Chế tạo Trạm theo dõi thời tiết cá nhân

Category: Arduino Published: 20 December 2016
Hits: 1255

Đôi khi bạn ngồi trong phòng và bắt đầu cảm thất toát mồ hôi hoặc cảm thấy lạnh; bạn có tự hỏi nhiệt độ trong phòng bấy giờ là bao nhiêu độ? hoặc độ ẩm bấy giờ là bao nhiêu? Tôi đã cảm nhận được điều đó khi nhìn lại những gì đã xảy ra.

Câu hỏi này đã dẫn đến khởi đầu về Trạm Thời tiết cá nhân, dùng để theo dõi nhiệt độ, độ ẩm, áp suất và cường độ ánh sáng của căn phòng và upload dữ liệu này vào một kênh riêng trên thingspeak.com.

Hãy bắt đâu nào.

 

Bước 1: Video giới thiệu nhanh

Đây là video nhỏ, theo đó thông tin thời tiết sẽ được tổng kết 5 phút một.

Bước 2: Linh kiện điện tử sử dụng cho Trạm thời tiết (Personal weather Station)

Mô tả: Chúng ta sẽ sử dụng cảm biến DHT11 để nhận biết độ ẩm. Cảm biến BMP

Mô tả: Chúng ta sẽ sử dụng cảm biến DHT11 để cảm nhận độ ẩm, BMP180 để cảm nhận nhiệt độ, áp suất và cảm biến LDR (Light Dependent Resistor) để đo cường độ ánh sáng. Arduino nano sẽ thu thập dữ liệu từ các cảm biến và gửi cho ESP8266 để tải lên nó vào kênh riêng của bạn trên thingspeak.com. Chúng tôi sẽ cấp nguồn cho Arduino nano của chúng tôi từ một nguồn treo tường 12V-2A, các cảm biến và ESP8266 sẽ nhận nguồn điện áp từ bộ chuyển đổi LM2596. 

Danh mục linh kiện:

  1. Cảm biến áp suất không khí và nhiệt độ BMP18O,
  2. Cảm biến độ ẩm DHT11,
  3. Cảm biến anh sáng LDR,
  4. Môdun wifi ESP8266 (firmware ready),
  5. Arduino nano,
  6. 2 điện trở 51 kΩ and 4.7 kΩ,
  7. Bộ chuyển nguồn LM2596,
  8. Jắc DC,
  9. Công tắc và
  10. Nguồn gắn tường 12V—2A

Step 3: Các dụng cụ cần thiết khác 

Mô tả: Chúng tôi sẽ sử dụng kìm bóc dây điện, giũa để làm phẳng phần vỏ, súng bắn keo để gắn các phần tử, vít và mỏ hàn với dây hàn để lắp ráp mạch trên board mạchGCB. Hộp nhựa 4x4x2 inch để bọc bo mạch. Chúng tôi cũng sẽ cần các jump đơn đực và cái cùng đầu nối cái để nối dây cho mạch GCB.

Danh sách dụng cụ:

  1. Kìm bóc dây điện,
  2. Dũa,
  3. Súng bắn keo,
  4. Vít
  5. Mỏ hàn và dây hàn.

Các đồ dùng khác:

  1. Hộp nhựa kích thước 4x4x2 inch (có thể sử dụng loại có kích thước gần đúng),
  2. Bảng mạch GCB,
  3. jump đơn đực và cái. 
  4. Đầu nối dây cái.

Bước 4: Yêu cầu về phần mềm

Mô tả: Để  khai thác dữ liệu từ cảm biến, chúng ta sẽ cần có một kênh riêng trên thingspeak.com. Chúng tôi sẽ cần Arduino IDE để viết mã Arduino cho bo mạch Arduino nano (giả định rằng các bạn có PC/Laptop và có thể truy cập vào internet).

Yêu cầu phần mềm cần dùng:

  1. Một kênh trên Thingspeak.com 
  2. Arduino IDE (bản càng mới càng tốt)

Bạn có thể tải bản mới nhất của Arduino IDE từ arduino.cc và tạo 1 kênh riêng trên thingspeak.com

Bước 5: Tạo kênh riêng trên Thingspeak.com

Để tạo một kênh riêng trên thingspeak.com, bạn làm theo các bước sau:

  1. Mở trình duyệt web của bạn và vào thingspeakcorn sau click vào tab 'Đăng ký' ở góc trên cùng 
  2. Điền vào các thông tin chi tiết và nhấp vào 'Tạo tài khoản ",
  3. Bây giờ hãy nhấp vào tab 'New Channel',
  4. Một lần nữa điền vào thông tin cho kênh và bật 4 fields lên( để gửi 4 giá trị cảm biến), di chuyển xuống và nhấp vào tab 'Lưu Channel',
  5. Trên trang này, click vào tab 'API Keys' và ghi lại khóa API của bạn.

Đó là tất cả các bước, bây giờ bạn đã có kênh thingspeak của bạn.

Giờ là lúc bạn kết nối các mạch, linh kiện điện tử với nhau.

