Stacja Meteo

Opublikowano 18 grudnia 2015 autor: Darek 13 5 511

Majsterkowo » Elektronika » Arduino » Stacja Meteo

Na początek witam wszystkich majsterkowiczów. Jest to mój pierwszy artykuł jednak majsterkowo sledze już od dłuższego czasu.

Bez zbędnego owijania przejdę do przedstawienia mojego projektu którym jest stacja meteo.

Wykorzystane części:

Arduino Pro Mini
wyświetlacz TFT 128×160 —Trochę inny model
2x czujnik DHT21 — do kupienia TU
moduł RTC DS1302
cyfrowy barometr — do kupienia TU
czujnik deszczu — do kupienia TU
i moduł wyświetlacza 7-segmentowego ze sterownikiem TM1637
przewody
gniazda goldpin — do kupienia TU
płytka uniwersalna
moduł ładowarki ogniw li-pol
ogniwa li-pol ze starej baterii od laptopa

Na początek schemat podłączenia wszystkich elementów(niektóre elementy różnią się wyglądem od zastosowanych jednak nie znalazłem ich w bibliotece fritzinga):

W pierwotnym zamyśle miał być dodatkowo zapis na karcie SD odczytanych z czujników wartości jednak miałem z tym pewne problemy bo karty gryzły mi się z modułem RTC a na nim bardziej mi zależało.

Nie będę zamieszczał zdjęć z płytki stykowej bo widać tylko plątaninę kabli dlatego oto zdjęcia gotowego układu na płytce uniwersalnej bez obudowy(nie mogę się przybrać do jej zrobienia)

Brakuje jeszcze podłączonej płytki do czujnika deszczu

sama konstrukcja nie jest jakoś specjalnie skomplikowana i nikt nie powinien mieć problemu z połączeniem wszystkich elementów.

Docelowo wyświetlacz TFT miał być podświetlony bez przerwy z automatyczna regulacją jasności dzięki zastosowaniu fotorezystora jednak jest to nie potrzebne marnowanie energii bo wyświetlane elementy są na tyle małe ze trzeba i tak podejść żeby coś odczytać (a przynajmniej z moją wadą wzroku) więc zastosowałem zwykłego tact switch-a.

Teraz chyba najważniejsza część projektu czyli kod(jest on mojego autorstwa wzorowałem się jedynie na przykładach z zawartych bibliotek jak obsługiwać poszczególne elementy) a oto on:

//dodanie bibliotek
#include <DS1302.h>
#include <DHT.h>
#include <TFT.h>
#include <SPI.h>
#include <Wire.h>
#include <Adafruit_BMP085.h>
#include <Arduino.h>
#include <TM1637Display.h>

#define lcd_cs 10   //{
#define dc     9    //{ piny wyświetlacza TFT
#define rst    -1   //{
#define DHTdomPIN 6  //pin pierwszego DHT
#define DHTzewPIN 7  //pin drugiego DHT

#define DHTdomTYPE DHT21  //{
#define DHTzewTYPE DHT21  //{definicja typu czujników DHT

#define CLK 5  //{
#define DIO 8  //{ definicja pinów wyświetlacza 7 segmentowego

DHT dhtdom(DHTdomPIN, DHTdomTYPE);  //{
DHT dhtzew(DHTzewPIN, DHTzewTYPE);  //{ przypisanie nazw i pinów do czujników DHT

// dodawanie potrzebnych zmiennych
int czujnik = 1;
DS1302 rtc(4, 3, 2);
Time t;
int h,m,r,p,opad;
TM1637Display display(CLK, DIO);

Adafruit_BMP085 bmp;

