ЧАСЫ-МЕТЕОСТАНЦИЯ НА ARDUINO

• 28.01.19 meteoClock_v1.3: исправлено предсказание погоды (работало “наоборот”)

Внимание! Исправлена ошибка в схеме с мини-версией RTC. Будьте внимательны!

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

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.

СХЕМЫ, ПЕЧАТНЫЕ ПЛАТЫ

МАТЕРИАЛЫ И КОМПОНЕНТЫ

Ссылки на магазины, с которых я закупаюсь уже не один год

Вам скорее всего пригодится:

Если вместо указанных товаров у вас открываются блузки/вата/прочая хрень – выбросьте свой айфон! Или проверьте его на вирусы.

Первые ссылки – в основном магазин Great Wall, вторые – WAVGAT. Покупая в одном магазине, вы экономите на доставке!

Arduino NANO http://ali.ski/t_9Ij http://ali.ski/cB3eu
Сенсорный модуль http://ali.ski/IFKkYZ http://ali.ski/aCDUb
BME280 (5V) http://ali.ski/Ajl2y http://ali.ski/bLXot
MH-Z19 http://ali.ski/sBt2yZ http://ali.ski/H88vfk
Дисплей 2004 i2c http://ali.ski/po8xV http://ali.ski/gldFua
DS3231 http://ali.ski/6d7v7 http://ali.ski/cIpCv
Микро DS3231 http://ali.ski/HmiPE (http://ali.ski/O_RIyj БЕЗ ИОНИСТОРА)

Дополнительно:

Светодиод RGB (пачка) http://ali.ski/Jw5dW
RGB модуль (ему резистор НЕ НУЖЕН) http://ali.ski/MHuR9 http://ali.ski/VCKQy
Ещё модуль 1 светодиод http://ali.ski/cNjGt
Резисторы (220 R) http://ali.ski/c2_Ju
Проводочки http://ali.ski/aQpyr http://ali.ski/NcIJqb
Корпус http://ali.ski/XxmknP
Корпус (Чип и Дип) https://www.chipdip.ru/product/g909g
Микро USB модуль http://ali.ski/LEOka

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.

ИНСТРУКЦИЯ ПО ЗАГРУЗКЕ ПРОШИВКИ

1. Если это ваше первое знакомство с Arduino, внимательно изучите гайд для новичков и установите необходимые для загрузки прошивки программы.

2. Скачайте архив со страницы проекта. Если вы зашли с GitHub – кликните справа вверху Clone or download, затем Download ZIP. Это тот же самый архив!

3. Извлеките архив. Содержимое папки libraries перетащите в пустое место папки с библиотеками Arduino C:/Program Files (x86)/Arduino/libraries/

4. Папку с прошивкой из firmware положите по пути без русских букв. Если в папке с прошивкой несколько файлов – это вкладки, они откроются автоматически.

5. Настройте прошивку (если нужно), выберите свою плату, процессор. Подключите Arduino к компьютеру, выберите её COM порт и нажмите загрузить.

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

скачать архив

страница на github

сообщить об ошибке

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.

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

Основной цикл работы станции весьма прост:

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

Часы-метеостанция на Arduino своими руками

5 (100%) 10 votes