Domowy termometr-higrometr oparty na czujniku SHT21 i LCD z telefonu Nokia 3310. Encyklopedia radioelektroniki i elektrotechniki

Encyklopedia radioelektroniki i elektrotechniki / Regulatory mocy, termometry, stabilizatory ciepła

 Komentarze do artykułu

Autorzy artykułu zapraszają czytelników do zrobienia przydatnego w życiu codziennym urządzenia przenośnego, którego podstawą są wskazane w tytule podzespoły.

Obecnie w literaturze radioamatorskiej pojawiła się ogromna liczba opisów termometrów elektronicznych. Większość tych urządzeń (przykładowo [1-3]) wykorzystuje cyfrowy czujnik temperatury DS18B20, co wynika z jego powszechnej dostępności, stosunkowo niskiego kosztu, prostego podłączenia do mikrokontrolera za pomocą tylko jednego pinu oraz dużej dokładności (około 0,5° C).

Jednak do oceny warunków środowiskowych człowieka, oprócz temperatury, ważne są również inne parametry, zwłaszcza wilgotność względna powietrza. Do niedawna do jego pomiaru używano osobnych czujników, w większości analogowych, wymagających żmudnej kalibracji. Jednak dzisiaj radioamatorzy mają do dyspozycji połączone czujniki cyfrowe mierzące zarówno temperaturę, jak i wilgotność powietrza.

Przykładem jest czujnik SHT21 [4]. Według producenta jest to najmniejszy na świecie czujnik wilgotności i temperatury. Jest produkowany w miniaturowej sześciopinowej obudowie do montażu powierzchniowego i łączy się z mikrokontrolerem poprzez szeroko stosowany interfejs I2C. Przedział pomiaru wilgotności względnej powietrza wynosi 0...100% z typowym błędem ±2%. Temperatury z zakresu -40...+125°C mierzone są z typowym błędem ±0,3°C. Wszystko to sprawia, że ​​jest on bardzo atrakcyjny w zastosowaniu jako czujnik do domowego termometru-wilgotnościomierza. Do wad można zaliczyć zbyt małe wymiary (3x3x1,1 mm) - nie każdy radioamator poradzi sobie z montażem na płycie, a także dość wysoki koszt. Jednak w 2011 roku firma Sensirion (twórca czujnika) rozesłała te czujniki do wszystkich w celach reklamowych i wielu ukraińskim i rosyjskim radioamatorom udało się je otrzymać. Zdaniem autorów proponowany artykuł będzie dla nich bardzo przydatny.

Do wyświetlania informacji większość amatorskich urządzeń mikrokontrolerowych wykorzystuje wskaźniki syntezy znaków na diodach LED lub ciekłych kryształach. Te pierwsze zużywają dużo energii, drugie zaś albo wymagają skomplikowanego sparowania z mikrokontrolerem, albo nie mają dużych cyfr, co utrudnia odczytanie ich odczytów z dużej odległości lub osobom z wadą wzroku. Od niedawna radioamatorzy zaczęli wykorzystywać w swoich konstrukcjach graficzne wyświetlacze LCD z telefonów komórkowych, które przy małych wymiarach i dużej wydajności pozwalają na syntezę dość dużych liczb na ekranie. Najpopularniejszym z nich był wyświetlacz LCD z telefonu komórkowego Nokia 3310. Tłumaczy się to łatwością jego podłączenia do mikrokontrolera (wymagane są tylko cztery lub pięć przewodów, a protokół wymiany informacji jest bardzo prosty) oraz prostym sposobem generowanie obrazu na ekranie o rozdzielczości 84x48 pikseli. Ponadto ten LCD jest znacznie tańszy niż powszechnie stosowane produkty firm Winstar i MELT.

Do sterowania proponowanego urządzenia wybrano mikrokontroler ATtiny2313 ze względu na jego powszechność, niski koszt, małe wymiary i szeroki dopuszczalny zakres napięć zasilania (2,7...5,5 V).

Rys.. 1

Schemat termometru-wilgotnościomierza pokazano na ryc. 1. To bardzo proste - oprócz wspomnianego już czujnika (B1), LCD (HG1) i mikrokontrolera (DD1) ma tylko trzy kondensatory, dwa rezystory i trzy złącza.

Czujnik B1, jak wspomniano powyżej, mierzy aktualną temperaturę i wilgotność powietrza i przekazuje otrzymane informacje do mikrokontrolera poprzez interfejs I2C. Ponieważ mikrokontroler ATtiny2l23 nie posiada sprzętowego modułu I3C, wymiana informacji organizowana jest programowo. Rezystory R1 i R2 podłączone do linii SDA i SCL są wymagane zgodnie ze specyfikacją interfejsu. Utrzymują na nich wysoki poziom logiczny, gdy tranzystory wyjściowe nadajników interfejsu są zamknięte. Kondensatory C1 i C2 blokują obwody zasilania czujnika i mikrokontrolera. Powinny być umieszczone jak najbliżej odpowiednio czujnika B1 i mikrokontrolera DD1. Kondensator C3 jest niezbędny do poprawnej pracy wyświetlacza LCD i musi posiadać taki jak na rys. 1 pojemnik.

Czujnik B1 i kondensator C1 umieszczone są na osobnej płytce, która jest połączona z płytą główną za pomocą czterożyłowego płaskiego kabla i złącza X2. Odbywa się to po to, aby móc umieścić czujnik w miejscu dogodnym do pomiaru temperatury i wilgotności. LCD HG1 podłącza się do mikrokontrolera za pomocą płaskiego kabla ośmiożyłowego i złącza X3. Informacje są przesyłane do wskaźnika poprzez zaimplementowany programowo interfejs SPI. Wtyczka X1 jest dwurzędowa i ma układ styków 5x2. Przeznaczony jest do programowania mikrokontrolera, a także do zasilania urządzenia napięciem zasilającym poprzez obwody VCC i GND. Przyporządkowanie pinów wtyczki X1 jest takie samo, jak w gnieździe kablowym współpracującej z nią płytki rozwojowej STK200/300.

Rys.. 2

Termometr-wilgotnościomierz zamontowany jest na dwóch płytkach drukowanych: głównej (rys. 2) i płytce czujnika (rys. 3). Obydwa wykonane są jednostronnie z folii PCB.

Rys.. 3

Wskaźnik z telefonu Nokia 3310 sprzedawany jest najczęściej wraz z klawiaturą i mikrofonem w postaci zestawu pokazanego na rys. 4. Posiada wbudowany kontroler PCD8544, o którym informacje można znaleźć w [5]. Na odwrotnej stronie modułu wskaźnika znajdują się styki sprężynowe, których numerację pokazano na rys. 5. Należy do nich przylutować przewody płaskiego kabla łączącego LCD ze złączem X3.

Rys.. 4

Rys.. 5

Oczywiście, aby zmniejszyć jego rozmiary, wskaźnik można wyjąć z obudowy i przylutować przewody bezpośrednio do pól stykowych nałożonych na szybę. Istnieje jednak niezwykle wysokie ryzyko przypadkowego uszkodzenia, dlatego ta opcja nie jest zalecana. Lepiej odciąć górną i dolną część od korpusu wskaźnika. Jednocześnie lutowanie będzie bezpieczniejsze, a wskaźnik pozostanie chroniony przed uszkodzeniem. Ale nawet w tym przypadku warto pamiętać, że styki sprężynowe nie mogą się przegrzać podczas lutowania. Jeśli ich plastikowy uchwyt stopi się, może to spowodować utratę kontaktu lub zwarcie.

Po złożeniu płyty głównej należy wczytać kody z pliku ht_meter.hex do pamięci programu mikrokontrolera DD1. Konfigurację mikrokontrolera należy ustawić zgodnie z rys. 6.

Rys.. 6

Należy pamiętać, że maksymalne napięcie zasilania czujnika i wyświetlacza LCD wynosi 3,6 V, dlatego przed zaprogramowaniem mikrokontrolera za pomocą programatora o napięciu zasilania 2 V należy je odłączyć od złącz X3 i X5. Po zakończeniu programowania i odłączeniu programator, wyświetlacz LCD i czujnik podłączyć ponownie, następnie podać napięcie (nie więcej niż 3,6 V) na piny 2 i 4 złącza X1. Do zasilania urządzenia autorzy wykorzystali dwa połączone szeregowo ogniwa galwaniczne wielkości AA.

