Veckodag, kalender, tid, luftfuktighet/temperatur med batterisparläge: 10 steg (med bilder)

2024 Författare: John Day | [email protected]. Senast ändrad: 2024-01-30 12:42

Energisparläget här är det som skiljer denna instruktör från andra exempel som visar veckodag, månad, dag i månaden, tid, luftfuktighet och temperatur. Det är denna förmåga som gör att detta projekt kan köras från ett batteri, utan krav på en "väggvårta".

Jag hade lagt ut en tidigare instruktionsbar, fuktig och temperatur LCD -skärm med energisparläge: Minimala delar, roliga, snabba och mycket billiga, och i slutet av den instruerbara presenterade jag en bild av en valfri modifikation. Den ändringen inkluderade veckodag, kalender och tid som också visas på samma display. Jag fick ett antal meddelanden som begärde information om den förstärkta displayen. Således lägger jag ut denna instruktionsbok som en ändring och förlängning till den tidigare.

För att rädda läsarna problemet med att behöva hitta den tidigare nämnda instruktionsboken, har jag duplicerat en del av informationen som presenteras i den instruktionsboken här, och naturligtvis inkluderar jag den utökade informationen så att veckodag, kalender och tid också kan presenteras utöver relativ luftfuktighet och temperatur. Vissa läsare behöver emellertid inte veckodag, kalender och tid, utan behöver bara fukt och temperatur som visas. För dessa läsare kommer den tidigare Instructable att fungera bra.

Som jag nämnde i den tidigare instruktionsboken var min studie inte alltid vid den bästa temperaturen, så jag bestämde mig för att det skulle vara användbart att visa omgivningstemperaturen på mitt skrivbord. Kostnaden för en sensor som gav fukt, utöver temperaturen, var inte oöverkomlig; därför inkluderades en fuktindikering i det projektet.

Ett ytterligare krav uppstod eftersom min make ofta frågade mig för veckodag och/eller dag i månaden, så jag bestämde mig för att även inkludera dessa i displayen. Jag gjorde två kopior av projektet som visas här. En för min studie, och en för rummet i vårt hus där min make ofta finns. Jag använde både en (1) realtidsklocka (RTC) och (2) en fukt- och temperatursensor.

Både DHT11- och DHT22 -sensorerna för fukt/temperatur som jag ansåg ger temperaturresultat i Celsius. Lyckligtvis är det en enkel konvertering till Fahrenheit (formatet som används i USA, som är min plats). Skissen nedan ger kod som enkelt kan ändras för att visa temperaturen i Celsius, om det är det som används där du befinner dig.

Jag övervägde både DHT22- och DTH11 -sensorerna och bestämde mig för DHT22, även om det var något dyrare. DHT11 kan ofta köpas för mindre än $ 2, medan DHT22 ofta finns för mindre än $ 5. Om den köps direkt från Kina kan kostnaden bli ännu lägre. Om jag bara ville visa temperatur, kunde jag ha använt en TMP36 -sensor istället för DHT22, och insett några besparingar, och så här byggde jag faktiskt ett ännu tidigare DIY -projekt av mig. Jag bestämde mig dock för att inkludera visning av relativ luftfuktighet bland andra objekt som visas i detta projekt.

DHT22 är något mer exakt än DHT11. Så den lite högre kostnaden för DHT22 verkade rimlig. Båda DHT -enheterna innehåller kapacitiva fuktighetssensorer. Dessa fuktsensorer används i stor utsträckning för industriella och kommersiella projekt. Även om de inte är extremt exakta, kan de fungera vid relativt höga temperaturer och har ett rimligt motstånd mot kemikalier i omgivningen. De mäter förändringarna i ett dielektrikum som produceras av den relativa fuktigheten i omgivningen. Lyckligtvis är förändringarna i kapacitans i huvudsak linjära i förhållande till luftfuktighet. Den relativa noggrannheten hos dessa sensorer kan lätt ses genom att placera två av dem sida vid sida. Om detta görs kommer det att märkas att för relativ luftfuktighet skiljer de sig med högst 1 eller 2 procentenheter.

