Une station météo avec microcontrôleur Atmega328P-PU : 5 étapes

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Dernière modifié: 2024-01-30 09:05

Récemment, j'ai suivi un cours gratuit en ligne avec edx (fondé par l'Université Harvard et le MIT en 2012, edX est une destination d'apprentissage en ligne et un fournisseur de MOOC, proposant des cours de haute qualité des meilleures universités et institutions du monde aux apprenants du monde entier), avec le titre: Backyard Meteorology: The Science of Weather, et c'était très instructif et je le recommande à toutes les personnes qui s'intéressent à la météorologie amateur, dans la première ou la deuxième conférence, le professeur John Edward Huth - l'instructeur - a recommandé d'acheter une station météo qui pourrait mesurer l'altitude de l'emplacement géographique et la pression atmosphérique barométrique, j'ai pensé qu'au lieu d'acheter un baromètre ou une station météo, la meilleure idée était d'en fabriquer un avec les composants les moins chers disponibles autour de moi et dans ma poubelle, j'ai fait une recherche sur le web, et j'ai trouvé quelques projets, certains sur le site instructables, mon problème était d'utiliser un microcontrôleur nu pas un Arduino ou un Raspberry pi qui étaient et sont plus chers, le prix d'AtmegaP-PU, Arduino Uno et Reaspberry Pi zero - le Pi le moins cher - sont: 4 $, 12 $ et 21 $, donc l'AtmegaP-PU est le moins cher. Les capteurs que j'ai utilisés dans ce projet sont DHT22 (Capteur de mesure numérique de la température et de l'humidité) qui coûte près de 8 $ - c'est plus précis que le capteur DHT11, j'ai également utilisé la pression barométrique de température BMP180, le capteur de module d'altitude, qui est de 6 $ et j'ai utilisé le rétro-éclairage vert du module d'affichage LCD Nokia 5110 avec adaptateur PCB pour Arduino, qui ne coûte que 5 $. Je vais vous expliquer dans les paragraphes suivants.

Étape 1: ÉTAPE 1: CONCEPTION ET SCHÉMA DE CIRCUIT

Étant donné que mon objectif était de mesurer la température et l'humidité relative, la pression barométrique et l'altitude, les capteurs que je dois utiliser sont donc le DHT22 et le BMP180, j'utilise le DHT22 pour la mesure de la température et de l'humidité relative et le BMP180 pour la pression barométrique et l'altitude. le BMP180 peut également mesurer la température, mais la température mesurée par le DHT22 est plus précise que le capteur BMP180. et le Nokia 5110 pour afficher les valeurs mesurées et comme je l'ai expliqué en introduction, Atmega328P-PU en tant que microcontrôleur, vous pouvez voir la conception du système et le schéma de circuit dans la figure ci-dessus.

Étape 2: ÉTAPE 2: Outils nécessaires

Les outils nécessaires sont indiqués dans les figures ci-dessus et sont les suivants:

1- Outils mécaniques:

1-1- scie à main

1-2- petite perceuse

1-3- cutter

Dénudeur 1 à 4 fils

1-5-tournevis

1-6 fer à souder

2-Outils électroniques:

2-1-multimètre

2-2-alimentation, voir mon instructable pour en faire un petit:

Planche à pain 2-3

2-4-Arduino Uno

Étape 3: Étape 3: Composants et matériel nécessaires

1-Matériel mécanique:

1-1-casing dans ce projet J'ai utilisé un cas montré ci-dessus, que je l'ai fait pour mes projets précédents (veuillez vous référer à:

2-Composants électroniques:

2-1-ATMEGA328P-PU:

2-2- LCD graphique 84x48 - Nokia 5110:

2-3- 16 MHz Crystal + condensateurs 20pF:

2-4- Capteur de pression barométrique, de température et d'altitude BMP180:

2-5- Capteur numérique de température et d'humidité DHT22/AM2302:

2-6- Cavalier:

2-7- Batterie rechargeable 9 volts:

Régulateur linéaire 2-8-LM317 avec tension de sortie variable:

