Как на Arduino делать устройства лучше фирменных
Вдруг из темноты выступила какая‑то фигура, очертания которой показались д'Артаньяну знакомыми, и привычный его слуху голос сказал.
– Я принес ваш плащ, сударь, сегодня прохладный вечер.
А. Дюма. Три мушкетера
Домашняя метеостанция – один из самых необходимых и оправданных радиолюбительских проектов. Как мы уже говорили, бытовые метеостанции, имеющиеся в продаже, не выдерживают никакой критики – ни с точки зрения удобства пользования и дизайна, ни с точки зрения метрологических качеств. Через руки автора этих строк прошло не менее десятка моделей бытовых метеостанций, и ни у одной из них работу нельзя было признать удовлетворительной. Дисплеи перенасыщены лишней информацией, значения температуры «разъезжаются», показатели влажности не совпадают на десятки процентов, в довершение всего станция все время теряет внешний радиодатчик и поймать его можно, только полностью отключив питание и тем самым потеряв настройки дисплея и часов…
Все эти проблемы не имеют никаких объективных предпосылок и явно возникают исключительно из‑за халатности разработчиков и производителей. С помощью современной элементной базы они легко решаются на среднем любительском уровне при наличии минимального терпения и аккуратности. Единственное, возможно, узкое место, которое трудно преодолеть при самодеятельном конструировании, представляет собой дисплей – после ознакомления с ассортиментом того же «Чипа‑Дипа» становится понятно, почему для почти каждого бытового прибора придумывают экран своей оригинальной конструкции. Но тут уж ничего не поделаешь, придется выбирать, что дают. В остальном Arduino позволяет подойти к конструированию метеостанции «по‑взрослому» – не делая скидок на любительское происхождение при выборе функциональности. Поскольку мы станем ориентироваться на ассортимент готовых модулей, то результат окажется, как минимум, не дороже тех убогих произведений, которыми переполнены интернет‑магазины домашней техники. При этом мы легко сможем реализовать дополнительные функции, которые либо присущи очень дорогим моделям, либо отсутствуют в промышленных образцах вовсе. Самое трудное, как всегда в таких случаях, – оформление конечного результата так, чтобы его было не стыдно повесить на стенку, но тут все в ваших руках.
|
|
|
Должен сказать, что в процессе отладки конструкции, описанной далее, производители комплектующих для Arduino не переставали меня удивлять. Я был готов к тому, что показания приобретенных датчиков придется корректировать программным путем, – совершенно невероятно, чтобы они на производстве подвергались уточняющей калибровке. Однако, датчики и без коррекции удовлетворяли требованиям!
|
|
|
А 2‑милливаттный Xbee‑радиодатчик спокойно работал через три межкомнатных перегородки – лучше фирменного роутера Wi‑Fi в тех же условиях.
Техническое задание
Перед тем как приступать к проектированию, надо точно определить, к чему мы стремимся. Давайте сформулируем, что должна «уметь» и из каких основных узлов состоять домашняя метеостанция.
□ Главный модуль – измерение внутренней температуры (в месте установки), влажности и атмосферного давления. Питание от сети.
□ Выносной датчик внешней (уличной) температуры и влажности – связь с главным модулем по радиоканалу, питание от батарейки (а значит, функции энергосбережения). Связь должна надежно работать как минимум через оконный стеклопакет, а лучше – через бревенчатую (в идеале – кирпичную или бетонную) стенку, на расстоянии не менее 5–7 метров.
□ Часы реального времени с календарем – должны иметь автономное питание и возможность автоматической/полуавтоматической коррекции хода.
□ Дисплей главного модуля – внешняя температура/влажность, внутренняя температура/влажность, атмосферное давление, время, дата, день недели. Проработаем два варианта: с ЖК‑модулем (тем, который описан в предыдущей главе) и с более эстетично выглядящим, но и существенно более дорогим светящимся экраном на основе OLED.
|
|
|
□ Запись показаний на SD‑карту – этот пункт появился сам собой в процессе подбора комплектующих. Оказалось, что добавление этой функции в буквальном смысле ничего не стоит (в «Амперке» разница в цене между платами Wireless Shield просто и Wireless Shield SD с гнездом для карты MicroSD составляет 200 рублей). Такая возможность может оказаться полезной, например, школьнику, которого обязывают вести погодный дневник.
□ Метрологические требования – при установке выносного датчика рядом с главным модулем расхождение показаний по температуре желательно не более 0,5 °C, по влажности – не более 2 %. Абсолютное значение ошибки измерения температуры вблизи нуля градусов – не более 0,5 °C. Отметим, что погрешность барометра можно не нормировать – его показания в любом случае придется подгонять «по месту» по причинам, о которых далее.
Дата добавления: 2019-02-12; просмотров: 181; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!