Ден от седмицата, календар, време, влажност/температура с пестене на батерията: 10 стъпки (със снимки)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последно модифициран: 2024-01-30 07:51

Режимът за пестене на енергия тук е това, което отличава този Instructable от други примери, показващи ден от седмицата, месец, ден от месеца, час, влажност и температура. Именно тази възможност позволява този проект да се изпълнява от батерия, без изискването за "брадавица по стената".

Бях публикувал по -ранен LCD дисплей с инструкции, влажност и температура с режим на пестене на енергия: минимални части, забавно, бързо и много евтино и в края на този инструктаж представих снимка на незадължителна модификация. Тази промяна включва деня от седмицата, календара и часа, също показани на същия дисплей. Получих редица съобщения с искане за информация на този разширен дисплей. По този начин публикувам тази инструкция като модификация и разширение на тази по -ранна.

За да спестя на читателите проблема с намирането на споменатия по -рано Instructable, дублирах част от информацията, представена в този Instructable тук, и, разбира се, включвам разширената информация, за да позволя Деня от седмицата, календара и часа също да бъдат представени в допълнение към относителната влажност и температура. Някои читатели обаче може да не се нуждаят от деня от седмицата, календара и часа, а се нуждаят само от показваната влажност и температура. За тези читатели този по -ранен Instructable ще работи добре.

Както споменах в по -ранния Instructable, моето изследване не винаги е било с най -добрата температура, затова реших, че би било полезно да покажа околната температура на бюрото си. Цената на сензор, който осигуряваше влажност, в допълнение към температурата, не беше прекалено висока; следователно дисплеят за влажност е включен в този проект.

Възникна допълнително изискване, тъй като съпругът ми често ме питаше за деня от седмицата и/или деня от месеца, така че реших да включа и тях в дисплея. Направих две копия на показания тук проект. Един за кабинета ми и един за стаята в нашата къща, където често се среща съпругът ми. Използвах (1) часовник в реално време (RTC) и (2) сензор за влажност и температура.

И сензорите за влажност/температура на DHT11 и DHT22, които считах, осигуряват температурни резултати в градуси по Целзий. За щастие това е лесно преобразуване във Фаренхайт (форматът, използван в САЩ, което е моето местоположение). Скицата по -долу предоставя код, който може лесно да бъде променен, за да покаже температурата в градуси по Целзий, ако това се използва там, където се намирате.

Обмислих и сензорите DHT22, и DTH11, и се спрях на DHT22, макар и малко по -скъп. DHT11 често може да бъде закупен за по -малко от $ 2, докато DHT22 често се намира за по -малко от $ 5. Ако се купува директно от Китай, цената може да бъде дори по -малка. Ако исках само да покажа температурата, бих могъл да използвам сензор TMP36 вместо DHT22 и да реализирам известни спестявания и наистина по този начин изградих още по -ранен мой проект „Направи си сам“. Въпреки това реших да включа показването на относителна влажност сред другите елементи, показани в този проект.

DHT22 е малко по -точен от DHT11. Така че малко по -високата цена на DHT22 изглеждаше разумна. И двете DHT устройства съдържат капацитивни сензори за влажност. Тези сензори за влажност се използват широко за промишлени и търговски проекти. Макар и да не са изключително точни, те са способни да функционират при относително високи температури и имат разумна устойчивост на химикали в заобикалящата ги среда. Те измерват промените в диелектрика, които се получават от относителната влажност на околната среда. За щастие, промените в капацитета са по същество линейни по отношение на влажността. Относителната точност на тези сензори може лесно да се види, като поставите два от тях един до друг. Ако това бъде направено, ще се види, че за относителната влажност те се различават най -много с 1 или 2 процентни пункта.

Сензорите DHT11/22 могат лесно да се заменят един с друг. В зависимост от ограниченията на разходите, ако има такива, може да се избере всеки от сензорите. И двамата се предлагат в подобни 4-пинови пакети, които са взаимозаменяеми и както скоро ще видим, само 3 от 4-те пина на двата пакета ще са необходими за изграждане на дисплея за влажност и температура на работния плот, представен тук. Въпреки че са необходими само три щифта, четирите щифта осигуряват допълнителна стабилност, когато тези DHT сензори са поставени/монтирани на макет.