TFT TFTscreen = TFT(lcd_cs, dc, rst);

float tempdom,tempzew,wildom,wilzew,cis;

void inicjacja(){//funkcja inicjacji wszystkich modułów
  Serial.begin(9600);
  pinMode(czujnik, INPUT);
  digitalWrite(czujnik, HIGH);
  dhtdom.begin();
  dhtzew.begin();
  bmp.begin(0x77);
  TFTscreen.begin();
}
void ekran(){//funkcja uruchamiająca ekran TFT oraz wypisująca niezmienne elementy
  TFTscreen.setRotation(0); //ustawienie orientacji wyświetlacza TFT
  TFTscreen.background(0xFFE0); //ustawienie koloru tła
  TFTscreen.stroke(0,0,0);  //ustawianie koloru tekstu
  TFTscreen.setTextSize(2); //ustawianie wielkości tekstu
  TFTscreen.text("Dom",45,2);
  TFTscreen.text("Temp:    C",2,19);
  TFTscreen.text("Wilg:    %",2,38);
  TFTscreen.text("Zewnatrz",15,60);
  TFTscreen.text("Temp:    C",2,77);
  TFTscreen.text("Wilg:    %",2,95);
  TFTscreen.text("Cis:",2,113);
  TFTscreen.text("Opad: ",2,131);
}
void czyszczenie(){//funkcja czyszcząca odpowiednie fragmenty ekranu
   TFTscreen.fillRect(60,19,50,15,0xFFE0);
   TFTscreen.fillRect(60,38,50,15,0xFFE0);
   TFTscreen.fillRect(60,77,50,15,0xFFE0);
   TFTscreen.fillRect(60,95,50,15,0xFFE0);
   TFTscreen.fillRect(60,113,68,15,0xFFE0);
   TFTscreen.fillRect(60,131,68,15,0xFFE0);
}
void odczyt(){//funkcja odczytująca dane z czujników
  tempdom = dhtdom.readTemperature();
  wildom = dhtdom.readHumidity();
  tempzew = dhtzew.readTemperature();
  wilzew = dhtzew.readHumidity();
  cis = bmp.readPressure();
  cis = cis/100;
  opad = digitalRead(czujnik);
}
void wyswietlenie(){//funkcja wyświetlająca zebrane dane na wyświetlaczu TFT
 TFTscreen.setTextSize(2); //ustawienie wielkości tekstu
 TFTscreen.stroke(0,0,0);
 TFTscreen.setCursor(60,19);
 TFTscreen.print(tempdom,1);
 TFTscreen.setCursor(60,38);
 TFTscreen.print(wildom,1);
 TFTscreen.setCursor(60,77);
 TFTscreen.print(tempzew,1);
 TFTscreen.setCursor(60,95);
 TFTscreen.print(wilzew,1);
 TFTscreen.setCursor(60,113);
 TFTscreen.print(cis,0);
 TFTscreen.setCursor(60,131);
 if(opad == 0){
   TFTscreen.print("Tak");}
   else{
   TFTscreen.print("Nie");
   }
}

void zegarek(){ //funkcja wyświetlająca aktualną godzinę na wyświetlaczy 7-segmengtowym
  display.setBrightness(0x8);
  uint8_t data[] = { 0xff, 0xff, 0xff, 0xff };
  
 t = rtc.getTime();//odczyt godziny z modułu RTC
 h= t.hour; //{
 m= t.min;  //{przypisanie godzin i minut do oddzielnych zmiennych
 r=h*100+m; // przygotowanie zmiennej do wyświetlenia
 if (r<10){ //instrukcja warunkowa wypisująca 0(zera)na początku godziny bez niej np o godzinie 00.03 wyświetlana była jedynie liczba 3
 display.showNumberDec(0, false, 1, 0);
 display.showNumberDec(0, false, 1, 1);
 display.showNumberDec(0, false, 1, 2);
 display.showNumberDec(r, true);
 }
 else
 display.showNumberDec(r, true);

 Serial.print(t.hour);
 Serial.println(t.min);
 