Rys.. 7

Prawidłowo zmontowany termometr-wilgotnościomierz nie wymaga regulacji. NACIŚNIĘCIA PRZYCISKU HG1 podczas jego pracy wyświetlane są w dwóch liniach (rys. 7): wartości temperatury w stopniach Celsjusza i wilgotności względnej w procentach. Poniżej wyświetlacza LCD w panelu przednim urządzenia wycięte jest okienko zakryte luźną tkaniną, za którym bezpośrednio montowana jest płytka z czujnikiem B1. W urządzeniu nie jest wymagany wyłącznik zasilania, ponieważ pobierany przez nie prąd jest wyjątkowo mały, co pozwala na pracę z jednego zestawu ogniw galwanicznych nieprzerwanie przez sześć miesięcy.

Pliki PCB w formacie Diptrace oraz program mikrokontrolera można pobrać z ftp://ftp.radio.ru/pub/2013/09/ht-meter.zip.

literatura

1. Melnikov A. Termometr z wyświetlaczem LCD i czujnikiem DS18B20. - Radio, 2007, nr 1, s. 46. XNUMX.
2. Frolov D. Termometr komputerowy z czujnikiem DS18B20. - Radio, 2004, nr 9, s. 28. 29, XNUMX.
3. Sokół S. Termometr cyfrowy. - sokolsp.at.ua/publ/cifrovoj_termom etr/1-1-0-6.
4. Układ scalony czujnika wilgotności i temperatury SHT21. - sensirion.com/fileadmin/user_upload/customers/sensirion/Dokume nte/Humidity/Sensirion_Humidity_SHT21_D atasheet_V3.pdf.
5. PCD8544 48 84-pikselowy kontroler/sterownik LCD z matrycą. - chipfind.ru/datasheet/pdf/philips/pcd8544.pdf.

Autor: P. Kuzniecow, S. Sokol

Zobacz inne artykuły Sekcja Regulatory mocy, termometry, stabilizatory ciepła.

Czytaj i pisz przydatne komentarze do tego artykułu.

<< Wstecz

Najnowsze wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika:

Sztuczna skóra do emulacji dotyku 15.04.2024

W świecie nowoczesnych technologii, w którym dystans staje się coraz bardziej powszechny, ważne jest utrzymywanie kontaktu i poczucia bliskości. Niedawne odkrycia w dziedzinie sztucznej skóry dokonane przez niemieckich naukowców z Uniwersytetu Saary wyznaczają nową erę wirtualnych interakcji. Niemieccy naukowcy z Uniwersytetu Saary opracowali ultracienkie folie, które mogą przenosić wrażenie dotyku na odległość. Ta najnowocześniejsza technologia zapewnia nowe możliwości wirtualnej komunikacji, szczególnie tym, którzy znajdują się daleko od swoich bliskich. Ultracienkie folie opracowane przez naukowców, o grubości zaledwie 50 mikrometrów, można wkomponować w tekstylia i nosić jak drugą skórę. Folie te działają jak czujniki rozpoznające sygnały dotykowe od mamy lub taty oraz jako elementy uruchamiające, które przekazują te ruchy dziecku. Dotyk rodziców do tkaniny aktywuje czujniki, które reagują na nacisk i odkształcają ultracienką warstwę. Ten ... >>

Żwirek dla kota Petgugu Global 15.04.2024

Opieka nad zwierzętami często może być wyzwaniem, szczególnie jeśli chodzi o utrzymanie domu w czystości. Zaprezentowano nowe, ciekawe rozwiązanie od startupu Petgugu Global, które ułatwi życie właścicielom kotów i pomoże im utrzymać w domu idealną czystość i porządek. Startup Petgugu Global zaprezentował wyjątkową toaletę dla kotów, która automatycznie spłukuje odchody, utrzymując Twój dom w czystości i świeżości. To innowacyjne urządzenie jest wyposażone w różne inteligentne czujniki, które monitorują aktywność Twojego zwierzaka w toalecie i aktywują automatyczne czyszczenie po użyciu. Urządzenie podłącza się do sieci kanalizacyjnej i zapewnia sprawne usuwanie nieczystości bez konieczności ingerencji właściciela. Dodatkowo toaleta ma dużą pojemność do spłukiwania, co czyni ją idealną dla gospodarstw domowych, w których mieszka więcej kotów. Miska na kuwetę Petgugu jest przeznaczona do stosowania z żwirkami rozpuszczalnymi w wodzie i oferuje szereg dodatkowych funkcji ... >>

Atrakcyjność troskliwych mężczyzn 14.04.2024

Od dawna panuje stereotyp, że kobiety wolą „złych chłopców”. Jednak najnowsze badania przeprowadzone przez brytyjskich naukowców z Monash University oferują nowe spojrzenie na tę kwestię. Przyjrzeli się, jak kobiety reagowały na emocjonalną odpowiedzialność mężczyzn i chęć pomagania innym. Wyniki badania mogą zmienić nasze rozumienie tego, co sprawia, że ​​mężczyźni są atrakcyjni dla kobiet. Badanie przeprowadzone przez naukowców z Monash University prowadzi do nowych odkryć na temat atrakcyjności mężczyzn w oczach kobiet. W eksperymencie kobietom pokazywano zdjęcia mężczyzn z krótkimi historiami dotyczącymi ich zachowania w różnych sytuacjach, w tym reakcji na spotkanie z bezdomnym. Część mężczyzn ignorowała bezdomnego, inni natomiast pomagali mu, kupując mu jedzenie. Badanie wykazało, że mężczyźni, którzy okazali empatię i życzliwość, byli bardziej atrakcyjni dla kobiet w porównaniu z mężczyznami, którzy okazali empatię i życzliwość. ... >>

Przypadkowe wiadomości z Archiwum Kurkumina zapobiega utracie wzroku 29.09.2022 Naukowcy z Imperial i University College London opracowali nowy sposób dostarczania kurkuminy, który według naukowców pomoże skuteczniej diagnozować i leczyć jaskrę na wczesnym etapie. Jaskra to grupa chorób oczu charakteryzujących się podwyższonym ciśnieniem wewnątrzgałkowym. Pacjent może rozwinąć różne wady wzroku, aż do ślepoty. Barwnik zawarty w kurkumie chroni komórki nerwowe siatkówki przed uszkodzeniem. Wcześniej naukowcy uważali, że kurkumina może być podawana tylko doustnie, ale ta metoda nie może być skuteczna, ponieważ składnik jest słabo rozpuszczalny we krwi. Aby uzyskać odpowiednią dawkę substancji, osoba musiałaby zażywać do 24 tabletek dziennie, co jest obarczone problemami trawiennymi. Naukowcy rozwiązali ten problem, opracowując specjalny „nanonośnik”, w którym kurkumina jest zawarta w środku powierzchniowo czynnym, który jest bezpieczny dla zdrowia i jest stosowany w kroplach do oczu. Eksperci twierdzą, że nowa metoda dostarczania zwiększa przepuszczalność kurkuminy 400 tys. razy i pozwala skutecznie zlokalizować substancję w tkankach oka. Eksperymenty na szczurach z jaskrą wykazały, że stosowanie kropli zmniejsza tempo degradacji siatkówki.

Inne ciekawe wiadomości:

▪ 6-rdzeniowe telewizory LCD LG

▪ Monitor Philips 275P4VYKEB 5120x2880 pikseli

▪ Kompas neuronowy w mózgu

▪ Słuchawki JBL LIVE Pro 2, LIVE Free 2 i Reflect Aero

▪ Przetestowano najmocniejszy silnik hipersoniczny

Wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika

Ciekawe materiały z bezpłatnej biblioteki technicznej:

▪ sekcja serwisu Ładowarki, akumulatory, akumulatory. Wybór artykułów

▪ artykuł Lucjusza Korneliusza Sulli. Słynne aforyzmy

▪ artykuł Które języki nie mają języków pokrewnych? Szczegółowa odpowiedź

▪ Artykuł pływający Aquaped. Transport osobisty

▪ artykuł Zmierzyć parametry anteny? Raczej latwo! Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki

▪ artykuł do ładowania baterii. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki

Zostaw swój komentarz do tego artykułu:

Wszystkie języki tej strony

Arabic	Hebrew	Polish
Bengali	Hindi	Portuguese
Chinese	Italian	Spanish
English	Japanese	Turkish
French	Korean	Ukrainian
German	Malay	Vietnamese

Strona główna | biblioteka | Artykuły | Mapa stony | Recenzje witryn

www.diagram.com.ua
2000-2024