По подобен начин разгледах и DS1307 и DS3231 RTC. Тъй като околната температура може да повлияе на DS1307, се спрях на DS3231. Въпреки че DS1307 може да се използва по избор. В различни тестове, сравняващи RTCs по отношение на дрейфа (т.е. грешно време), DS3231 се оказа по -точен, но разликата в използването на двата сензора не е толкова голяма.

Разбира се, ако можете лесно да се свържете с интернет във вашия проект, можете да изтеглите времето директно и така нямате нужда от часовник в реално време. Този проект обаче предполага, че лесна интернет връзка не е налична и е проектиран да работи без такава.

Ако използвате „брадавица на стената“, допълнителната консумация на енергия може да не е от изключително значение. Ако обаче захранвате дисплея от батерия, намалената консумация на енергия ще удължи живота на батерията. По този начин, тази инструкция и скицата по -долу предлагат начин, чрез бутона „Наляво“на LCD екрана, да включите и изключите подсветката, за да намалите консумацията на енергия.

Както ще се види в тази инструкция, проектът изисква сравнително малко компоненти, тъй като по -голямата част от „тежкото повдигане“се извършва от сензорите и скицата.

Предпочитам да използвам експериментална платформа за много от моите проекти, особено за тези, които ще завършат като дисплеи, тъй като тази платформа позволява проектите да бъдат обработвани и показвани като едно цяло.

Стъпка 1: Необходимите елементи

Необходимите елементи са:

- Експериментална платформа, въпреки че проектът може да бъде изграден и без нея, тя улеснява показването на окончателната конструкция.

- План с 400 точки

- LCD щит с бутони

- DHT22 (AOSONG AM2302) цифров сензор за температура и влажност.

- Часовник в реално време, избрах DS3231 (Въпреки това, DS1307 ще работи с кода, предоставен тук, просто бъдете сигурни, че GND, VCC, SDA и SCL щифтовете са свързани по начин, подобен на DS3231. Тоест, DS1307 може да бъде заменен с DS3231, като просто се уверите, че подходящите щифтове на DS1307RTC съвпадат с подходящите гнезда на макета, кабелите за свързване на Dupont няма да трябва да се преместват.) Основната разлика между тези два RTC е тяхната точност, тъй като DS1307 може да бъде повлиян от околната температура, която може да промени честотата на бордовия му осцилатор. И двата RTC използват I2C свързаност.

- Женски заглавки за запояване върху LCD екрана. Използвах 5 и 6-пинови женски заглавки (въпреки че, ако изберете алтернативния щит, също показан тук, няма да са необходими заглавки). Мъжки щифтове могат да бъдат заменени за гнездата и ако се използват, трябва да се смени само пола на едната страна на някои от кабелите за свързване на Dupont.

- кабели за свързване на Dupont

- Arduino UNO R3 (Други Arduinos могат да се използват вместо UNO, но те трябва да могат да извеждат и обработват 5v)

- USB кабел за качване на вашата скица от компютър в UNO

Устройство като „брадавица на стена“или батерия за захранване на UNO, след като е програмирано. Може да имате много от необходимите елементи на работната си маса, въпреки че може да се наложи да закупите някои. Ако имате първите няколко, е възможно да започнете, докато чакате другите. Всички тези артикули са лесно достъпни онлайн чрез сайтове като Amazon.com, eBay.com, Banggood.com и много други

Стъпка 2: Подготовка на експерименталната платформа

Експерименталната платформа се предлага във винилова торба, съдържаща лист от плексиглас 120 mm x 83 mm, и малка пластмасова торбичка, съдържаща 5 винта, 5 пластмасови стойки (дистанционни елементи), 5 гайки и лист с четири брони, самозалепващи се крачета. Ще са необходими и четирите брони, както и четири от всеки друг елемент. Има допълнителен винт, стойка и гайка, които не са необходими. Чантата обаче не съдържа инструкции.