}
void setup() {
  
  rtc.halt(false);           //{
  rtc.writeProtect(false);   //{uruchomienie zegara RTC
  //inicjalizacja funkcji
  inicjacja();
  
  ekran();
}
void loop (){
  
 czyszczenie();
 odczyt();
 wyswietlenie();
 zegarek();
 delay(10000);
}

100

101

102

103

104

105

106

107

108

109

110

111

112

113

114

115

116

117

118

119

120

121

122

123

124

125

126

127

128

129

130

131

132

133

134

135

136

137

//dodanie bibliotek

#include <DS1302.h>

#include <DHT.h>

#include <TFT.h>

#include <SPI.h>

#include <Wire.h>

#include <Adafruit_BMP085.h>

#include <Arduino.h>

#include <TM1637Display.h>

#define lcd_cs 10 //{

#define dc 9 //{ piny wyświetlacza TFT

#define rst -1 //{

#define DHTdomPIN 6 //pin pierwszego DHT

#define DHTzewPIN 7 //pin drugiego DHT

#define DHTdomTYPE DHT21 //{

#define DHTzewTYPE DHT21 //{definicja typu czujników DHT

#define CLK 5 //{

#define DIO 8 //{ definicja pinów wyświetlacza 7 segmentowego

DHT dhtdom(DHTdomPIN, DHTdomTYPE); //{

DHT dhtzew(DHTzewPIN, DHTzewTYPE); //{ przypisanie nazw i pinów do czujników DHT

// dodawanie potrzebnych zmiennych

int czujnik = 1;

DS1302 rtc(4, 3, 2);

Time t;

int h,m,r,p,opad;

TM1637Display display(CLK, DIO);

Adafruit_BMP085 bmp;

TFT TFTscreen = TFT(lcd_cs, dc, rst);

float tempdom,tempzew,wildom,wilzew,cis;

void inicjacja(){//funkcja inicjacji wszystkich modułów

Serial.begin(9600);

pinMode(czujnik, INPUT);

digitalWrite(czujnik, HIGH);

dhtdom.begin();

dhtzew.begin();

bmp.begin(0x77);

TFTscreen.begin();

}

void ekran(){//funkcja uruchamiająca ekran TFT oraz wypisująca niezmienne elementy

TFTscreen.setRotation(0); //ustawienie orientacji wyświetlacza TFT

TFTscreen.background(0xFFE0); //ustawienie koloru tła

TFTscreen.stroke(0,0,0); //ustawianie koloru tekstu

TFTscreen.setTextSize(2); //ustawianie wielkości tekstu

TFTscreen.text("Dom",45,2);

TFTscreen.text("Temp: C",2,19);

TFTscreen.text("Wilg: %",2,38);

TFTscreen.text("Zewnatrz",15,60);

TFTscreen.text("Temp: C",2,77);

TFTscreen.text("Wilg: %",2,95);

TFTscreen.text("Cis:",2,113);

TFTscreen.text("Opad: ",2,131);

}

void czyszczenie(){//funkcja czyszcząca odpowiednie fragmenty ekranu

TFTscreen.fillRect(60,19,50,15,0xFFE0);

TFTscreen.fillRect(60,38,50,15,0xFFE0);

TFTscreen.fillRect(60,77,50,15,0xFFE0);

TFTscreen.fillRect(60,95,50,15,0xFFE0);

TFTscreen.fillRect(60,113,68,15,0xFFE0);

TFTscreen.fillRect(60,131,68,15,0xFFE0);

}

void odczyt(){//funkcja odczytująca dane z czujników

tempdom = dhtdom.readTemperature();

wildom = dhtdom.readHumidity();

tempzew = dhtzew.readTemperature();

wilzew = dhtzew.readHumidity();

cis = bmp.readPressure();

cis = cis/100;

opad = digitalRead(czujnik);

}

void wyswietlenie(){//funkcja wyświetlająca zebrane dane na wyświetlaczu TFT

TFTscreen.setTextSize(2); //ustawienie wielkości tekstu

TFTscreen.stroke(0,0,0);

TFTscreen.setCursor(60,19);

TFTscreen.print(tempdom,1);

TFTscreen.setCursor(60,38);

TFTscreen.print(wildom,1);

TFTscreen.setCursor(60,77);

TFTscreen.print(tempzew,1);

TFTscreen.setCursor(60,95);

TFTscreen.print(wilzew,1);

TFTscreen.setCursor(60,113);

TFTscreen.print(cis,0);

TFTscreen.setCursor(60,131);

if(opad == 0){

TFTscreen.print("Tak");}

else{

TFTscreen.print("Nie");

}

void zegarek(){ //funkcja wyświetlająca aktualną godzinę na wyświetlaczy 7-segmengtowym

display.setBrightness(0x8);

uint8_t data[] = { 0xff, 0xff, 0xff, 0xff };

t = rtc.getTime();//odczyt godziny z modułu RTC

h= t.hour; //{

m= t.min; //{przypisanie godzin i minut do oddzielnych zmiennych

r=h*100+m; // przygotowanie zmiennej do wyświetlenia

if (r<10){ //instrukcja warunkowa wypisująca 0(zera)na początku godziny bez niej np o godzinie 00.03 wyświetlana była jedynie liczba 3

display.showNumberDec(0, false, 1, 0);

display.showNumberDec(0, false, 1, 1);

display.showNumberDec(0, false, 1, 2);

display.showNumberDec(r, true);

}

else

display.showNumberDec(r, true);

Serial.print(t.hour);

Serial.println(t.min);

}

void setup() {

rtc.halt(false); //{

rtc.writeProtect(false); //{uruchomienie zegara RTC

//inicjalizacja funkcji

inicjacja();

ekran();

}

void loop (){

czyszczenie();

odczyt();

wyswietlenie();

zegarek();

delay(10000);

}

Wiem że projekt nie jest idealny ale jak na kogoś kto dopiero rozpoczyna swoją przygodę z arduino ( wiem że muszę sie jeszcze wiele nauczyć a szczegulnie programować)jestem z niego zadowolony

I to by było na tyle w razie jakich kol wiek pytań zapraszam do komentarzy

EDIT: dzięki podpowiedzi The JarOS oraz Sławka dodałem komentarze do kodu oraz ustawiłem wyświetlanie ciśnienia w hPa

Pozdrawiam i dziękuje za uwagę.

Darek

Ocena: 4.47/5 (głosów: 60)

Autor

Darek

wyślij wiadomość do autora

13 komentarzy do “Stacja Meteo”

Robert 18 grudnia 2015, godz. 17:42

No powiem Ci że projekt świetny! Bardzo dobry na “późniejszy początek”, bo zawiera sporo różnych modułów.
Odpowiedz
The JarOS 18 grudnia 2015, godz. 22:02

Powiem Ci, że artykuł całkiem spoko. Jedyne do czego się mogę przyczepić to brak komentarzy w kodzie ani żadnych jego objaśnień ale tak poza tym jest wszystko OK! 5/5
Odpowiedz
Sławek 19 grudnia 2015, godz. 10:50

Podziel odczyt ciśnienia przez 100, wtedy będzie w hPa a nie Pascalach :)
Odpowiedz
Darek Autor 19 grudnia 2015, godz. 13:58

Dzięki za podpowiedzi już edytowane
Odpowiedz
Szymon 20 grudnia 2015, godz. 15:18

Mogłeś zrobić na czystej atmedze np. atmega8. Ale masz i tak 5 gwiazdek
Odpowiedz
- Darek Autor 22 grudnia 2015, godz. 16:43
  
  Zastosowałem tu pro mini od chinczyka za 3.50 wiec wyszło taniej niż kupować atmege
  Odpowiedz
gość 25 grudnia 2015, godz. 12:52

Bardzo fajnie, ale gotowe stacje meteo z czytelniejszym wyświetlaczem i nierozwalające się przy upadku z 10cm oraz które przeżyją pierwsze przymrozki czego nie można powiedzieć o Twojej konstrukcji, kosztują 1/3 ceny którą wydałeś na wykonanie tego projektu…
Odpowiedz
- Darek Autor 27 grudnia 2015, godz. 19:29
  
  Ostatnio spadło mi to przypadkiem z szafki (ok 1,5m) i nic się nie stało
  Co do tego czy przetrwa pierwsze przymrozki to sie okaże ( puszka na balkonie została uszczelniona silikonem więc powinno być wszystko ok)
  Jeśli chodzi o czytelność wyświetlacza zawsze można zastosować inny ja akurat taki miałem pod ręką lub też inaczej sobie rozmieścić dane(pozostaje to kwestia gustu)
  Ostatnia kwestia czyli cena. Oczywiście ze można kupić tańszą gotową stacje jednak jak się coś popsuje to w większości wypadków jest ona do wyrzucenia a moja konstrukcja jest modułowa dzięki czemu wystarczy uszkodzony czujnik wymienić na nowy w kilka sekund
  no i najważniejsze kupując gotowca nie masz tyle frajdy z budowania oraz możliwości pochwalenia się znajomym że zrobiło się coś niepowtazalnego samemu zamiast kupować gotowca który może mieć każdy
  Odpowiedz
  - Piotr 30 grudnia 2015, godz. 12:39
    
