Погодная станция на Arduino своими руками

Приветствую, Самоделкины!
Сегодня мы будем делать многофункциональную погодную станцию для наблюдения за микроклиматом в помещении.

Автор YouTube канала «AlexGyver» давно хотел сделать нечто подобное, чтобы она (станция) измеряла различные параметры микроклимата в комнате, в частности концентрацию углекислого газа. Так же наша станция должна показывать другие параметры микроклимата, например, температуру, влажность, давление, показывать время и дату, сигнализировать, например, об уровне углекислого газа, ну и до кучи строить графики в разных временных интервалах, это будет полезно, как ради интереса, так и пригодится любителям что-то выращивать или содержать специфичных животных.

В основе системы лежит платформа arduino nano, которая будет считывать показания датчиков и выводить их на дисплей. Дисплей возьмем самый дешевый из больших, символьный 2004 с переходником на шину I2C. Места на дисплее много, так что организуем часы. Для этого понадобится модуль реального времени, который будет считать секунды, причем даже после отключения питания.

Основной датчик нашей метеостанции BME280, появился у китайцев относительно недавно.

Этот датчик крут тем, что стоит чуть дороже палки шаурмы, но умеет с высокой точностью измерять температуру, влажность и атмосферное давление. И все это вот в этой маленькой коробочке с дырочкой.
Следующий датчик — это MH-Z19, собственно датчик углекислого газа, он в этой схеме самый дорогой, стоит 1000 с хвостиком рублей. Для переключения режимов будем использовать сенсорную кнопку, которая будет находиться внутри корпуса и реагировать на палец через его стенку. Также для индикации углекислого газа понадобится 3-ех цветный светодиод.

Все компоненты куплены на aliexpress, ссылки найдете на странице проекта.

Сейчас нам нужно спаять все по схеме. На странице проекта представлены 2 варианта схемы, но они полностью идентичны, просто автор их по-разному оформил.

Ну и собственно вот, все спаяли.

Как на схеме, общие провода скручиваем в пучок и паяем на ардуино. К проводам питания автор подпаялся отдельно и на конце использовал micro USB модуль, для более удобного использования.

И вот еще светодиод с резистором на общей ноге.

Сейчас подключаем arduino к компьютеру для загрузки прошивки. Архив с прошивкой качаем опять же со страницы проекта. Там нет ничего сложного, все делается в несколько кликов мышкой.

В самой прошивке есть несколько настроек.

Значит, что у нас тут есть. Большие часы:

Время и дата, кстати, устанавливаются автоматически во время загрузки прошивки. Устанавливаются они такие же, как на компьютере, с которого загружается прошивка. Справа от часов дата. Ниже у нас строчка по выбору (сейчас стоит день недели транслитом «Vosk» — воскресенье). В прошивке можно поставить год или секунды в реальном времени.

Далее у нас температура, влажность и углекислый газ.

По углекислому газу вот табличка:

Атмосферное давление (в мм рт. ст.) и предсказания погоды на основе изменений этого самого давления за последний час.

В общем, если цифра доходит до сотки, то с очень большой вероятностью будет жуткий шквальный ливень с грозой летом или густой снегопад с метелью зимой.

Если же значение отрицательное, то следует ждать улучшение плохой погоды. Вот такая забавная штука.

Далее графики. Кликом по кнопке листаем график температуры за последний час. Тут 15 столбиков. График сдвигается каждые 4 минуты. Сверху максимальное значение из показанного на графике, снизу минимальное из показанного и чуть выше текущая.

Тут тоже самое, но за сутки.

Углекислый газ.

Кстати, из любого графика можно выйти на главный экран, задержав палец на сенсоре около одной секунды.
Цвета светодиода. Зеленый — малая концентрация углекислого газа, синий – повышенная, и мигающий красный — очень высокое, значит нужно срочно проветривать.

При большом содержании углекислого газа понижается работоспособность, повышается сонливость и прочее, прочее.

Собственно, вот и все, что можно сказать о прошивке. Осталось собрать эти электронные потроха в корпус и поставить на стол. Будем использовать вот такой корпус, который идеально подходит под этот проект и вообще под дисплеи 2004, единственное, придется отрезать лишний батарейный отсек.

Размечаем лицевую часть под окошко дисплея и выпиливаем это окошко.

В итоге получаем почти идеальное окошко, которое нужно в буквальном смысле доработать напильником.

Прежде чем клеить модули друг на друга, нужно определить какие из них греются, чтобы в дальнейшем не размещать датчик температуры рядом с теплыми компонентами. В этом нам поможет тепловизор для смартфона.

Сразу видим, как нагревается токоограничивающий резистор подсветки дисплея, тут размещать датчик точно нельзя. Из всех остальных модулей нагревается только датчик углекислого газа (на 2 градуса выше температуры окружающего воздуха). Также до 30 градусов греется микроконтроллер на плате и совсем чуть-чуть греется светодиод.

Окей, продолжаем кромсать корпус и сделаем узкое окошко под светодиодный индикатор, которое зальем горячим клеем.

Начинаем крепить модули на плату дисплея, используя двусторонний скотч и горячий клей.

Сенсорную кнопку крепим на заднюю часть корпуса на 2 узеньких кусочка скотча, потому что прижимать сенсор к пластику нельзя. Пользоваться этим весьма удобно.

Выпиливаем еще пару окошек под порты питания и прошивки. Теперь нам надо все это собрать. Капаем 4 капли суперклея по углам корпуса, этого будет достаточно.

А вот с модулем реального времени у нас проблема, он не вмещается под крышкой.

Можно оставить и так, но это будет грустно, поэтому автор решил поставить микроверсию этого модуля с резервным питанием от ионистора.

Схема подключения для него вот такая:

Теперь все идеально. Также необходимо насверлить отверстий для обоих чувствительных мест датчика углекислого газа. Для греющихся резисторов и для датчика температуры также сверлим отверстия.

Подключаем.

Оставим станцию на столе и через пару часов посмотрим на графики.

На графике за час видим, как понижалась температура воздуха и как выветривался углекислый газ. Очень наглядно видим эффективность проветривания.

Вот такой у нас сегодня получился полезный девайс, который поможет наблюдать за климатом в помещении даже глянув на измерения один раз за сутки, потому что график позволяет буквально заглянуть в прошлое, что очень удобно и интересно.

Благодарю за внимание. До новых встреч!

Видео:

Источник

Источник: usamodelkina.ru

Добавить комментарий