Първоначално виниловата торба се отрязва, за да се отстрани плексигласовият лист и малката торбичка. Листът от плексиглас е покрит от двете страни с хартия, за да го предпази при манипулиране и транспортиране.

Първата стъпка е да отлепите хартията от всяка страна на платформата и да премахнете двата листа. След като хартията се отстрани от всяка страна, четирите отвора за монтиране на Arduino към платформата се виждат лесно. Най -лесно е, ако след отлепяне на хартията, акрилният лист трябва да бъде поставен с четирите отвора вдясно и отворите най -близо един до друг и близо до единия ръб на акрилната дъска, към вас (както може да се види на приложената снимка).

Стъпка 3: Монтиране на Arduino UNO или Clone към експерименталната платформа

Платката Arduino UNO R3 има четири монтажни отвора. Прозрачните дистанционни елементи са поставени между долната страна на UNO R3 и горната страна на акрилната дъска. Работейки върху първата си експериментална дъска, направих грешката да приема, че дистанционните елементи са шайби, които трябва да се поставят под дъската от плексиглас, за да задържат гайките на място - те не трябва. Раздалечителите са разположени под дъската на Arduino UNO, около винтовете, след като винтовете преминат през монтажните отвори на UNO. След преминаване през дъската винтовете преминават през дистанционерите и след това през отворите в акрилната дъска от плексиглас. Винтовете се затварят от гайките, затворени в малкия пакет. Винтовете и гайките трябва да бъдат затегнати, за да се гарантира, че Arduino няма да се движи, когато се използва.

Открих, че е най -лесно да започна с дупката, която е най -близо до бутона за нулиране (вижте снимките) и да работя по часовниковата стрелка около Arduino. UNO е прикрепен към дъската, както може да се очаква, с помощта на един винт наведнъж.

За да завъртите винтовете, ще ви е необходима малка отвертка с глава Phillips. Открих, че гнездото за държане на гайките е доста полезно, макар и не е необходимо. Използвах драйвери, направени от Wiha и достъпни в Amazon [a Wiha (261) PHO x 50 и Wiha (265) 4.0 x 60]. Въпреки това, всяка малка отвертка с глава Phillips трябва да работи безпроблемно и както бе отбелязано по -рано, отвертка за гайка всъщност не е необходима (въпреки че прави монтажа по -бърз, по -лесен и по -сигурен).

Стъпка 4: Монтиране на половин размер, 400 връзки, платка към експерименталната платформа

Долната страна на половин размер макет е покрита с хартия, притисната върху залепваща подложка. Извадете тази хартия и натиснете макетната платка с изложената сега залепваща подложка върху експерименталната платформа. Трябва да се опитате да поставите едната страна на макета успоредно на страната на Arduino, до която е най -близо. Просто натиснете самозалепващата се страна на дъската върху акрилната дъска.

След това обърнете платформата и монтирайте четирите включени пластмасови крачета върху четирите ъгъла на долната страна на платформата.

Каквато и експериментална платформа да използвате, когато приключите, трябва да имате както Arduino UNO R3, така и половин размер макет, монтиран върху него, и четири крака от долната страна, за да позволите платформата и макетната платка да бъдат поставени върху всякаква равна повърхност, без да нарушават тази повърхност, като същевременно осигурява твърда подкрепа на монтажа

Стъпка 5: LCD щитът

Можете да използвате щит, като този, показан по -рано с вече запоени щифтове. Въпреки това, такъв щит има щифтове, а не гнезда, така че кабелите на дъската Dupont трябва да бъдат избрани съответно. Ако е така, трябва само да го монтирате на UNO. Когато монтирате, уверете се, че сте монтирали щита в правилната ориентация, като щифтовете от всяка страна на щита са подравнени с гнездата на UNO.

