Trạm thời tiết tự động

tháng 11 18, 2019

Bài viết này trình bày một dự thảo của một trạm thời tiết tự trị hoạt động trong thời gian thực. Thiết bị thu thập dữ liệu tương tự hoặc kỹ thuật số và gửi đến máy chủ web thông qua kênh liên lạc GPRS. Nếu bạn điều chỉnh pin mặt trời và pin cho nó , thì trạm có thể được thực hiện hoàn toàn tự động. Thiết bị hỗ trợ 3 đầu vào analog hoặc kỹ thuật số. Trái tim của mạch là vi điều khiển PIC16F877A. Bộ vi điều khiển cũng tương tác với mô-đun GSM / GPRS SIM900 hoặc SIM300 , được đặt ở mặt sau của bảng mạch.
Ban đầu, thiết bị được thiết kế để đo lưu lượng gió để tiếp tục thu thập cơ sở dữ liệu về lưu lượng gió cho các vị trí khác nhau. Trong tương lai, điều này sẽ cho phép bạn chọn vị trí tối ưu nhất của máy phát điện gió .

Dữ liệu được truyền đến máy chủ web bằng yêu cầu GET thông thường. Đây là phương pháp truyền dữ liệu dễ dàng nhất. Trên github là mã nguồn, chúng không có gì phức tạp.

Sơ đồ của mô-đun GSM:

Sơ đồ nguyên lý của mô-đun GSM sử dụng SIM900 hoặc SIM300

Là mô-đun GSM, tôi đã chọn SIM900 / 300 phổ biến. Nó kết nối bằng UART và tương tác với nó bằng lệnh AT. Nguồn cung cấp điện áp của mô-đun là 3,6V. Một ăng ten ngoài được kết nối với các mô-đun. Một bộ điều khiển bộ sạc được tích hợp vào mô-đun, rất hữu ích khi sử dụng pin và bảng điều khiển năng lượng mặt trời hoặc máy phát điện gió để sạc lại cho chúng.
Mạch sử dụng đèn LED1, hiển thị trạng thái của GSM (nhấp nháy). Việc bật / tắt mô-đun được thực hiện bằng nút S3.

Lưu ý 1. Trong quá trình phát triển dự án, mô-đun SIM300 không còn được sản xuất và được thay thế bằng SIM900 mới hơn. Sơ đồ trên được thiết kế cho SIM300, đối với mô-đun SIM900, một số thành phần giữa mô-đun và thẻ SIM sẽ bị xóa (xem bảng dữ liệu).

Lưu ý 2. Công tắc S3 được thiết kế để bật / tắt mô-đun GSM, tuy nhiên, nó có thể được thay thế bằng một bóng bán dẫn được kết nối với đầu ra của vi điều khiển. Điều này sẽ kích hoạt hoặc vô hiệu hóa mô-đun GSM bằng lệnh từ MK. Đây là một giải pháp mạch chính xác hơn.

Lưu ý 3. Mô-đun hoạt động chính xác với điện áp> 4V áp dụng cho chân Vbat.

Sơ đồ trạm thời tiết với MK PIC 16F877A:

Sơ đồ của trạm thời tiết (trạm thời tiết)

Vì vậy, cái chính là vi điều khiển PIC 16F877A hoạt động ở tần số 16 MHz. MK được cung cấp bởi Vbat cũng như mô-đun GSM. Chân RA0,1,2 được sử dụng làm đầu vào tương tự. Điện áp đầu vào từ các chân này được chuyển đổi bằng cách sử dụng nội bộ. ADC với Vref = 3.1V, thu được bằng cách sử dụng diode zener ở 3.1V. Vbat và GND cũng là đầu ra cho các đầu nối đầu vào để cấp nguồn cho các cảm biến bên ngoài (nếu cần). Transitor Q3 (BC547) được sử dụng để điều khiển độ sáng của màn hình LCD. Nút S4 được sử dụng để đặt lại vi điều khiển và R1 làm điện trở kéo lên. Thiết bị cũng sử dụng đầu nối PIC-ICSP để cho phép lập trình trong mạch.

Màn hình LCD HD44780 16 × 2:

Một màn hình LCD được sử dụng để hiển thị thông tin trạng thái. Mạch sử dụng công tắc Power-LCD để tắt đèn nền màn hình, giúp tiết kiệm điện năng tiêu thụ. Ngoài ra, đầu ra từ công tắc được kết nối với vi điều khiển LCD-INT, để MK biết khi LCD được bật (trong vi điều khiển, LCD sẽ khởi tạo thông tin đầu ra cho nó). Do đó, có thể ngắt kết nối và kết nối mô-đun LCD trong quá trình vận hành mạch chính của trạm thời tiết.

Một vài hình ảnh của thiết bị: