Charalampos / Haris Andrianakis, Греція
У статті ми розглянемо пристрій, який призначений для установки в приміщенні для відображення внутрішньої і зовнішньої температури і відносної вологості на дворядковому символьному ЖК індикаторі. Відмінною особливістю схеми є використання цифрового датчика температури і відносної вологості DHT-11 (DHT-22) , Який підключається до мікроконтролера по інтерфейсу 1-Wire.
Відразу хочеться відзначити, що друкована плата і конструкція були розроблені з розрахунком на те, щоб зробити компактний пристрій, що кріпиться на стіні.
Управління пристроєм здійснюється за допомогою однієї кнопки. Програма для мікроконтролера написана на Сі, забезпечена коментарями, і користувачі можуть модифікувати її під свої конкретні завдання, або ж розширити функціонал. Для управління ЖК індикатором використовується готова бібліотека Peter Fleury (архів для скачування доступний в розділі завантажень). Додатково, дані можуть відображатися в градусах Цельсія або Фаренгейта. Є кілька режимів управління підсвічуванням індикатора.
Також варто відзначити ще один важливий момент: пристрій може здійснювати бездротову передачу даних по протоколу Bluetooth за допомогою спеціального модуля (опціонально).
Принципова схема
Натисніть для збільшення
З точки зору схемотехніки пристрій нескладний, і ми розглянемо окремо складові елементи.
Джерело живлення термометра виконаний на базі інтегрального регулятора напруги LM7805 в стандартному включенні (з відповідними фільтруючими конденсаторами). Регулятор напруги 3.3 В AMS1117 включений до складу схеми, але застосовуватися може в разі використання Bluetooth модуля, тому що найчастіше харчування таких модулів 3.3 В.
Індикатор використовується в пристрої - це стандартний двухстрочний індикатор на контролері HD44780 . транзистор BC547 призначений для управління підсвічуванням індикатора логічними сигналами з мікроконтролера або ж ШІМ сигналом з мікроконтоллера. Резистор R3 обмежує струм через базу транзистора, резистор R1 підтягує базу до нульового потенціалу.
Основа термометра - мікроконтролер Atmel ATmega8 , Що працює на частоті 8 МГц і керуючий все навколишнього периферією.
Датчик DHT-11 - це недорогий датчик температури і відносної вологості, який використовується в проекті в якості вуличного датчика. Він не відрізняється високою швидкодією і точністю, проте знаходить своє застосування в електронних проектах через свою невисоку вартість. DHT-11 складається з ємнісного датчика вологості і термістора. Також, датчик містить в собі простий АЦП для перетворення аналогових значень вологості і температури.
Основні характеристики:
- низька вартість;
- напруга живлення 3 В - 5 В;
- предача даних по 1-Wire шині на відстані до 20 м;
- визначення вологості 20-80% з 5% точністю;
- максимальний споживаний струм 2.5 мА;
- визначення температури 0 ... 50 ° з точністю 2%;
- частота опитування не більше 1 Гц (не більше одного разу в 1 с);
- розміри 15.5 × 12 × 5.5 мм;
Слід зазначити, що в продажу можна знайти датчик DHT-22, який має той же інтерфейс, але кращі характеристики.
Датчик підключається до мікроконтролера по шині 1-Wire (на схемі кннектор JP3) з використанням підтягує резистора по лінії даних і блокуючого конденсатора по харчуванню.
В якості внутрішнього датчика використовується широко поширений аналоговий датчик температури LM35 IC5, який підключається до каналу 1 АЦП мікроконтролера.
Конектор J1 інтерфейсу внутрисхемного програмування мікроконтролера дозволяє швидко змінити програмний код або оновити ПЗ. Для підключення термометра по інтерфейсу UART використовується коннектор JP1. Кнопка управління SW1 підключена до входу зовнішнього переривання мікроконтролера, даний вхід підтягнутий до харчування внутрішнім резистором порту.
Bluetooth модуль для бездротової передачі даних, на схемі позначений як IC3, GP-GC021 також підключається до інтерфейсу UART мікроконтролера і дозволяє передавати дані на ПК, мобільний телефон або web-сервер. На друкованій платі передбачено місце для установки модуля. У розділі завантажень є опис модуля, процес взаємодії і команди.
ЖК індикатор встановлюється на лицьову частину друкованої плати в коннектор, приховувати, таким чином, встановлені на основній платі компоненти, і ми отримуємо компактний пристрій. Місце для установки Bluetooth модуля знаходиться на тильній стороні друкованої плати (див. Фото плати).
Зовнішній вигляд готової друкованої плати для термометра
Малюнок друкованої плати в САПР Eagle
Плата з установленими компонентами
Плата з встановленим модулем Bluetooth
завантаження
Принципова схема і друкована плата (Eagle), ПО (вихідний код, прошивка) - завантажити
Бібліотека для роботи з РК індикатором на контролері HD44780 - завантажити
Технічний опис на Bluetooth модуль GP-GC021 - завантажити