Ако използвате щит, като този, който използвам тук, без щифтове, вече запоени на място. Отделете женските хедери с съответно 5 и 6 гнезда, за да запоите върху щита. Гнездата на тези заглавки трябва да са от страната на компонента на щита, когато ги запоявате (вижте снимките). След като заглавките са запоени на място, можете да продължите по подобен начин на този за щит, закупен с щифтове, вече запоени. Избрах да използвам кабели M-M Dupont за разлика от M-F кабели, тъй като обикновено предпочитам M-M кабели. Можете обаче да изберете да използвате щифтове на LCD екрана, а не женски заглавки, като в този случай трябва само да промените пола от едната страна на кабелите за свързване на Dupont.

От който и щит да изберете, за да започнете, когато завършите, трябва да имате щит, монтиран върху Arduino UNO. Или щитът, този с предварително запоени щифтове, или този, който сте запояли с женски заглавки (или мъжки заглавки, ако решите), използва доста цифрови щифтове. Цифровите щифтове D0 до D3 и D11 до D13 не се използват от щита, но няма да се използват тук. Аналоговият контакт A0 се използва от щита за задържане на резултатите от натискането на бутони. По този начин аналоговите щифтове A1 до A5 са свободни за използване. В този проект, за да оставя LCD дисплея напълно безпрепятствен, използвах само аналоговите гнезда и не използвах никакви цифрови входове.

Открих, че е най -лесно да използвам макет с мъжки заглавки, за да държа женските заглавки за запояване (вижте снимките).

Цифровият щифт 10 се използва за дисплея с подсветка на LCD дисплея и ние ще го използваме в нашата скица, за да контролираме захранването на LCD, когато дисплеят не се използва. По -конкретно, ще използваме бутона „НАЛЯВО“на щита, за да включим и изключим подсветката, за да пестим енергия, когато дисплеят не е необходим.

Стъпка 6: Използване на DHT22 сензор за влажност и температура

Поставете четирите щифта на DHT22 в половин размер макет, като по този начин монтирате сензора върху макета.

Номерирах DHT22 щифтове от 1 до 4, както е показано на включената снимка. Захранването на сензора се осигурява чрез щифтове 1 и 4. По -конкретно, щифт 1 осигурява +5v захранване, а щифт 4 се използва за заземяване. Пин 3 не се използва, а щифт 2 се използва за предоставяне на необходимата информация за нашия дисплей.

Свържете трите пина, които се използват на DHT22, като използвате свързаните с тях гнезда на макета, за да се свържете към щита и по този начин към Arduino UNO, както следва:

1) Щифт 1 на сензора отива към 5v захранващия контакт на щита, 2) Щифт 4 на сензора отива към един от GND конекторите на щита, 3) Пин 2 на сензора, изходният извод за данни, отива към аналоговия контакт A1 (сравнете това с моя по -ранен Instructable, където е отишъл към цифров гнездо 2 на щита). Използвах аналогов гнездо, а не цифров, за да оставя LCD екрана напълно безпрепятствен. Полезно е да запомните, че всички аналогови щифтове могат да се използват и като цифрови. Въпреки че тук A0 е запазен за щитовите бутони.

Сензорът DHT22 може да предоставя актуализирана информация само на всеки 2 секунди. Така че, ако поставите сензора повече от веднъж на всеки две секунди, както може да се случи тук, може да получите резултати, които са леко датирани. За домове и офиси това не е проблем, особено тъй като относителната влажност и температура се показват като цели числа без десетични знаци.

Стъпка 7: Добавяне на часовник в реално време (RTC)

Използвах страната с шест пина на DS3231, въпреки че са необходими само четири пина. Това трябваше да осигури още по -голяма стабилност на този RTC, когато е включен в макета. На приложената снимка е показана батерията CR2032, която трябва да бъде включена в DS3231 RTC, за да може да запази информация, дори когато е изключена от друг източник на захранване. Както DS1307, така и DS3231 приемат батерия с бутон CR2031 в същия стил.

