Meteostanice s hodinami a s ukazatelem měsíčních fází




Popis základního zobrazení na displeji
Menu
Nastavení a sériová komunikace
Hardware  (schéma a plošný spoj)
Program
Krabička (zatím jen ve fázi rozvahy)

Úvod

Meteostanic, které jsou postaveny na Arduinu, se dá najít na internetu spousta.

Moje "přidaná hodnota" je v tom, že se na displeji zobrazuje i aktuální fáze Měsíce.
Také je možné nechat zobrazit informace o následujících zatměních Slunce a Měsíce.
 
Meteostanice měří vnitřní a venkovní teplotu, vnitřní vlhkost a absolutní tlak vzduchu (nepřepočtený na hladinu moře).

Z naměřených hodnot se dají na displeji zobrazovat sloupcové grafy, takže je vidět i průběh hodnot v čase.

Jako zobrazovač pro meteostanici jsem použil LCD displej 40x2 znaky z průmyslového automatu, který se mi podařilo "zachránit" před sešrotováním.

Hodnoty se na displeji aktualizují v intervalu asi 2 sekundy (kromě času, který je aktualizovaný výrazně rychleji).

V každé 5. minutě pak dochází k záznamu právě naměřených hodnot do EERAM paměti.
To je paměť, která kombinuje výhodu neomezeného počtu zápisů jako má RAM, ale zároveň uchovává data i při výpadku napájení jako má EEPROM a cenově je výrazně levnější, než FRAM.

Údaje se každých 5 minut ukládají do polí, která obsahují posledních 40 záznamů (něco přes 3 hodiny dat). Starší záznamy se automaticky mažou.

Navíc se každou celou hodinu zprůměruje 12 posledních 5-minutových záznamů a hodnoty se uloží do dlouhodobějších polí do EERAM.
Tato dlouhodobá pole obsahují 150 posledních hodinových průměrů. To je něco přes 6 dní záznamu.
Z posledních 40 hodin těchto dlouhodobých záznamů je možné také zobrazit sloupcový graf na displeji.

Fáze Měsíce, které se zobrazují na displeji, se v Arduinu nepočítají. Bylo by to složité a asi i nepřesné.
Data o fázích Měsíce jsou proto uložena v externí EEPROM, odkud se podle aktuálního času v RTC načítají.
Stejné je to i se zatměními. Také tyto informace jsou uložené v externí EEPROM.
Databáze zatmění obsahuje jen ta zatmění, která jsou vidět alespoň částečně z ČR.
Data fází a zatmění jsou až do roku 2070. Pro pozdější datumy by bylo nutné vytvořit nový obsah EEPROM.

Jako zdroj těchto dat jsem použil následující stránky:
   http://www.astro.cz/na-obloze/mesic/zatmeni-mesice.html
   http://astro.ukho.gov.uk/eclbin/query_eo.cgi
   http://aa.usno.navy.mil/data/docs/MoonPhase.php


Kromě displeje obsahuje meteostanice i 3 LEDky.
Funkce LED je možné uživatelsky nastavit, nebo vypnout.
Červená a zelená LED slouží k upozorňování na teplotní rekordy (překročení maximálního rekordu, nebo pokles pod minimální naměřenou teplotu).
Modrá LED může mít funkci signalizace překročení nastavené meze, nebo upozornění na rozdíly mezi venkovní a vnitřní teplotou.
Detailní informace o nastavení LED jsou popsány v sekci "Nastavení".

Na plošném spoji je připraveno i několik propojek (nebo přepínačů), pomocí kterých je možné měnit některé základní parametry (jako třeba aktuální časové pásmo SEČ / SELČ, nebo je možné zvolit, ze kterého teploměru budou zaznamenávány rekordy, případně se dá další propojkou nastavit, že se budou automaticky odesílat aktuálně naměřené hodnoty do sériové linky). Detaily opět v sekci "Nastavení".

Meteostanice obsahuje i rotační ovladač, s jehož pomocí je možné vstoupit do jednoduchého menu a pak v něm listovat a vybírat další funkce. Při otočení rotačního ovladače se asi na 30 sekund rozsvítí podsvět displeje.