Sensorerna DHT11/22 kan enkelt bytas ut mot varandra. Beroende på kostnadsbegränsningar, om någon, kan någon sensor väljas. De kommer båda i liknande 4-poliga paket som är utbytbara, och som vi kommer att se inom kort kommer bara 3 av de 4 stiften på båda paketen att behövas för att bygga skrivbordets fuktighet och temperaturvisning som presenteras här. Även om det bara behövs tre stift för användning, ger de fyra stiften ytterligare stabilitet när dessa DHT -sensorer placeras/monteras på ett brödbräda.

På liknande sätt övervägde jag både DS1307 och DS3231 RTC. Eftersom omgivningstemperaturen kan påverka DS1307 bestämde jag mig för DS3231. Även om DS1307 valfritt kan användas. I en mängd olika tester som jämför RTC i förhållande till drift (det vill säga att få fel tid), blev DS3231 mer exakt, men skillnaden i att använda någon av sensorerna är inte så stor.

Naturligtvis, om du enkelt kan ansluta till internet i ditt projekt, kan du ladda ner tid direkt så att du inte behöver en realtidsklocka. Detta projekt förutsätter dock att en enkel internetanslutning inte är tillgänglig och är utformad för att fungera utan en.

Om du använder en "väggvårta" kanske extra strömförbrukning inte är av överväldigande betydelse. Men om du driver bildskärmen från ett batteri förlänger minskad strömförbrukning batteriets livslängd. Således ger denna instruktionsbok och skissen nedan ett sätt att använda "Vänster" -knappen på LCD -skärmen för att slå på och av bakgrundsbelysningen för att minska strömförbrukningen.

Som framgår av denna instruktionsbok kräver projektet relativt få komponenter eftersom majoriteten av de "tunga lyft" utförs av sensorerna och skissen.

Jag föredrar att använda en experimentell plattform för många av mina projekt, särskilt för dem som kommer att hamna som skärmar, eftersom denna plattform låter projekten hanteras och visas som en enhet.

Steg 1: Obligatoriska artiklar

De obligatoriska artiklarna är:

- En experimentell plattform, även om projektet skulle kunna byggas utan det, gör det det lättare att visa den slutliga konstruktionen.

- En brödbräda med 400 slipsar

- En LCD -skärm med knappar

- En DHT22 (AOSONG AM2302) digital temperatur- och fuktsensor.

- En realtidsklocka, jag valde DS3231 (Dock fungerar en DS1307 med koden som tillhandahålls här, var bara säker på att GND-, VCC-, SDA- och SCL -stiften är anslutna på ett sätt som liknar DS3231. Det vill säga att DS1307 kan ersättas med DS3231 genom att helt enkelt se till att de lämpliga stiften på DS1307RTC matchar lämpliga uttag på brödbrädan, Dupont -anslutningskablarna behöver inte flyttas.) Den primära skillnaden mellan dessa två RTC är deras noggrannhet, eftersom DS1307 kan påverkas av omgivningstemperatur som kan ändra frekvensen för dess inbyggda oscillator. Båda RTC använder I2C -anslutning.

- Kvinnliga rubriker som ska lödas på LCD -skärmen. Jag använde 5 och 6-stift kvinnliga rubriker (även om du väljer den alternativa skärmen, som också visas här, behövs inga rubriker). Uttag för hanhuvud kan ersättas med uttagen, och om det används måste endast kön på ena sidan av några av Dupont-anslutningstrådarna ändras.

- Dupont -anslutningskablar

- En Arduino UNO R3 (Andra Arduinos kan användas istället för UNO, men de bör kunna mata ut och hantera 5v)

- En USB -kabel för att ladda upp din skiss från en dator till UNO

En enhet som en”väggvårta” eller batteri för att driva UNO efter att den har programmerats. Du kan ha många av de nödvändiga föremålen på din arbetsbänk, även om du kan behöva köpa några. Om du har de första få är det möjligt att börja medan du väntar på de andra. Alla dessa artiklar är lätt tillgängliga online via webbplatser som Amazon.com, eBay.com, Banggood.com och många fler

Steg 2: Förbereda experimentplattformen

Den experimentella plattformen kommer i en vinylpåse som innehåller ett 120 mm x 83 mm plexiglasark och en liten plastpåse som innehåller 5 skruvar, 5 plastavstånd (distanser), 5 muttrar och ett ark med fyra stötfångare, självhäftande fötter. Alla fyra stötfångare kommer att behövas, liksom fyra var och en av de andra föremålen. Det finns en extra skruv, avstånd och mutter som inte behövs. Påsen innehåller dock inga instruktioner.

Ursprungligen skärs vinylpåsen upp för att ta bort plexiglasarket och den lilla påsen. Plexiglasarket är täckt med papper på båda sidor för att skydda det vid hantering och transport.

Det första steget är att skala papperet tillbaka på varje sida av plattformen och ta bort de två arken. När papperet har tagits bort från varje sida syns de fyra hålen för montering av Arduino på plattformen lätt. Det är lättast om akrylarket ska ha placerats med de fyra hålen till höger och hålen närmast varandra och nära en kant av akrylskivan, mot dig (efter att ha tagit bort papperet) mot dig (som du kan se på bifogad bild).

Steg 3: Montering av Arduino UNO eller klon på experimentplattformen

Arduino UNO R3 -kortet har fyra monteringshål. De transparenta distanserna placeras mellan undersidan av en UNO R3 och akrylskivans ovansida. När jag arbetade på mitt första experimentbräda gjorde jag misstaget att anta att distanserna var brickor som borde placeras under plexiglasbrädan för att hålla muttrarna på plats - det borde de inte. Distanserna är placerade under Arduino UNO -kortet, runt skruvarna efter att skruvarna passerat genom UNO: s monteringshål. Efter att ha passerat brädan passerar skruvarna genom distanserna och sedan genom hålen i akrylplasten. Skruvarna avslutas av muttrarna i det lilla paketet. Skruvarna och muttrarna ska dras åt för att säkerställa att Arduino inte rör sig när den används.

Jag tyckte det var lättast att börja med hålet närmast återställningsknappen (se bilder) och arbeta mig medurs runt Arduino. UNO är fäst på kortet, som kan förväntas, med en skruv i taget.

Du behöver en liten Phillips -skruvmejsel för att vrida skruvarna. Jag hittade ett uttag för att hålla muttrarna var ganska bra, men inte nödvändigt. Jag använde drivrutiner gjorda av Wiha och tillgängliga på Amazon [en Wiha (261) PHO x 50 och en Wiha (265) 4,0 x 60]. Alla små Phillips -skruvmejslar bör dock fungera utan problem, och som tidigare nämnts behövs inte en mutterdragare (även om det gör montering snabbare, enklare och säkrare).

Steg 4: Montera en halvstorlek, 400 knytpunkter, brödbräda på experimentplattformen

Undersidan av den halvstora brödbrädan är täckt med papper pressat på ett självhäftande underlag. Ta bort detta papper och tryck på brödbrädan, med dess nu exponerade självhäftande baksida, på den experimentella plattformen. Du bör försöka placera ena sidan av brödbrädan parallellt med den sida av Arduino den är närmast. Tryck helt enkelt på den självhäftande sidan av brödbrädan på akrylskivan.

Vänd sedan plattformen och montera de fyra medföljande plastfötterna på de fyra hörnen på plattformens undersida.

Oavsett vilken experimentplattform du använder, när du är klar bör du ha både Arduino UNO R3 och en halvstor brödbräda monterad på den och fyra fot på undersidan så att plattformen och brödbrädan kan placeras på vilken plan yta som helst utan att skada den ytan, samtidigt som det ger fast stöd till enheten

Steg 5: LCD -skärmen

Du kan använda en sköld, som den som visades tidigare med stift redan lödda på. En sådan sköld har dock stift istället för uttag, så Dupont -brädkablarna måste väljas i enlighet därmed. I så fall behöver du bara montera den på UNO. Vid montering, se till att du monterar skärmen i rätt riktning, med stiften på varje sida av skärmen uppradade med uttagen på UNO.