Връзките за DS3231 са както следва:

- GND на DS3231 до GND на LCD екрана

- VCC на DS3231 до 5V на LCD екрана

- SDA на DS3231 до A4 на LCD екрана

- SCL на DS3231 до A5 на LCD екрана

Когато приключите, ще имате включени кабели Dupont в A1 (за DHT22) и A4 и A5 за щифтовете SDA и SCL на RTC.

Включих и снимка на опционалния DS1307, показваща щифтовете, които трябва да бъдат свързани. Въпреки че не може да се прочете от снимката, малката интегрална схема, най -близо до неразпоените „дупки“, е DS1307Z, която е RTC. Другата малка IC, която може да се види, е EEPROM, който може да се използва за съхранение; не е използван в скицата по -долу.

И двата RTC консумират много малко енергия в обхвата на наноамперите, така че часовниците в реално време ще запазят информация и няма да имат недостиг на енергия, ако работят само от вътрешни батерии. Вероятно е най -добре да сменяте батерията на бутона всяка година, въпреки че текущото изтощаване е толкова ниско и за двата RTC, че евентуално може да задържат зареждането си в продължение на няколко години.

Стъпка 8: Скицата

Този сайт премахва по -малко и по -голямо от символите и текста между тези символи. Затова не се уморих да включа скицата в текста тук. За да видите скицата в написан вид, моля изтеглете прикачения текстов файл. Секундите не са показани в скицата, а се изпращат до скритите буфери на LCD дисплея 1602 точно зад буферите на дисплея. По този начин, ако секундите са нещо, което искате да покажете, просто непрекъснато превъртете дисплея наляво и след това надясно.

В скицата включих заглавен файл за DS3231 и дефинирам обект от типа DS3231. Този обект се използва в скицата за периодично извличане на необходимата информация за деня от седмицата, месеца, деня и часа. Тази информация за деня от седмицата, месеца и деня от месеца се присвоява на променливите char и след това резултатите, съхранени в тези променливи, се отпечатват на LCD дисплея. Времето се отпечатва изцяло, но секундната част от времето, както беше обсъдено по-рано, се изпраща до 24-буферните буфери, които не се показват на LCD дисплея 1602, точно покрай показаните символи. Както бе отбелязано по -горе, само часовете и минутите се показват, а секундите са скрити в ранната част на тези буфери от 24 знака.

LCD подсветката може да се включи, когато е необходимо, и да се изключи в противен случай. Тъй като дисплеят все още е активен дори при изключена подсветка, той може да се чете със силна светлина, дори ако е изключен. Това означава, че подсветката не трябва да е включена, за да прочете информацията, представена на LCD дисплея, който продължава да се актуализира, дори ако е изключен.

В скицата ще видите реда:

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

Това използва обект от типа RTC_DS1307 и ни позволява лесно да зададем текущата дата и час. Моля, въведете подходящата дата и час на този ред, когато стартирате скицата. Открих, че въвеждането на минута от текущото време, показано на моя компютър, е довело до доста близко приближение до действителното време (на IDE е необходимо малко време за обработка на скицата и около 10 секунди допълнително за изпълнение на скицата).

Стъпка 9: Показване на сглобения проект

Монтирах сглобения си проект върху държач за визитка (вижте снимката). Притежателят на визитката беше наличен в моята колекция „коефициенти и цели“. Тъй като имам много от тези държачи, използвах един тук. Въпреки това, сглобеният проект може също толкова лесно да бъде показан на държач за мобилен телефон и т. Н. Всеки държач, който изведе сглобения проект от плоско положение до ъгъл 30-60 градуса, също трябва да работи.

Стъпка 10: След това

Поздравления, ако сте следвали стъпките по -горе, сега имате собствен дисплей, показващ деня от седмицата, календара, часа, относителната влажност и температура.

Ако откриете тази стойностна инструкция и особено ако имате предложения за подобрение или за увеличаване на моите познания в тази област, ще се радвам да чуя от вас. Можете да се свържете с мен на [email protected]. (моля, заменете второто „i“с „e“, за да се свържете с мен.