WIZUALIZACJA DANYCH SENSORYCZNYCH MINISTACJA METEOROLOGICZNA

Transkrypt

1 WIZUALIZACJA DANYCH SENSORYCZNYCH MINISTACJA METEOROLOGICZNA Prowadzący: dr inż. Bogdan Kreczmer Autor: Jakub Malewicz Wrocław, 15 VI 2007

2 SPIS TREŚCI 1. WSTĘP 3 2. DANE STACJI 3 3. SCHEMAT IDEOWY 4 4. SCHEMAT MONTAŻOWY 5 5. OPIS WYPROWADZEŃ 5 6. SPIS ELEMENTÓW 6 7. OPROGRAMOWANIE 6

3 1. Wstęp Opisywany układ elektroniczny jest małą stacją meteorologiczną. Stacja ta dokonuje pomiaru temperatury, wilgotności, ciśnienia oraz prędkości wiatru. Została tak zaprojektowana, aby umożliwiała również pomiar kierunku wiatru i nasłonecznienie. Ponadto jest wyposażona w wyświetlacz LCD, na którym wyświetlane są wyżej wymienione parametry i pozwala na akwizycję pomiarów przez komputer klasy PC poprzez port szeregowy w standardzie RS232C. Całość została wykonana jak pokazano na rysunku 1. Rysunek 1. Schemat blokowy stacji. 2. Dane stacji Stacja zapewnia pomiar: temperatura wilgotność ciśnienie prędkość wiatru kierunek wiatru* nasłonecznienie* *-opcjonalnie Interfejsy: wyświetlacz LCD 2x20 transmisja przez port szeregowy RS232C Zasilanie: stałe lub zmienne 9-12V pobór prądu z wyświetlaczem bez podświetlenia ok. 200mA Parametry: Tabela 1. Parametry stacji meteorologicznej. Wielkość Zakres Rozdzielczość Temperatura C 0,5C Wilgotność 0-100% 1% Ciśnienie hPa 1hPa Prędkość wiatru 0-60m/s 0.1m/s Kierunek wiatru 0-360deg 1deg Nasłonecznienie 0-100% 1%

4 3. Schemat ideowy Rysunek 2. Schemat ideowy układu.

5 4. Schemat montażowy 5. Opis wyprowadzeń Rysunek 3. Widok montażowy płytki. Na rysunku 4 umieszczono opis złącz znajdujących się na płytce, natomiast w tabeli 2 zamieszczono opis użytych/proponowanych czujników oraz scharakteryzowano dopuszczalne sygnały i te pochodzące z czujników. Rysunek 4. Opis wyprowadzeń, widok płytki z góry. Tabela 2. Opis złącz oraz sygnałów. Złącze Funkcja Charakterystyka sygnału dopuszczalnego Układ, Zakresy sygnału Z1 układ zawiera mostek prostowniczy zatem złącze zasilające dopuszczalne jest napięcie zmienne, jak i stałe; w tym drugim przypadku polaryzacja 9-12V nie ma znaczenia P1 złącze programatora sygnały zgodne z STK200 STK200 J7 złącze wyświetlacza wyświetlacz pracuje w trybie sygnały sterujące zgodne z HD44780 LCD 4-bitowym P2 MPX4115AS pomiar czujnik ciśnienia sygnał analogowy napięciowy 0-5V napięcia z zakresu 1-3V

6 P3 P4 P5 P6 P7 czujnik wilgotności sygnał analogowy napięciowy 0-5V czujnik temperatury cujnik nasłonecznienia czujnik prędkości wiatru czujnik kierunku wiatru sygnał analogowy napięciowy 0-5V sygnał analogowy napięciowy 0-5V sygnał cyfrowy napięciowy 0-5V sygnał cyfrowy napięciowy 0-5V RHU1015 pomiar napięcia z zakresu 0,2-4,8V LM35CZ pomiar napięcia z zakresu 0-5V ogniwo słoneczne pomiar napięcia z zakresu 0-3,3V TRANSOPTOR ilość impulsów na sekundę AS5040 pomiar szerokości wypełnienia impulsu w zakresie 0-100% 6. Spis elementów W tabeli 3 zamieszczono listę elementów potrzebnych do zbudowania opisywanego układu. Tabela 3. Lista elementów. Element Kod Opis Obudowa Ilość U1 ATMega8 Mikrokontroler DIL28 1 U2 MAX232 Transceiver DIL16 1 U3 L7805 Stabilizator 5V TO220 1 Y1 14,7456MHz Kwarc HC49 1 D LED_G Dioda LED zielona RB 2/5 1 D1, D2 1N4148 Dioda Schottky ego DO-35 2 CR RB152 Mostek prostowniczy D-38 1 C7, C8 22pF Kondensator SHA-N2 2 C5, C6 100nF Kondensator SHA-N2 2 C1, C2, C3, C4 1uF Kondensator SHA-N2 4 C5 100uF/6V3 Kondensator CAPPR5 1 R10 1k Rezystor R R9 18k Rezystor R POT 10k Potencjometr POT 1 J1 DB9M Gniazdo DSUB9M 1 J7 1x16 Złącze kołkowe - goldpin HDR1X16 1 P2, P3, P4, P5, P6, P7 1x3 Złącze kołkowe - goldpin HDR1X3 6 P8 1x4 Złącze kołkowe - goldpin HDR1X4 1 P1 2x5 Złącze kołkowe - goldpin HDR2X5 1 Z1 TB2-0.5 Gniazdo zasilające TB Oprogramowanie Zbudowana stacja meteorologiczna zaopatrzona jest w wyświetlacz LCD 2x20, na którym wizualizowane są wyniki pomiarów parametrów mierzonych. Wygląd interfejsu przedstawiono na rysunku 5. Rysunek 5a. Widok interfejsu stacji.

7 Rysunek 5b. Widok interfejsu stacji. Ponadto przygotowano oprogramowanie dla komputera klasy PC, działające pod systemem Linux. Odbiera ono wyniki pomiarów wysyłanych przez stację i wizualizuje na ekranie komputera. Parametry transmisji są następujące: - prędkość: bity danych: 8 - bit parzystości: brak - bit stopu: 1 - sterowanie przepływem: brak Wygląd ramki komunikacyjnej przedstawia rysunek 6. Rysunek 6. Wygląd ramki. Na rysunku 7 przedstawiono wygląd programu meteo. Rysunek 7. Wygląd programu meteo.