English version

Jednoduchá meteostanice (teploměr + vlhkoměr + barometr)

     Úvod:
Tato jednoduchá meteostanice domácí výroby dokáže měřit a zobrazovat všechny základní meteorologické veličiny - teplotu vzduchu (teploměr), relativní vlhkost (hygrometr) a atmosférický tlak (barometr). Umožňuje tím stanovit orientační předpověď počasí. Pro všechny tři měřené veličiny je ukládána minimální a maximální hodnota, kterou lze vyvolat či resetovat pomocí tlačítek.
     Popis zapojení:
Obvod je řízeny mikroprocesorem IO4 - Atmel AVR ATmega8A, ATmega8 či ATmega8L. Jako snímač teploty slouží integrovaný obvody IO3 typu LM35. Ten poskytuje na výstupu napětí lineárně závislé na teplotě, s koeficientem 10mV/°C. Ke snímání vlhkosti jsem použil IO2 - integrovaný senzor HIH-5030 (lze použít i vylepšený HIH-5031). Tlak je měřen obvodem IO1 - integrovaným čidlem tlaku MPXH6115A. Lze použít i MPXHZ6115A, MPXA6115A, MPXAZ6115A či MPX4115A. Teploměr měří pokojovou teplotu v rozmezí 2,0 ... 99,9 °C. Vlhkoměr měří relativní vlhkost vzduchu v rozmezí 1 ... 99%. Barometr měří tlak vzduchu v hektopascalech rozmezí 150 ... 1150 hPa (1 hPa = 1 mBar = 0,75 torr = 0,75 mmHg). K zobrazení hodnot slouží LED displej. Barometr využívá čtyřmístný displej, vlhkoměr dvoumístný a teploměr třímístný. Displeje jsou řízeny multiplexně jako jediný 9-místný displej. Katody displeje jsou připojeny na port D, anody přes tranzistory T1...T9 zesilující proud na celý port B a na PC5. Frekvence multiplexu je cca 100Hz. Odpory R1 až R8 určují proud displeje a tím i jeho jas. K měření analogových signálů jsou využity tři vstupy nesymetrického 10-bitového AD převodníku obvodu ATmega8(A)(L). Při měření každé veličiny je vždy nasnímáno větší množství vzorků, které jsou zprůměrovány, aby se eliminovaly náhodné chyby. IO4 využívá jako zdroj taktování zabudovaný RC oscilátor běžící na frekvenci 1MHz. Krystal není potřeba - frekvence není pro analogově-digitální převodník kritická. Meteostanice se napájí ze stabilizovaného zdroje 5V s obvodem 7805 v obvyklém zapojení.
     Měření:
První část displeje zobrazuje teplotu, druhá relativní vlhkost a třetí tlak. Pokud je hodnota mimo rozsah nebo došlo k závadě (neočekávané napětí na vstupu ADC0 až ADC2), zobrazí se symbol "_" (hodnota nižší než povolený rozsah) nebo " ‾ " (hodnota vyšší než povolený rozsah). Údaj se obnovuje cca každé 3 - 4s.
     Paměť na minimum a maximum:
Meteostanice sleduje a ukládá pro všechny měřené veličiny maximální a minimální hodnotu. Tu lze zobrazit stiskem tlačítek MIN a MAX. Chvilku po uvolnění tlačítka se opět zobrazí aktuální hodnoty. Paměť minima a maxima lze resetovat stisknutím obou tlačítek současně. Poznámka: Sledování minima a maxima začíná až po prodlevě 15s od zapnutí meteo stanice, aby se předešlo uložení nesmyslných hodnot těsně po zapnutí, kdy obvod ještě není neustálen.

     Program pro AVR meteo stanici ke stažení:
Zdrojový kód v assembleru (ASM)
Přeložený HEX soubor (1028 Bajtů)
Zapisování programu do AVR se podrobněji věnuji zde.

Případným zájemcům mohu naprogramovaný mikroprocesor poslat. Více info zde.


Schéma jednoduché meteostanice a AVR.


Nastavení konfiguračních bitů.


Testování meteostanice v kontaktním poli. Zobrazeny údaje v pořadí: Teplota (°C), relativní vlhkost (%), atmosférický tlak (hPa). Pozn.: cifra úplně vlevo není připojena.


Čidlo tlaku MPXH6115A s redukcí SMD-THT.


Čidlo relativní vlhkosti HIH-5030 a deska připravená na výrobu redukce SMD-THT.


Čidlo vlhkosti s redukcí


Snímače tlaku, vlhkosti a teploty (LM35) a část AVR ATmega8A v kontaktním poli.


Meteostanice letovaná na univerzální desku.


Displej meteostanice (T-5631BUY-11, LD-D056UR-C, 2x LD-D028UG-C).


Meteostanice v provozu


Deska zespodu


Čidla


Hotová meteostanice v krabičce


Video - testování meteo stanice s AVR.



Přidáno: 10. 7. 2013
zpět na úvodní stránku