Étape 4: Étape 4: Programmation de l'ATMEGA328P-PU

Tout d'abord, le croquis Arduino doit être écrit, je les ai utilisés dans différents sites et je l'ai modifié avec mon projet, vous pouvez donc le télécharger si vous souhaitez l'utiliser, pour les bibliothèques pertinentes, vous pouvez utiliser les sites pertinents, en particulier github.com, certaines des adresses des bibliothèques sont les suivantes:

Nokia 5110:

BMP180:

Deuxièmement, le programme ci-dessus doit être téléchargé dans l'ATMEGA328P-PU, si ce microcontrôleur est acheté avec le chargeur de démarrage, il n'est pas nécessaire de télécharger le programme du chargeur de démarrage, mais si le microcontrôleur ATMEGAP-PU n'est pas chargé avec le chargeur de démarrage, nous devrions faites-le en temps voulu, il y a beaucoup d'instructables à utiliser pour une telle procédure, vous pouvez également utiliser le site Arduino: https://www.arduino.cc/en/Tutorial/ArduinoToBreadb…, et des instructables comme:

Troisièmement, une fois que vous avez terminé de télécharger le chargeur de démarrage sur ATMEGA328P-PU, vous devez commencer à télécharger l'esquisse principale dans le microcontrôleur, la méthode est écrite sur le site Arduino, comme mentionné ci-dessus, vous devez utiliser du cristal 16 Mhz comme indiqué dans cela site, mon circuit est montré ci-dessus.

Étape 5: Étape 5: Réaliser le projet

Afin de réaliser le projet, vous devez tester le circuit sur une maquette, utilisez donc une maquette et des câbles de raccordement comme indiqué sur la figure et testez le projet pour voir l'affichage, si vous voyez ce que vous voulez mesurer sur le NOKIA 5110 affichage, alors c'est le bon moment pour suivre le reste de la procédure de fabrication de la station météo, sinon, vous devez trouver le problème qui est soit logiciel ou matériel, généralement il est dû à de mauvaises ou de mauvaises connexions de fils de connexion, suivez le schéma du circuit aussi fidèlement que possible.

L'étape suivante consiste à créer le projet, donc pour établir une connexion permanente pour le microcontrôleur, vous devez utiliser un socket IC et le souder à un petit morceau de perf. carte et deux morceaux d'en-tête de broche femelle comme indiqué sur les photos ci-dessus, en raison des nombreuses broches de socket IC qui sont 28 et de l'extrémité des en-têtes de broche qui sont 14 + 14, vous devez donc souder 56 soudures et vous devez tester toutes ces soudures points pour la bonne connectivité et pour la non connectivité des points adjacents, avant de s'assurer du bon fonctionnement de cette pièce, ne vous lancez pas dans l'utilisation pour insérer le microcontrôleur. si tout se passe bien, vous devriez maintenant continuer à brancher les pièces suivantes.

Une autre chose importante à considérer est le fait que les composants ont besoin de 5 V pour fonctionner mais que le rétro-éclairage de l'écran NOKIA 5110 a besoin de 3,3 V, si vous utilisez 5 V pour le rétro-éclairage, cela peut affecter gravement la durée de vie de l'écran, J'ai donc utilisé deux régulateurs linéaires LM317 avec tension de sortie variable, et j'en ai ajusté un pour la sortie 5V et un autre pour la sortie 3,3 V, en fait j'ai fabriqué moi-même celui avec une sortie 5V et j'en ai acheté un autre avec une sortie 3,3V. Il est maintenant temps de fixer les composants dans le boîtier, vous pouvez voir les photos, le capteur DHT22 doit être fixé de manière à ce que sa face d'entrée soit hors du boîtier pour détecter la température et l'humidité relative, mais la pression barométrique BMP180, Le capteur de température et d'altitude peut être à l'intérieur du boîtier, mais suffisamment de trous doivent être percés sur le boîtier pour le mettre en contact avec l'air extérieur, comme vous pouvez le voir sur les photos ci-dessus. Un autre point important est de fournir une petite perf. carte, que vous pouvez voir sur les photos, et faites deux rangées d'en-têtes de broches femelles, une pour les connexions à la terre ou négatives et une pour les sorties 5V positives.

Il est maintenant temps de câbler les composants et les assemblages, connectez tous les fils selon le schéma de circuit et assurez-vous que rien n'est omis, sinon il y aura un problème avec le résultat final.