Bezdrátová meteorologická stanice

Konstrukce bezdrátové meteorologické stanice, umožňující měření atmosférického tlaku, relativní vlhkosti a vnitřní a venkovní teploty. Naměřená data jsou spolu s grafem 48h tendence zobrazena na grafickém displeji.

Bezdrátová meteorologická stanice podle Michela Bavina umožňuje měření atmosférického tlaku, relativní vlhkosti i vnitřní a venkovní teploty. Veškeré aktuální i průměrované hodnoty jsou bezdrátově přenášeny na vnitřní jednotku, vybavenou grafickým displejem. Zobrazeny jsou volitelně v Celsiových nebo Fahrenheitových stupních a mbar/hPA nebo mm Hg, spolu s kalendářem a aktuálním časem.

Ovládání meteorologické stanice je řešeno jednoduše pomocí tří tlačítek a uživatelského menu. Kromě aktuálně změřených hodnot je na displeji uveden i 48h záznam v podobě grafu a automaticky aktualizované stavy minimálních a maximálních hodnot v uživatelském intervalu.

Konstrukce:
Vlastní měřící jednotka je postavena na obvodu PIC typu 18F452 firmy Microchip a obsahuje tři nezávislá čidla okolního prostředí. Řídicí mikrokontrolér je z režimu spánku aktivován každých 30 s, kdy následně změří a odešle aktuální stav připojených čidel.

Obr. 1: Přijímací a zobrazovací jednotka bez displeje

Přijímač, základnová stanice, je vybaven grafickým LCD displejem z mobilního telefonu a obsahuje veškerou inteligenci meteorologické stanice. V použitém mikrokontroléru jsou archivovány naměřené údaje a převáděny na graf pro zobrazení 48h tendence. Pro možnost napájení z baterie je i tento obvod provozován v režimu spánku, ze kterého se pravidelně probouzí každých 45s.

Obr. 2: Kompletně osazená přijímací jednotka

Vzhledem k nízké spotřebě je možné použít k napájení jednotlivých stanic i malou 9V baterii. Podstatně vyšší životnosti je však možné dosáhnout při použití AA tužkových článků.

V meteorologické stanici jsou použity následující čidla a moduly:

Senzor tlaku 4115A MPX	Nejnákladnějším prvkem stanice je čidlo atmosférického tlaku, které vyjde zhruba na 500 Kč. Výstupem kalibrovaného senzoru je však již teplotně kompenzované analogové napětí, které je přímo měřené interním ADC řídícího mikrokontroléru.
Teplotní čidlo TC77	Malé teplotní čidlo s rozhraním SPI poskytuje informace o okolní teplotě s velmi dobrou přesností. V aplikaci je použito softwarové řízení SPI mikrokontrolérem. Rozlišení měřené teploty je na jednu desetinu stupně Celsia.
Čidlo vlhkosti H1	Použité čidlo vlhkosti poskytuje na svých pinech kapacitu v rozmezí 112 pF (při 10% RH) až 143 pF (90% RH). Jelikož křivka není lineární, bylo potřeba po provedení A/ D převodu použít jednoduchou tabulku na korekci a získání správné hodnoty. Pro použití ve spojení s mikrokontrolérem je použit jednoduchý A/D převodník s obvodem 555, poskytujícím na svém výstupu frekvenci závislou na kapacitě čidla.
Bezdrátové moduly RX + TX433	Tyto moduly jsou velmi levné a mají dobrý dosah. Zhruba 25 m uvnitř budov a až 100 m ve venkovním prostředí. Datová velikost jednoho odesílaného paketu je 32 bitů. Bity 8 (LSB) až 19 (MSB) obsahují údaj o teplotě (BCD). 21 bit obsahuje znaménko plus/mínus a 23 bit informuje o klesajícím napětí na baterii.

Ke konstrukci uvedené meteorologické stanice je na původním webu dostupná veškerá dokumentace i programové soubory pro použité mikrokontroléry. Kromě dalších informací ke stavbě a provozu je zde k dispozici i podrobný návod na kalibraci a kompletní seznam součástek.

Více informací na webu http://www.elxproject.com/..

Odkazy & Download:
Domovská stránka projektu
Weather Station
Seznam použitého materiálu

AVR Osciloskop

Monitor atmosférického náboje

Digitální teploměr s TMP275

Teplotní záznamník