محطة الطقس الجيب

نعم ، محطة الطقس تدور حول شيء يقيس عددًا كبيرًا من المعلمات من اتجاه وقوة الرياح إلى مستوى الإشعاع الشمسي ، ولكن لم يكن هناك مصطلح أكثر ملاءمة ، لذلك عليك أن تضلل. ولكن حول الحجم ، كل شيء عادل.

الجهاز ، ربما ، ليس له قيمة تجارية كبيرة ، لأنه حتى في كمية المكونات ، فهي أقل شأنا من العديد من الصينيين ، وليس فقط السلع التي لها وظائف مماثلة.

من الصعب أيضًا تسمية DIY بسبب أشياء مثل الحاجة إلى طلب لوحات الدوائر المطبوعة مع اللحام اللاحق للمكونات الصغيرة / الخالية من الرصاص ، مما يقلل بشكل كبير من عدد الأشخاص الذين يرغبون في تكرار الجهاز.

تم إنشاء محطة الطقس نفسها كشيء ، أريد أن أفكر ، جمالية ، مدمجة وقادرة على تقييم درجة الحرارة + الرطوبة حولها بسرعة ، وبمجرد أن يتمكن المستشعر المحدد من معرفة الضغط ، ثم هذا أيضًا. كل شيء يبدو مثل هذا (قابل للنقر):

مقارنة:

عن الحديد.

كمستشعر ، تم اختيار BOSCH-BME280 ، والذي يعطي المعلمات البيئية المطلوبة حتى وفقًا لـ I2C ، حتى وفقًا لـ SPI ، ثمانية أرجل في علبة LGA بقياس 2.5 × 2.5 مم - غير مكلفة نسبيًا ، صغيرة. في البداية ، تم التخطيط لمستشعر أكثر تعقيدًا من نفس سلسلة BME680 ، والتي ، بالإضافة إلى درجة الحرارة والرطوبة والضغط الجوي ، وفقًا لورقة البيانات ، يمكنها أيضًا تقييم جودة الهواء من خلال ما يسمى مؤشر جودة الهواء (IAQ). يبدو أن ذلك ليس سيئًا ، ولكن في الواقع اتضح أنه لا يمكن الحصول على IAQ إلا باستخدام BSEC: Bosch Software Environmental Cluster ، والتي تقوم ، بناءً على قراءات المستشعر وتغيير هذه القراءات ، بحساب IAQ. يبدو أنه يمكنك أخذ الشهادة بنفسك وحساب كل شيء ؛ ليس بالتأكيد بهذه الطريقة. عند الطلب لقياس جودة الهواء ، يعطي المستشعر مقاومة بالأوم.يسخن داخل منطقة حساسة صغيرة تتفاعل مع الموصلية لوجود المواد العضوية المتطايرة - المركبات العضوية المتطايرة (VOC) ، ويعطي النتيجة ، أي مقاومة لهذه المنطقة. في الأساس،يقدم بعض الحرفيين خوارزميات خاصة بهم لتفسير هذه القراءات بدون BSEC ، ولكن ، من بين أمور أخرى ، التكلفة المتعددة ، بالمقارنة مع BME280 ، لم يترك أي خيار.

تتكون الشاشة من جهازي TOS-F2101 ، وهما مؤشران عاديان من سبعة أجزاء من اللون الأخضر مع كاثود مشترك. من الملحوظ ، هذا هو الحجم والسكن لتركيب السطح ، مما يسمح لك بوضعها بطريقة غير تقليدية. بالمناسبة ، هذه هي أصغر مؤشرات مستوية تم العثور عليها للبيع ، وهي ، في معظمها ، تحدد حجم الجهاز بأكمله.

يدير كل STM32F072 في حزمة QFPN ذات 48 سنًا. تم اختياره مرة أخرى استنادًا إلى الحجم ، وتوافر الأجهزة الطرفية والعدد المطلوب من الاستنتاجات للتحكم في المؤشرات ، والتي لا تحدث في النسخة المزدوجة ، لسبب ما ، ويجب أن تكون الاستنتاجات لائقة.

والباقي مقاومات ، مكثفات ، محول جهد 3.3 فولت ، الأقل - الأفضل ، ضمن حدود معقولة ومكونات TTX ، بالطبع.

موصل USB مصنوع على السبورة. للاتصال الموثوق ، يجب أن يكون سمك ثنائي الفينيل متعدد الكلور حوالي 2 مم. إذا كنت تسترشد بالرسم على USB Type-A ، فهناك أكثر من ذلك بقليل ، ولكن إذا أخذت القناع على كلا الجانبين في الاعتبار ، فقد اتضح بشكل محتمل. بالطبع ، يترك تنسيق الموصل هذا فرصًا أكبر للتلف الميكانيكي لمخرج USB ، ولكن بشكل عام ، يمكن التعامل مع هذا باستخدام محرك أقراص محمول عادي.

زر اللمس عبارة عن مضلع دائري أسفل الصورة على اللوحة ، ويستجيب الزر لمس قصير وطويل.

بالإضافة إلى الشاشة ، تحتوي اللوحة على ثلاثة مصابيح LED تشير إلى أي من القراءات معروضة حاليًا على المؤشر.

أما بالنسبة للبرنامج.

البرنامج مكتوب باستخدام CMSIS ، تردد التشغيل 48 ميجا هرتز ومن مصدر داخلي. هناك واحد هنا ، يمكنك حتى استخدام USB معه دون استخدام الكوارتز الخارجي. من أجل المرونة ، وربما توسيع الوظائف ، تمت إضافة FreeRTOS.

