255 // яркость светодиода СО2 (0 - 255) #define BLUE_YELLOW 1 // жёлтый цвет вместо синего (1 да, 0 нет) но из за особенностей подключения жёлтый не такой яркий #define DISP_MODE 1 // в правом верхнем углу отображать: 0 - год, 1 - день недели, 2 - секунды #define WEEK_LANG 1 // язык дня недели: 0 - английский, 1 - русский (транслит) #define DEBUG 0 // вывод на дисплей лог инициализации датчиков при запуске #define PRESSURE 1 // 0 - график давления, 1 - график прогноза дождя (вместо давления). Не забудь поправить пределы гроафика // пределы отображения для графиков #define TEMP_MIN 15 #define TEMP_MAX 35 #define HUM_MIN 0 #define HUM_MAX 100 #define PRESS_MIN -100 #define PRESS_MAX 100 #define CO2_MIN 300 #define CO2_MAX 2000
АЛГОРИТМ РАБОТЫ
void loop() { if (sensorsTimer.isReady()) readSensors(); // читаем показания датчиков с периодом SENS_TIME if (clockTimer.isReady()) clockTick(); // два раза в секунду пересчитываем время и мигаем точками plotSensorsTick(); // тут внутри несколько таймеров для пересчёта графиков (за час, за день и прогноз) modesTick(); // тут ловим нажатия на кнопку и переключаем режимы if (mode == 0) { // в режиме "главного экрана" if (drawSensorsTimer.isReady()) drawSensors(); // обновляем показания датчиков на дисплее с периодом SENS_TIME } else { // в любом из графиков if (plotTimer.isReady()) redrawPlot(); // перерисовываем график } }
В функции readSensors() происходит опрос датчиков. Так что если вы хотите поставить другие датчики – здесь тоже нужно будет внести изменения
void readSensors() { bme.takeForcedMeasurement(); dispTemp = bme.readTemperature(); dispHum = bme.readHumidity(); dispPres = (float)bme.readPressure() * 0.00750062; dispCO2 = mhz19.getPPM(); if (dispCO2 < 800) setLED(2); else if (dispCO2 < 1200) setLED(3); else if (dispCO2 >= 1200) setLED(1); }
Механизм построения графиков реализован одной функцией, позволяющей построить график из указанного массива, в указанном месте дисплея, по настроенным пределам и с выводом максимума-минимума. Об этой и других фишках для сегментных дисплеев на сайте в статьях была статья