WIZUALIZACJA DANYCH SENSORYCZNYCH MINISTACJA METEOROLOGICZNA Prowadzący: dr inż. Bogdan Kreczmer Autor: Jakub Malewicz Wrocław, 15 VI 2007
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
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 -40 - +110C 0,5C Wilgotność 0-100% 1% Ciśnienie 0-1090hPa 1hPa Prędkość wiatru 0-60m/s 0.1m/s Kierunek wiatru 0-360deg 1deg Nasłonecznienie 0-100% 1%
3. Schemat ideowy Rysunek 2. Schemat ideowy układu.
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
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 R0207 1 R9 18k Rezystor R0207 1 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 TB2-0.5 1 7. 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.
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: 2400 - 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.