Om du använder en sköld, som den jag använder här, utan stift redan lödda på plats. Lägg åt sidhuvuden med 5 respektive 6 uttag för att lödas på skölden. Uttagen för dessa rubriker ska vara på komponentsidan av skölden när du lödder dem (se fotografier). När rubrikerna är lödda på plats kan du fortsätta på liknande sätt som för en sköld som köpts med stiften redan lödda på. Jag valde att använda M-M Dupont-kablar i motsats till M-F-kablar, eftersom jag i allmänhet föredrar M-M-kablar. Du kan dock välja att använda stift på LCD -skärmen och inte kvinnliga rubriker, i så fall behöver du bara ändra kön på ena sidan av Dupont -anslutningskablarna.

Oavsett vilken sköld du väljer att börja med, när du är klar bör du ha en sköld monterad ovanpå en Arduino UNO. Antingen sköld, den med förlödda stift eller den du lödde själv med kvinnliga rubriker (eller manliga rubriker om du väljer) använder ganska många digitala stift. Digitala stift D0 till D3 och D11 till D13 används inte av skärmen, men kommer inte att användas här. Analog uttag A0 används av skärmen för att hålla resultaten av knapptryckningar. Således är analoga stift A1 till A5 fria att använda. I detta projekt, för att lämna LCD -skärmen helt obehindrad använde jag bara de analoga uttagen och använde inga digitala ingångar.

Jag tyckte att det var lättast att använda en brödbräda med manliga rubriker för att hålla kvinnliga rubriker för lödning (se fotografier).

Digital pin 10 används för LCD -skärmens bakgrundsbelysning, och vi kommer att använda den i vår skiss för att styra strömmen till LCD -skärmen när displayen inte används. Specifikt kommer vi att använda “VÄNSTER” -knappen på skärmen för att slå på och stänga av bakgrundsbelysningen för att spara ström när skärmen inte behövs.

Steg 6: Använda DHT22 fukt- och temperatursensor

Sätt in de fyra stiften på DHT22 i den halvstora brödbrädan och montera därmed sensorn på brödbrädan.

Jag numrerade DHT22 -stiften 1 till 4 som visas på det medföljande fotot. Strömmen till sensorn tillhandahålls via stift 1 och 4. Specifikt ger stift 1 +5v effekt och stift 4 används för jord. Pin 3 används inte och pin 2 används för att tillhandahålla den information som behövs för vår display.

Anslut de tre stiften som används på DHT22, med tillhörande uttag på brödbrädan, för att ansluta till skölden, och därmed Arduino UNO enligt följande:

1) Stift 1 på sensorn går till skärmens 5v eluttag, 2) Stift 4 på sensorn går till en av skärmens GND -kontakter, 3) Pin 2 på sensorn, data -utgångsstiften, går till analog uttag A1 (jämför detta med min tidigare Instructable där den gick till digital uttag 2 på skärmen). Jag använde ett analogt uttag snarare än ett digitalt här för att lämna LCD -skärmen helt fri. Det är användbart att komma ihåg att alla analoga stift också kan användas som digitala stift. Även om A0 här är reserverat för skärmknapparna.

DHT22 -sensorn kan bara tillhandahålla uppdaterad information varannan sekund. Så om du polar sensorn mer än en gång varannan sekund, som kan inträffa här, kan du få resultat som är något daterade. För hem och kontor är detta inget problem, särskilt eftersom den relativa luftfuktigheten och temperaturen visas som heltal utan decimaler.

Steg 7: Lägga till realtidsklockan (RTC)

Jag använde den sexpinniga sidan av DS3231, även om det bara behövs fyra stift. Detta var för att ge ännu mer stabilitet för denna RTC när den ansluts till brödbrädan. En bifogad bild visar CR2032 -batteriet som måste anslutas till DS3231 RTC för att det ska kunna behålla information även när det kopplas från en annan strömkälla. Både DS1307 och DS3231 accepterar samma CR2031 knappbatteri.

Anslutningarna för DS3231 är följande:

- GND på DS3231 till GND på LCD -skärmen

- VCC på DS3231 till 5V på LCD -skärmen

- SDA på DS3231 till A4 på LCD -skärmen

- SCL på DS3231 till A5 på LCD -skärmen

När du är klar kommer du att ha Dupont -kablar anslutna till A1 (för DHT22) och A4 och A5 för SDA- och SCL -stiften på RTC.

Jag har också inkluderat en bild av DS1307 (tillval) som visar stiften som måste anslutas. Även om den inte kan läsas från bilden, är den lilla IC närmast de osolderade "hålen" DS1307Z som är RTC. Den andra lilla IC som kan ses är en EEPROM som kan användas för lagring; den används inte i skissen nedan.

Båda RTC -enheterna förbrukar väldigt lite ström i nanoamps -intervallet, så realtidsklockorna kommer att behålla information och inte ta slut om de bara drivs av interna batterier. Det är förmodligen bäst att byta knappbatteri varje år, även om strömavbrottet är så lågt för båda RTC: erna att de eventuellt kan hålla sin laddning i flera år.

Steg 8: Skissen

Denna webbplats tar bort mindre än och större än symboler och texten mellan dessa symboler. Således har jag inte tröttnat på att inkludera skissen i texten här. För att se skissen som skriven, ladda ner den bifogade textfilen. Sekunder visas inte i skissen, utan skickas till de dolda buffertarna på 1602 LCD strax utanför displaybuffertarna. Om sekunder är något du vill visa, bläddrar du kontinuerligt till vänster och sedan till höger.

I skissen inkluderade jag en rubrikfil för DS3231, och jag definierar ett objekt av DS3231 -typen. Detta objekt används i skissen för att periodiskt hämta information om veckodag, månad, dag och tid. Denna information för veckodag, månad och månad i månaden tilldelas char -variabler, och sedan skrivs resultaten som lagras i dessa variabler ut på LCD -skärmen. Tiden skrivs ut i sin helhet, men den sekundära delen av tiden, som diskuterats tidigare, skickas till de 24 teckenbuffertarna som inte visas på 1602 LCD, precis förbi de visade tecknen. Som nämnts ovan visas bara timmar och minuter och sekunderna döljs i den tidiga delen av dessa 24 teckenbuffertar.

LCD -bakgrundsbelysningen kan slås på vid behov och annars stängas av. Eftersom displayen fortfarande är aktiv även när bakgrundsbelysningen är avstängd, kan den läsas med starkt ljus även om den är avstängd. Det vill säga att bakgrundsbelysningen inte behöver vara tänd för att läsa informationen på LCD -skärmen, som fortsätter att uppdateras även om den är avstängd.

I skissen ser du raden:

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

Detta använder ett objekt av typen RTC_DS1307 och låter oss enkelt ställa in aktuellt datum och tid. Ange lämpligt datum och tid på denna rad när du kör skissen. Jag upptäckte att när jag gick in en minut efter den aktuella tiden, som visas på min dator, resulterade det i en ganska nära approximation till den verkliga tiden (det tar IDE lite tid att bearbeta skissen och ytterligare cirka 10 sekunder innan skissen kan köras).

Steg 9: Visa det samlade projektet

Jag monterade mitt monterade projekt på en visitkortshållare (se fotografi). Visitkortshållaren var tillgänglig i min "odds och slut" -samling. Eftersom jag har många av dessa hållare använde jag en här. Det monterade projektet kunde dock lika gärna visas på en mobiltelefonhållare etc. Alla hållare som tar det monterade projektet från en platt position till en vinkel på 30-60 grader borde fungera också.

Steg 10: Efteråt

Grattis, om du har följt stegen ovan har du nu en egen display som visar veckodag, kalender, tid, relativ luftfuktighet och temperatur.

Om du tyckte att detta var värdefullt, och särskilt om du har några förslag på förbättringar eller för att öka min kunskap inom detta område, skulle jag gärna höra av dig. Du kan kontakta mig på [email protected]. (ersätt det andra 'i' med ett 'e' för att kontakta mig.