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使用电子墨水屏制作一个迷你气象站

发布时间:2021-03-16
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使用电子墨水屏制作一个迷你气象站

发布时间:2021-03-16
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本文将介绍一个具有天气预报功能的温湿度压力测试装置。该装置可以在脱机模式下工作,并将数据传输到智能家居系统。

硬件规格:

  • 控制器NRF52
  • 2.9英寸电子墨水显示屏
  • BME280传感器(为传感器SI7021\HTU21D预留了安装的位置)
  • CR2450(电池)

细节

对于此项目,选择的GDEH029A1电子墨水显示屏型,屏幕尺寸为2.9英寸。

但是在项目进行了3个月左右时,显示屏制造商发布了新的显示屏(GDEM029T94)。因为旧型号的显示屏很难买到,所以在项目中换了新的显示屏。

新型号显示屏特性:

  • 分辨率:296x128
  • 工作温度范围:0-50 C
  • 工作功耗:3mA
  • 深度睡眠消耗:1μA
  • 最小屏幕刷新时间:0.3秒。

与此同时,我对来自不同制造商的nRF52无线电模块的变体进行了升级,并停在了MINEW MS50SFA2(nRF52832)和EBYTE E73 2G4M08S1C(nRF52840),E73 2G4M08S1E(nRF52833)模块上。

MINEW MS50SFA2模块的尺寸很小,且引出的支脚不是很多。所以在项目中使用了所有可用的MS50SFA2支脚。

E73模块则具有较多的支脚,为此我开发了传感器的扩展版本。在扩展版本中,增加了一个有源蜂鸣器、一个MAX44009光传感器,并用AAA电池代替了CR2450。

设备电路:

该设备的外壳是在FDM 3D打印机上打印的,为了获得好看的外观,我用砂纸打磨机身并进行了抛光。

由于传感器有一个LED,而且在扩展版本还有一个光传感器,所以在外壳上制作了两个通孔。

该项目是一个开源家庭自动化项目,且设备软件可在MySENSORS网络(www.mysensors.org)上运行。

顺便说一下,传感器在没有网络的情况下也可以正常工作。目前,我的项目支持使用两种显示模型:GDEH029A1、GDEM029T94。也许以后,将增加对三色显示器的支持。

设备的功能:打开设备电源后,它将尝试查找网络,如果未找到网络,则设备将进入主要操作模式,而无需在网络中工作(不发送数据),但会定期发出简短请求以进行搜索网络(每小时一次)。根据天气预报的变化,当温度数据变化0.5°C,湿度变化1%,压力变化1个单位,照明水平变化1个勒克斯时,传感器轮询间隔为每分钟1次,刷新屏幕并发送数据(如果网络可用),电池轮询间隔由用户设置,范围为1小时至24小时;默认情况下,轮询每6小时执行一次。

可以通过智能家居界面的外部命令来控制该设备。通过按“菜单”按钮激活所需的菜单项“传感器配置”。激活配置模式后,传感器将切换到聆听模式20秒钟。您必须在此间隔内发送命令。外部命令可用于调整电池检查间隔、改变反转信息的显示、关闭LED指示灯、关闭蜂鸣声。

计算天气预报的算法的说明-(NXP应用笔记3914 | John B. Young)

在无线电网络中工作时,传感器可以传输如下数据:

  • 温度,
  • 湿度,
  • 气压,
  • 照明等级
  • 天气预报,
  • 信号电平
  • 电池电量,
  • 重新启动的原因

编译要求:配置MyConfig.h文件
该文件指定:

  • 信息输出语言(RU,ENG)
  • 数据传输的功耗优化模式
  • 光线传感器连接
  • 主动蜂鸣器连接
  • 资料传输率
  • 所连接显示器的版本

睡眠模式下设备的平均功耗为3μA(nRF52840更高),传感器读数和屏幕刷新模式下的功耗为5mA(平均);数据传输模式下的功耗为8​​mA(平均),一条消息的传输时间为10ms(理想情况)。

带有MINEW MS50SFA2模块的设计可以轻松复制。如果你觉的有困难,你可以选择屏幕电缆的连接器焊接方法。对于如何简化操作,你可以看我的焊接连接视频,也可以购买现成的传感器,从而完成设计。

连接器焊接视频:

视频演示设备的操作:

外文原文:点击进入

声明:本文由Hackaday授权电路城翻译,系电路城的原创内容,转载请注明出处!

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