Bước 6: Sơ đồ Personal Weather Station

 

Đây là sơ đồ cho Trạm thời tiết cá nhân Personal Weather Station. Kết nối là khá đơn giản.

  1. BMP18O kết nối đến cổng I2C của Arduino nano.
  2. LDR được kết nối với bộ chia điện áp với điện trở 51 Kohm và đường giao nhau được kết nối đến pin A1 của Arduino nano.
  3. Pin dữ liệu DHT11 được kéo lên bằng điện trở 4,7 kΩ và kết nối đến pin A0 của Arduino nano.
  4. Các pin TX và RX của ESP8266 được nối đến D10 và D11 của Arduino nano. CH_PD ESP8266 được nối với đường 3.3V.
  5. Điều chỉnh đầu ra của mô-đun LM2596 đến 3.3V bằng biến trở rẽ hướng trên mô-đun này. Kết nối đầu ra của module này đến Vcc và GND của BMP180, DHTH, LDR và Vcc ESP8266 và GND tương ứng.
  6. Đầu vào của module LM2596 được nối từ 12V-2A adaptor (kết nối với Vin và GND của Arduino nano).

Sau đó chúng ta cần phải lắp ráp mạch này vào chung Bảng mạch GCB. 

Step 7: Lắp mạch điện tử vào mạch GCB

  1. Sử dụng dải jump cái cho Arduino nano và vị trí ESP8288 trên GCB,
  2. Sử dụng mỏ hàn và dây hàn để kết nối chúng trên bảng mạch,
  3. Sử dụng đầu nối cái để mở rộng phạm vi của tất cả các cảm biến và các mô-đun LM2596,
  4. Sử dụng mjump cái để làm điểm kết nối cho các phần mở rộng của jump cái mở rộng đã làm trong bước 3,
  5. Thu được sơ đồ mạch trên GCB bằng cách sử dụng dây (dùng kìm bóc dây điện), hoặc dây hàn nóng chảy,
  6. Kiểm tra trước khi chạy các mạch điện tử sử dụng đồng hồ vạn năng.

Bây giờ tất cả các phần cứng được đặt trên GCB, chúng ta hãy nhìn vào mã code lập trình Arduino.

Bước 8: Code lập trình

Code lập trình cho Personal Weather Station là khá đơn giản. Trước khi bạn ghi mã, hay kiểm tra lại của những điều sau đây.

  1. Hãy chắc chắn rằng tất cả các thư viện được cài đặt,
  2. Thay thế dấu gạch nối bằng SSID của các điểm truy cập wifi của bạn (wifi router) ở dòng 14 của mã này,
  3. Thay thế dấu gạch nối bằng PASSWORD của mạng wifi của bạn ở dòng 15 của mã này,
  4. Thay thế dấu gạch nối bằng khóa API của kênh thingspeak của bạn trong dòng 17
  5. Trong khi lập trình Arduino nano đảm bảo rằng nguồn cung cấp 12V DC của bạn là OFF.

Đây là liên kết để tải về mã và các thư viện cần sử dụng: github (Personal Weather Station).

Bây giờ chúng ta có phần cứng và phần mềm đã được chuẩn bị xong, chỉ còn 1 bước tiếp theo là đóng gói.

Bước 9: Chuẩn bị phần vỏ hộp

 

Bây giờ chúng ta cần phải tạo các lỗ có hình dạng và kích thước khác nhau trên hộp 4x4x2 inch. Chúng ta cần phải làm cho lỗ cho jack DC và công tắc trên vỏ. Chúng ta cũng cần làm cho lỗ cho các cảm biến trên nắp.

Tôi có một hình ảnh kèm theo hiển thị kích thước của các lỗ chúng ta cần phải thực hiện.

Sử dụng lưỡi dao nóng để cắt qua nhựa.

Sử dụng giũa để làm nhẵn các lỗ.

Bây giờ, phần vỏ đã sẵn sàng để bao bọc mạch điện tử của Arduino.

Bước 10: Đóng nắp

Đặt mạch nối mạch GCB của bạn vào bên trong hộp.

Đặt công tắc và jack DC trong các lỗ trên mặt hộp; cảm biến vào các lỗ của nắp. Hoàn thiện vị trí của chúng và sử dụng súng bắn keo để khắc phục lỗi. Cuối cùng sử dụng vít để đóng nắp.

Giờ bạn đã có Personal Weather Station của mình. Bật công tắc điện và bạn sẽ các thông số nhiệt độ, độ ẩm, áp suất và cường độ ánh sáng của phòng mình từ bất kỳ nơi nào trên thế giới thông qua điện thoại của bạn/PC/Laptop trên kênh tin thingspeak của bạn.

Cảm ơn vì đã theo dõi.

Nguồn: http://www.instructables.com/id/Make-a-Personal-Weather-Station/

phanhoanglinh
Author: Phan Linh
About: I come from Ha Noi Viet Nam and now i am learning in Ha Noi University of science and technology (HUST)

Donate

Donate using PayPal
Amount: