Nie do końca Amatorska Stacja Meteorologiczna – Część 2

Nie do końca Amatorska Stacja Meteorologiczna – Część 2

W poprzedniej części avrtech.pl/2016/09/08/stacja-meteo-czesc-1 i długim wstępie przyszedł czas na troszkę wiedzy.

30 Października 2015 roku pojawił się wpis z fotkami pierwszych płytek do stacji meteo natomiast dzień prędzej bo 29 Października 2015 roku opublikowałem krótką informację dotyczącą tej stacji. Aby dojść do tego etapu na którym aktualnie jest moja stacja meteo minął prawie rok.

Główna płytka Stacji Meteo Grudziądz jak i Stacji Meteo Mełno zaprojektowana została w taki sposób aby pasowała do obudowy która będzie miała współczynnik ochrony IP66. Po dłuższych poszukiwaniach padło na obudowę OBO T-100 jej wymiary wewnętrzne w świetle to 136 x 102 x 57 mm posiada ona odporność na UV i chroni przed ogniem – wytrzymałość do 650 °C


obo-t-100 obo-t-100-wymiary

Stwierdziłem że taka obudowa będzie idealna ani za duża ani za mała. Dokładnie dla tej obudowy została zaprojektowana aktualna wersja płytki do stacji meteo o wymiarach 100 x 87 mm

Sercem stacji meteo jest Atmega32 8bit mikrokontroler, który odczytuje wszystkie dane z czujników i zarządza peryferiami. Na płytce znalazło się miejsce na czujnik ciśnienia BMP180, Atnel WIFI 232-T, nRF24L01, złącze do programowania, scalak zegarka PCF8583. Znalazło się również miejsce na dolnej stronie płytki na EEPROM który w chwili obecnej nie jest przylutowany ani niezbędny do pracy, nie mniej jeżeli zajdzie taka potrzeba można go dolutować i przetrzymywać w nim dane konfiguracyjne.
Niewykorzystane piny mikrokontrolera zostały wyprowadzone w taki sposób, że gdy zajdzie potrzeba rozbudowy stacji to wystarczy zaprojektować małą płytkę i wpiąć ją „na kanapkę” do tej powyżej.

plytka_meteo_v121


Płytka posiada 2 gniazda RJ-45
do których podłączam osłonę radiacyjną jak i pozostałe czujniki gdzie złącze pierwsze od lewej:
Piny 1/2 – SPD – czujnik prędkości wiatru,
Piny 3/4 – RF – czujnik opadu,
Piny 5/6 – DIR – czujnik kierunku wiatru,
Piny 7/8 – na płytce PCB zostały opisane jako NC – Not Connected nie mniej można te piny wykorzystać do pomiaru AD
kolejne złącze (2 od lewej) przeznaczone zostało na podłączenie osłony radiacyjnej:
Pin 1 – VCC zasilanie 5V
Pin 2 – VCC zasilanie 5V
Pin 3 – LED1 – w moim przypadku podłączone są tam ledy sygnalizujące pracę stacji
Pin 4 – LED2 – w moim przypadku podłączone są tam ledy sygnalizujące pracę stacji
Pin 5 – GND – masa układu
Pin 6 – HUM – czujnik wilgotności
Pin 7 – GND – masa układu
Pin 8 – TEMP – czujnik temperatury

Za pomocą zworek SJ1 / SJ2 możemy podciągnąć pin do VCC lub GND natomiast na odwrotnej stronie płytki w miejsce R11 / R12 możemy wlutować rezystor lub kondensator ceramiczny.
Trzeba jednak zwrócić uwagę na fakt, że część pinów można wykorzystać do innych celów czy też czujników.
zlacza-rj45

Na płytce znalazła się również przetwornica step down, która na wyjściu podaje 5V, natomiast stabilizator LM1117 3V3 użyty został w celu zasilenia peryferiów pracujących na niższym napięciu. Oba układy zasilania wyposażone zostały w parę kondensatorów filtrujących napięcie za równo na wejściu zasilania jak i na wyjściu.

meteo-przetwornica

Złącze zasilania które zostało zaimplementowane do układu jest dość nietypowe, nie jest to ani złącze śrubowe ani złącze goldpin. Jest to molex którego mozna znaleźć podhasłem 22-23-2031.
Obserwując złącze po lewej stronie jest masa a po prawej zasilanie natomiast w środku jest pusto. chodziło mi o to aby rozsunąć od siebie masę i zasilanie. Tutaj na etapie składania płytki i lutowania elementów trzeba zwrócić uwagę jak wlutujemy kodowane gniazdo a w trakcie zaciskania przewodów we wtyczce musimy zwrócić uwagę na ich kolejność. Jak uda nam się już prawidłowo wlutować gniazdo i zacisnąć wtyczkę to nie ma mowy o przypadkowym odwrotnym podłączeniu wtyczki bo jak już wcześniej wspomniałem jest ono kodowane.
Sercem przetwornicy jest słynny LM2576, przetwornica ta została również użyta w projekcie naświetlarki do PCB, która na co dzień służy jako oświetlenie pola roboczego – biurka.
Przetwornica składa się z kilku elementów:
– Scalak LM2576
– Dławik L1
– Kondensatory C1, C2, C3, C4, C5
– doda prostownicza D1
Wszystkie peryferia przetwornicy zostały wyliczone na podstawie karty katalogowej którą można pobrać tutaj:


wszystko pięknie zostało opisane w karcie katalogowej dlatego też w tym wypadku nie będę się szczegółowo opisywał na jej temat. Na stronie 22 pokazana jest nawet przykładowa płytka. Szczegółowy opis przetwornicy LM2576 pozostawię na oddzielny wątek. Nadmienić mogę jeszcze, że długo już stosuję takie rozwiązanie zamiast stabilizatora liniowego LM8705. Plusem tego rozwiązania jest brak „kaloryfera” ubranego w radiator zamontowanego na płytkę pcb.

Kolejnym wymaganym scalakiem do prawidłowej pracy stacji meteo jest zegar czasu rzeczywistego w moim przypadku jest to PCF8583. Tak wiem wiele osób pomyśli sobie „chłopie a nie można innego ?” od razu odpowiadam można, można nowsze i dokładniejsze a zarazem droższe tylko po co ? W tym wypadku dokładność scalaka nie jest ważna tak naprawdę można było wszystko oprzeć na timerach z tym że ja potrzebowałem scalaka który „dokładnie” (obrane w cudzysłów z powodu, iż tylko atomowy zegar jest dokładny) wystawi mi dla mikrokontrolera sygnał przerwania jedno sekundowego. Dokładność w tym wypadku nie jest mi potrzebna gdyż w przypadku stacji w Grudziądzu dane wysyłane są co 10 minut a w przypadku stacji meteo w Mełnie dane do bazy mysql zapisują się co 5 minut.
W trakcie wysłania danych otrzymujemy nowy aktualny czas dlatego też czas aktualizowany co 5 czy też 10 minut jest bardzo dokładny. W tym wypadku nie można nawet liczyć odchyłki czasu w ciągu 20 minut.meteo-pcf

 

W kolejnym wpisie opiszę jak realizowana jest komunikacja AVR z bazą danych MySQL oddalonej od nas setki a czasem nawet tysiące kilometrów.

Informacje o: majeś

POLECANE POSTY

Komentarze:

Dodaj komentarz

Twój adres email nie zostanie opublikowany. Pola, których wypełnienie jest wymagane, są oznaczone symbolem *