    Tak jak kolega napisał wcześniej, Twoje urządzenie jest droższe niż zwykłą stacja pogodowa. Ale gdybyś zrezygnował z wyświetlacza, i dołożył kartę sieciową, mógłbyś przekształcić to w stacje pogody dla automatyki domowej, więc sens takiego “treningu” jest uzasadniony. Do czego jest ten segmentowy wyświetlacz???
    Odpowiedz
    - Piotr 30 grudnia 2015, godz. 12:40
      
      Sory chyba już widzę to godzina
      Odpowiedz
    - Darek Autor 30 grudnia 2015, godz. 13:53
      
      Tak jest to godzina
      Rozwiazanie z dodaniem karty sieciowej jest ciekawe może spróbuję coś z tym wykombinować(i tu kolejny plus zrobienia stacji samemu że zawsze mozna coś zmienić czy dodac kolejną funkcje)
      Odpowiedz
tomgme 11 września 2016, godz. 00:35
Tego szukałem…. Ale czy można by jakoś rozwinąć do:

3 pokoje a w każdym:
- czujnik temperatury
- czujnik wilgotności
- czujnik CO2
- czujnik światła
Na zewnątrz – pomiar w cieniu:
- czujnik temperatury
- czujnik wilgotności powietrza
- czujnik wilgotności gleby
- czujnik ciśnienia
- pomiar wiatru
- pomiar światła
- pomiar opadów
Na zewnątrz – pomiar w słońcu:
- czujnik temperatury
- pomiar światła
Przekazywanie danych między czujnikami a “mózgiem” powinno odbywać się przez WLAN

W pokojach czujnik temp i światła w celu zacienienia żaluzjami, gdy słońce świeci a temp przekracza odpowiednią temp, czujnik CO2 by powiedzieć dzieciom by nie zapomniały przewietrzyć pokoi gdy idą do szkoły (dostały by sms-a przed wyjściem z domu o zaplanowanej godzinie)…

Na zewnątrz pomiar opadów, wiatru, temperatury i naświetlenia w celu automatycznego wysunięcia lub schowania markizy. Pomiar opadów i wilgotności gleby w celu włączenia podlewania. Parę przekaźników do włączenia podlewania (3 sekcje + markiza)

Przy moim biurku wyświetlacz np. z tableta, nie mniej niż 9″, możliwość odczytu wyników, alertów online, do tego na wyświetlaczu porównanie wyników ze stacjami meteo.

Wszystko oparte na np. RPi2 lub BPi M3 (bo się wala gdzieś w “drewutni”)

Zastosowań jest mnóstwo….

PS. Znam się na elektryce a nie elektronice, nie mam pojęcia (zbyt dużego) o programowaniu więc dlatego bardzo proszę o jakieś wskazówki…
Wszystko co napisałem można rozwiązać w systemach takie jak KNX (InstaBus) stosowaliśmy takie rozwiązania w firmie której pracuje ale to było dla klientów z 6-7 cyfrowym stanem konta bankowego, dla normalnego człowieka jakim jestem a chciałybm trochę automatyzacji w domu kosztowało by to lawinę… Można by jeszcze podłączyć kontakty magnetyczne od alarmu w celu pod nieisienia np. żaluzji gdy się wchodzi do domu, lub zaświecenia światła w korytarzu, lub, lub,jak już mówiłem zastosowań jest tysiące… Myślałem już nad zastosowaniem podzespołów firmy LOXONE, ale to wszystko jest gotowe i niema tej adrenaliny przed odpaleniem podzespołu… Na dzień dzisiejszy jestem w stanie podłączenia wszystkiego, wgrania odpowiedniego oprogramowania, oraz lekką edycję do potrzeb… Dla kogoś, kto by się tego podjął, mogę obiecać następne zamówienia… oczywiście nie FREE…
Odpowiedz
andy 21 stycznia 2020, godz. 21:43

Projekt Fajny i chcialbym go zrobic dla siebie czy mozna schemat z opisem pinow bo to na zdieciu jest nie czytelene
Odpowiedz

Dlaczego warto wybrać złączki mosiężne? Zalety, zastosowania i wskazówki montażowe

Montaż klimatyzacji w bloku – przepisy i zasady. Co warto ustalić z administracją?

Poszukujesz fachowców od prefabrykacji rozdzielnic elektrycznych? Wybierz firmę Auster!

Montaż klimatyzacji w bloku – przepisy i zasady. Co warto ustalić z administracją?

Druk 3D w służbie zwierzakom: niezwykłe możliwości dla majsterkowiczów i miłośników zwierząt

Wieszak na klucze kategorii 5e

Wzmacniacz lampowy DIY na ECL86 EM84

Sony wireless stereo headset w nowym wydaniu

AUDIOREAKTYWACJA czyli REMONT MAŁYCH TONSILI

Druk 3D w służbie zwierzakom: niezwykłe możliwości dla majsterkowiczów i miłośników zwierząt

Koparka – zabawka dla dziecka

Jak zrobić Skuter Elektryczny (350W dla dziecka)Z niezłym Kopem!

Wieszak na klucze kategorii 5e

Psi zaprzęg dla dziecka.

Lampy ze starych megafonów

Frezarka CNC – Profesjonalne sterowanie amatorskimi maszynami. (LPT)

Jak Zrobić Teleskop. Amatorski teleskop dla początkujących. Teleskop Newtona Zrobiony w Domu.

Cloud for my Sunshine | Lampka dla dziecka DIY

Stanowisko do gier samochodowych na bazie arduino.

Zabezpieczenie gniazda 230V za pomoca Arduino Nano

Arduino – współpraca z projektorami NEC, EPSON

Smart listwa zasilająca

Asystent Google na Raspberry Pi

Czujnik Parkowania

Budowa zgrzewarki Li-ion

Smart listwa zasilająca

Disc VUmetr by hetm4n

Smart listwa zasilająca

Inteligentna listwa zasilająca – IoT

Raspberry Pi instalacja Domoticza – systemu inteligentnego domu

Supla.org Termometr z podwójnym pomiarem

SUPLA, Nodemcu v3, cztery gniazdka plus DHT22 plus sterowanie głosem (Google Home)

Monitoring temperatury przez internet: WEMOS D1 (esp8266) + SUPLA

Rejestrowanie wskazań liczników wody, gazu i prądu – opis trzech sposobów zliczania impulsów

Arduino – współpraca z projektorami NEC, EPSON

Tenso 2019 – czyli taka waga z Arduino, loggerem SD i wyświetlaczem na Androidzie

Jak prawidłowo zainstalować różnicówkę?

Stanowisko do gier samochodowych na bazie arduino.

Zasilacz uniwersalny 1,2V do 24V o mocy 120 W

Jak prawidłowo zainstalować różnicówkę?

Black&Decker 18V Li-ion – wymiana ogniw

Telegraf

Renowacja zniszczonego parapetu- czyli mała rewolucja tuż przed remontem

Odbudowa zniszczonego stołu barowego

Ratowanie starego zniszczonego mebla, czyli renowacja DIY

Otis’owe legowisko. Legowisko dla psa

Ramka z mosiężnymi wstawkami

Biurko z rurek i desek paletowych

Krzesełko dla dziecka. Jak odnowić

Samolot z drewna – prosty model z patyczków do lodów.

Mikołaj z orzecha

Niebanalny Regał Z Drzewem

Otis’owe legowisko. Legowisko dla psa

Tablica „ORGANIZER”

Lampka nocna. Rakieta Saturn V

DaVinci PRO – Tuning Sprzętu

Łatwy do druku uchwyt na komputer rowerowy.

Drukarka Prusa i3 MK3 – rozwiązanie problemu z ekstruderem