|
Základní popis zapojení Jádrem celé meteostanice je Arduino NANO (klon) - (ebay).O čas se stará modul s přesným RTC obvodem DS3231 s vlastní záložní baterií - (ebay). Pro komunikaci s displejem (40x2 znaky) jsem použil modul expanderu s obvodem PCF8574 - (ebay). Vnitřní teplota a vlhkost vzduchu je měřena pomocí čidla AM2302 (DHT22) - (ebay). Venkovní teplotu zjišťuje vodotěsný senzor DS18B20 - (ebay). A na měření atmosferického tlaku jsem použil modul s čidlem BMP180 - (ebay) K ovládání slouží rotační ovladač s vnitřním tlačítkem - (ebay). Data o fázích Měsíce a o zatmění jsou uložena v externí EEPROM (24AA256), která s Arduinem komunikuje přes I2C. Naměřené hodnoty se ukládají do EERAM (47C16), která má tu vlastnost, že na rozdíl od EEPROM nemá omezený počet zápisů, ale při výpadku napájení se ještě stačí obsah RAM překopírovat do vnitřní EEPROM, ve které data zůstanou uchována až do obnovení napájení. Katalogové listy použitých součástek jsem shromáždil tady: /katlisty/ Kvůli ceně musel být plošný spoj maximálně 100 x 100mm velký. Takovýto rozměr je ale pro podlouhlý displej nevhodný. Proto je plošný spoj navržený tak, aby se dal rozříznout na 3 části - každá s rozměry 100 x 33mm. Tyto části se pak pomocí šroubků a přes několik propojovacích pinů navzájem spojí do celkového rozměru 282x33mm.  Desku jsem nechal vyrábět u číňanů (www.pcbway.com). Protože ale mám zkušenost, že někdy výrobci dělají problémy, když jedna objednávka obsahuje několik oddělených desek, musel jsem mezi desky do míst, kde se má řezat, nasázet ještě "falešné" SMD kondenzátory, takže není na první pohled vidět, že jsou ve skutečnosti desky úplně oddělené. Plošný spoj je připravený na "speciální" LCD displej 40x2 znaky. Speciálnost spočívá v datovém konektoru, který má pouze 2x7 pinů. U displeje, který mám k dispozci, není totiž na tento konektor vyvedený podsvět. Připojení podsvětu se provádí na druhé straně displeje. Běžné displeje mají připojovací konektor s 2x8 piny. Tam už je podsvět vyvedený na pinech 15 a 16. Plošný spoj je připravený i na tento typ displeje. Pod Arduinem jsou připraveny ještě 4 piny (Vcc, GND, Tx, Rx), které byly plánovány pro osazení komunikačního modulu (Bluetooth). Když je zapojený BT modul, přestává fungovat USB komunikace přímo z Arduina, proto je lepší k BT modulu ještě přidělat propojovací kolíky, pomocí kterých se odpojí komunikace (Tx / Rx). Je možné přidat i propojku pro úplné odpojování napájení BT modulu.  Na plošňáku (verze 1.2) mám několik chyb: - Při návrhu jsem použil nějaké staré čidlo tlaku, které mělo jinak zapojené vývody. Tohle čidlo už teď nikde v obchodech nemohu sehnat. Pro nová čidla je tedy nutné vývody přeházet. Jedním řešením je připojení modulu tlakoměru přes drátky do správných pinů na základní desce. Hezčím řešením je použití přechodky z kousku univerzálního plošňáku (fotka). Na nové verzi plošňáku (2.2) už jsou piny prohozené, tak, že je možné modul BMP180 osadit přímo. - Dále jsem nějak zapomněl na povinné Pull-Up odpory k čidlu DS18B20 a k čidlu vlhkosti. Na starém plošňáku je možné tyto odpory připojit přímo na nožičky čidel. Na novém plošňáku už jsou pájecí plošky pro odpory připraveny vedle.  - Pak je ještě jedna věc, na kterou bych měl upozornit. Jedná se o rotační ovladač. Když jsem navrhoval plošňák, měl jsem v ruce ovladač, který neměl mechanické příchytky k plošnému spoji. Proto jsem na plošňáku ani nedělal dírky pro tyto upevňovací příchytky. Až později jsem si všimnul, že na tom mém rotačním ovladači jsou ty příchytky odstraněné. Pro porovnání fotografie původního ovladače a fotografie ovladače bez příchytek. - Trojsvorku pro připojení čidla DS18B20 je lepší volit nějakou menší, protože vyšší svorka pak už trochu překáží případnému komunikačnímu USB kablíku z Arduina:  Nějaké další detaily: Napájení je možné buď přes USB, nebo přes PWR svorku z 5V adaptéru.Odběr při zhasnutém podsvětu je asi 30mA. Když se vyhází z jednotlivých modulů zbytečně svítící PWR LEDky, klesne odběr asi na 22mA. Uspávání do stavu s minimálním odběrem jsem neřešil. Chci mít kdykoliv možnost kouknout na displej a vidět aktuální teplotu a čas. Jediná spořící funkce je automatické zhasínání podsvětu displeje, který si při svícení bere asi 80mA. Zhasíná asi po 30 sekundách když není manipulováno s rotačním ovladačem. V případě použití Bluetooth modulu HC-06 se odběr zvýší o dalších asi 30mA. Kvůli těmto docela velkým proudovým nárokům není možné napájet meteostanici bateriemi. RTC modul už v sobě obsahuje jednu EEPROM, ale protože má malou kapacitu, musí se použít jiná. Buď je možné tu SMD z RTC obvodu vypájet a nahradit jinou (32k x 8bitů), nebo se té malé na RTC modulu změní I2C adresa (zkratováním všech adresovacích pinů na GND) a použije se THT verze EEPROM, pro kterou je připravená pozice vedle RTC modulu.  Propojky, které jsou na plošném spoji označené jako P, T a V, byly původně zamýšlené pro volbu, které minigrafy se mají zobrazovat na hlavním displeji. Postupem času ale byla tato volba v programu zrušena a na displeji se v pravidelných intervalech střídají všechny typy minigrafů (P, O, I a V). Teď slouží propojka "T" na volbu čidla teploty, ze které se mají zaznamenávat rekordy. Propojka "V" slouží k volbě automatického odesílání aktuálních hodnot do sériové linky (režim MASTER / SLAVE). Propojka "P" je v poslední verzi programu nevyužitá. Na opravené verzi plošňáku (2.2) jsou popisky opraveny na: - původní "T" na "I/O" (vnitřní / venkovní teplota) - původní "V" na "MS" (Master / Slave) - původní "P" na "X" (nepoužito)
Schéma a plošný spoj Větší velikost na
kliknutí
  Dokumenty
pro Eagle ke stažení
Prvním třem zájemcům nabízím plošňák verze 1.2 ZDARMA (pouze za poštovné -
obyčejný nepojištěný dopis).
Kontakt na stránce "O mně".
|