يتم التعامل مع زر اللمس بواسطة وحدة تحكم استشعار اللمس (TSC). نظرًا لعدم وجود لوحة مفاتيح من أزرار اللمس على اللوحة ، أو أشرطة التمرير ، عندما يتم دمج منصات اللمس في خط ، وهناك مستشعر واحد يلتقط اللمسات القصيرة والطويلة ، فلا معنى لاستخدام المكتبة الشاملة من ST. مبدأ تشغيل مستشعر المستشعر بسيط ، وهناك العديد من الاستنتاجات مجتمعة في مجموعات ، ويرتبط مكثف (مكثف أخذ العينات) Cs بأحدها ، ويصبح هذا الاستنتاج مثاليًا ، ويمكن توصيل الاستنتاجات المتبقية للمجموعة بمضلعات المستشعرات ، والتي هي في الواقع أيضًا مكثفات Cx . تقوم وحدة التحكم بشحن سعة مكثف المكب Cx ومن ثم يتم تقطير هذه الشحنة إلى نموذج Cs ، وتتكرر العملية حتى حد جهد معين على Cs. عادة ما تكون سعة المستشعر صغيرة ،لذلك ، ستكون هناك حاجة إلى العديد من هذه العمليات وهناك سجل منفصل (TSC_IOGxCR) للعد. إذا لمست المستشعر ، فستصبح السعة Cx أكبر وستكون دورات شحن Cs أقل ، ويتم إصلاح ذلك على الفور ويتم الإبلاغ عن اللمس لأعلى. بالمناسبة ، تبدأ سعة المستشعر في الزيادة عندما لا يكون هناك اتصال مباشر ، لذلك يمكن حماية المستشعر من الاتصال الجسدي ، على سبيل المثال باستخدام قناع ، أو يمكنك تسجيل درجات مختلفة من التقريب.أو إصلاح درجات التقريب المختلفة.أو إصلاح درجات التقريب المختلفة.

للتواصل مع BME280 ، يتم استخدام واجهة I2C. يعد تنفيذ I2C في STM32F072 أبسط مما هو عليه في STM32F103 الشائعة ، من بين أمور أخرى ، لا تحتاج إلى تتبع 1/2 / العديد من وحدات البايت المستلمة بشكل منفصل ، يكفي تحديد رقمها مقدمًا (I2C_CR2.NBYTES [7: 0]). هي ذاتها مكتبة للعمل مع جهاز استشعار تقدم ، وأوصى للاستخدام من قبل الشركة المصنعة للأجهزة الاستشعار. لقراءة القراءات باستخدام المكتبة ، تحتاج إلى إنشاء هيكليتين - للإعدادات والبيانات. في الإعدادات تحتاج إلى إجراء:

• عنوان المستشعر على حافلة I2C
• وظائف I2C للقراءة / الكتابة بالإضافة إلى وظيفة التأخير
• عدد قراءات مؤشرات المتوسط ​​(التبديد) × 1 ، × 2 ، وما إلى ذلك ، لكل من معلمات درجة الحرارة / الرطوبة / الضغط
• معامل الترشيح ل ADC
• فترة إزالة قيم المعلمات
• بشكل عام ، أي من المعلمات يمكن قراءتها ، على سبيل المثال ، يمكنك ترك درجة حرارة واحدة
• وضع التشغيل ، "عادي" - مع القراءات الدورية ، "القسري" - أخذ القراءات عند الطلب

من حيث المبدأ ، إذا تم تحديد الوضع "العادي" ، فيمكن الحصول على القيم الفعلية للقراءات من خلال تشغيل الوظيفة "bme280_get_sensor_data" ، وسوف ينظر في سجلات المستشعر المقابلة ، ويقرأ القراءات المباشرة ، ثم يعالجها وفقًا لعوامل التصحيح المسجلة في الدائرة المصغرة في المصنع. ونتيجة لذلك ، ستحتوي بنية بيانات الإخراج على درجة الحرارة بالدرجات المئوية ، والرطوبة النسبية في المائة ، والضغط الجوي بالباسكال. في الوضع "القسري" ، الشيء نفسه ، فقط في كل مرة قبل قراءة القراءات ، تحتاج إلى تشغيل التحويل "bme280_set_sensor_mode".

المبدأ العام للجهاز هو كما يلي: الاتصال بـ USB أو Power Bank في إصدار الهاتف المحمول. للعرض الأولي وتبديل القراءات - لمسة قصيرة من المستشعر ، لتعطيل - لمسة طويلة. أولاً ، يتم عرض درجة الحرارة بالدرجات المئوية ، ثم الرطوبة النسبية بالنسبة المئوية والضغط الجوي بالملليمتر من الزئبق ، لأن هناك مؤشرين فقط ، ونادرا ما يتجاوز مؤشر الضغط سبعمائة ، ثم الرقم سبعة افتراضي هنا. إذا لم تلمس المستشعر لفترة من الوقت ، فسيتم إيقاف تشغيل المؤشرات بحيث لا تقوم ، على سبيل المثال ، بتفريغ باور بانك. يبلغ متوسط ​​استهلاك الجهاز حوالي 50 مللي أمبير ، والمستهلكون الرئيسيون هم مجرد مؤشرات ، إذا قمت بإيقاف تشغيلها ، فإن العد يذهب إلى الميكرامبات.

ونتيجة لذلك ، تحولت التكلفة الإجمالية للمكونات في يناير 2020 إلى حوالي 850 روبل ، وهذا دون أخذ اللوحة في الاعتبار ، فقد أصبح الأمر سهلاً ، لأنه كان لدى الشركة المصنعة خصومات للعام الجديد ، ولدي قسائم ، ولكن من غير المحتمل أن يحدث هذا مرة أخرى في المستقبل القريب ، على الأقل حتى ديسمبر المقبل. حسنًا ، يمكن لأولئك الذين يريدون التعرف على المصدر القيام بذلك هنا .

Source: https://habr.com/ru/post/undefined/