Station météo graphique : 7 étapes (avec photos)

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Dernière modifié: 2024-01-30 09:07

Vous avez toujours voulu avoir une station météo graphique ? Et avec des capteurs précis ? Peut-être que ce projet est quelque chose pour vous. Avec cette station météo, vous pouvez voir ce que le temps "fait". Les températures, par exemple, peuvent augmenter ou diminuer. A partir d'un thermomètre normal, il n'est pas possible de voir l'historique des températures. Avec cette station météo, vous disposez d'un historique de 26 heures, affiché sur 320 pixels d'un écran TFT. Toutes les 5 minutes, un pixel est ajouté au graphique qui vous permettra de voir s'il a une tendance à la hausse ou à la baisse. Ceci est fait pour la température, l'humidité, la pression atmosphérique et le CO2 dans différentes couleurs. La température extérieure est également incluse sans fil. De cette façon, vous pouvez "prédire" la météo en fonction de la pression atmosphérique.

Les stations météorologiques normales ont des capteurs qui sont parfois inexacts. Par exemple, pour la température, ils ont normalement une précision de +/- 2 degrés. Pour cette station météo, des capteurs plus précis sont utilisés. Le capteur de température HDC1080 a une précision de +/- 0,2 degrés, ce qui est bien mieux. Idem pour l'humidité et la pression atmosphérique.

En haut de l'écran TFT, les mesures des capteurs sont affichées et rafraîchies toutes les 5 secondes. Ces mesures sont également disponibles via RS232.

Caractéristiques principales:

• Graphiques de différentes couleurs pour reconnaître les tendances
• Capteurs précis pour la température, l'humidité et la pression atmosphérique.
• Les données d'étalonnage d'usine et la température du capteur sont lues à partir des capteurs dans la mesure du possible et appliquées au code pour obtenir les mesures les plus précises.
• Les températures sont disponibles en Celsius (par défaut) ou en Fahrenheit.
• Température extérieure via module sans fil (en option)
• Interface RS232 pour la surveillance à distance.
• Joli petit design (même ma femme le tolère dans notre salon;-)

J'espère que vous prendrez plaisir à examiner les conditions météo comme moi !

Étape 1: Pièces

1 x module TFT 2,8 pouces sans écran tactile ILI9341 Drive IC 240 (RGB) * 320 Interface SPI

1 x microcontrôleur Microchip 18f26k22 28 broches PDIP

1 module HDC1080, capteur d'humidité numérique haute précision GY-213V-HDC1080 avec capteur de température

1 x module de capteur de hauteur atmosphérique haute résolution GY-63 MS5611 IIC / SPI

1 x capteur de co2 infrarouge MH-Z19 pour moniteur de co2

1 x (en option) modules sans fil NRF24L01+PA+LNA (avec antenne)

1 x 5V à 3,3V DC-DC Module d'alimentation abaisseur AMS1117 800MA

1 x condensateur céramique 100nF

2 x panneau acrylique 6*12cm épaisseur 5mm ou 100*100mm épaisseur 2mm

1 x connecteur Micro USB 5pin siège Jack Micro usb DIP4 pattes Quatre pattes Insertion de la plaque siège mini connecteur usb

1 x Noir Universel Téléphone Android Micro USB EU Plug Voyage AC Chargeur Mural Adaptateur Pour Téléphones Android

1 x PCB double face.

Quelques entretoises/vis en nylon M3

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Pour la température extérieure (facultatif)

1 x microcontrôleur Microchip 16f886 28 broches PDIP

1 x capteur de température de sonde de température étanche DS18b20 Emballage en acier inoxydable - fil de 100 cm

1 résistance 4k7

1 module sans fil NRF24L01+

1 x condensateur céramique 100nF

1 x planche à pain PCB prototype

1 x 85x58x33mm Étanche Couvercle Transparent En Plastique Câble Électronique Boîte De Projet Boîtier Boîtier

1 x support de boîte de rangement pour boîtier de batterie en plastique avec fils pour 2 X AA 3.0V 2AA

2 piles AA

Étape 2: PCB

J'ai utilisé un PCB double face pour ce projet. Les fichiers Gerber sont disponibles. Ce PCB s'adapte à l'arrière de l'écran TFT. La sonde de température est montée à l'arrière pour empêcher le chauffage du circuit. Connectez le NRF24L01+ de la manière suivante au microcontrôleur:

broche 2 - CSN de NRF24L01+

broche 8 - GND de NRF24L01+

broche 9 - CE de NRF24L01+

broche 22 - SCK de NRF24L01+

broche 23 - MISO de NRF24L01+

broche 24 - MOSI de NRF24L01+

broche 20 – VCC de NRF24L01+

n.c - IRQ de NRF24L01+

Étape 3: Température extérieure

Le microcontrôleur 16f886 permet de lire le capteur de température DS18B20 toutes les 5 minutes. Cette température est transmise via le module sans fil NRF24L01+. Un prototype de PCB PCB est suffisant ici. Utilisez la configuration de broches du microcontrôleur suivante:

broche 2 - CSN de NRF24L01+

broche 8 - GND

broche 9 - CE de NRF24L01+

broche 14 - SCK de NRF24L01+

broche 15 - MISO de NRF24L01+

broche 16 - MOSI de NRF24L01+

broche 20 - +3 volts des piles AA

broche 21 - IRQ de NRF24L01+

broche 22 - données DS18B20 (utiliser la résistance 4k7 comme pull up)

Étape 4: sortie RS232

Toutes les 5 secondes, les mesures sont fournies via RS232 à la broche 27 (9600 bauds). Vous pouvez connecter cette interface à votre ordinateur et utiliser un programme de terminal (par exemple Putty) pour obtenir les données. Il vous permet d'utiliser les mesures à d'autres fins.

Étape 5: Coder

Les capteurs utilisés dans ce projet utilisent différentes interfaces du microcontrôleur 18f26k22. Il en va de même de la première interface série utilisée par le capteur de CO2 MH-Z19. Cette interface est réglée sur 9600 bauds. La deuxième interface série de ce microcontrôleur est utilisée pour fournir les mesures du capteur à la broche 27 toutes les 5 secondes afin que vous puissiez le connecter à votre ordinateur (également réglé à 9600 bauds). Le capteur de température/humidité HDC1080 et le capteur de pression d'air MS5611 fonctionnent sur l'interface i2c. L'écran TFT et le module sans fil NRF24L01+ fonctionnent sur la même interface SPI configurée à 8 Mhz. Le microcontrôleur 18f26k22 lui-même est réglé sur 64 Mhz. Par défaut, les températures sont en Celsius. En connectant la broche 21 à la terre, vous obtenez les températures en degrés Fahrenheit. Merci à Achim Döbler pour sa bibliothèque graphique µGUI et Harry W (1and0) pour sa solution 64bit.

Le microcontrôleur 16f886 est utilisé pour mesurer la température extérieure. Le capteur de température DS18B20 est lu toutes les 5 minutes (le protocole à un fil est utilisé ici) et transmis avec l'interface SPI via le module sans fil NRF24L01+. La plupart du temps ce microcontrôleur est en mode basse consommation pour économiser les batteries. Bien entendu, les températures négatives sont également prises en charge. Si cette fonction de température extérieure n'est pas utilisée, elle n'apparaîtra pas sur l'écran TFT, elle est donc facultative.

Pour programmer les microcontrôleurs 18f26k22 et 16f886, vous avez besoin d'un programmeur pickit3. Vous pouvez utiliser le logiciel de programmation gratuit Microchip IPE (n'oubliez pas de régler le VDD sur 3,0 volts et de cocher la case "Power Target Circuit from Tool" dans "ICSP Options" dans le menu "Power").

Étape 6: Impression de timelaps

Une impression chronologique de ce à quoi ressemblent environ 15 heures de surveillance météorologique. La brume blanche sur l'écran n'est pas là en réalité.

• En rouge la température intérieure
• En orange la température extérieure
• En bleu l'humidité
• En vert la pression atmosphérique
• En jaune le co2

Étape 7: Profitez

Profitez de ce projet !!

Mais par principe, il est tout à fait faux d'essayer de fonder une théorie sur les seules grandeurs observables. En réalité, c'est tout le contraire qui se produit. C'est la théorie qui décide de ce que nous pouvons observer.

~ Albert Einstein dans Physics and Beyond de Werner Heisenberg p. 63