Stacja pogodowa LED z zegarem NTP i kalendarzem

Tutułowy obrazek pewnie jest troche znajomy z poprzedniego mojego tematu o piktogramach.
Dzisiaj gotowe urządzenie. Ogólnie dostępne stacje pogodowe łączy jedno – wyswietlacz LCD. Ma on swoje wady i zalety. Jeśli chodzi o czytelność tych paneli to różnie z tym jest. Postanowiłem więc zbudować stację z wykorzystaniem siedmiosegmentowych wyswietlaczy LED. Wysokość cyfr w projekcie wynosi 2,5 cm. Widoczność jest doskonała z odległości kilku metrów w ciemności jak i w jasnych pomieszczeniach i pod dużymi kątami widzenia.
Wymiary frontu urządzenia to 27,5 x 12,5 cm.
Na panelu wyświetlany jest aktualny czas, dzień miesiaca, miesiąc, temperatury z modułułów 2 do 9, temperatura „domowa”, wilgotność, cisnienie atmosferyczne, strzałki tendencji temperatur i ciśnienia. A także ikony alarmów - braku łaczności z modułem i niskim stanem akumulatora modułu i inne.
Wykonałem kilka takich stacji w różnych wersjach, dla rodziny i znajomych. Też wersje bez zegara i kalendarza. Zdjęcia poniżej.



Urządzenie jest w pełni konfigurowalne. Ustawić można liczbę czujników, działanie strzałek tendencji pomiarów, jasności panela, czas automatycznego przełączania pomiarów, itp.
W modułach pomiarowych można ustawić interwał nadawania.

Opis Urządzenia.
Czas i data pobierane są z internetu z ogólnie dostępnych serwerów NTP. Czas aktualizowany jest o pełnych godzinach.
Obsługa do 9 modułów pomiarowych (pomiar temperatury i wilgotności).
Przełączanie numeru modułu na wyświetlaczu odbywa się za pomocą pilota IR.
Stacja zapamiętuje 4 rozkazy dowolnego pilota. Mogą to być np. nieużywane przyciski pilota naszego sprzętu domowego. Mogą to też być pojedyncze przyciski z 4 pilotów . Nie nadają się do tego piloty RC5 i RC6. Chociaż na upartego jest możliwość rozbudowy oprogramowania do ich obsługi.

Komendy pilota:
1 – przełączanie pomiarów w dół
2 - przełączanie pomiarów w górę
3 – automatyczne przełączanie (czas ustawiany w konfiguracji stacji)
4 – wygaszanie wyświetlacza.

Jako, że wyświetlacze LED świecą dość mocno w ciemności, zastosowałem regulację jasności w zależności od światła otoczenia. Regulacja ta jest konfigurowalna w zależności od upodobań. Ustawiane są dwa punkty jasności. Umowne minimum i maksimum. Jasność wyswietlacza minimalna ustawiana jest w słabym świetle otoczenia. Analogicznie w jasnym świetle ustawiana jest jasność maksymalna. Urządzenie zapamiętuje jasność otoczenia i poziom świecenia wyświetlacza. Cały zakres jasności zmienia się w 30 poziomach. Jasność wyświetlacza zmienia się wykładniczo. Dla oka takie zmiany są bardziej liniowe.

Stacja zasilana jest z zasilacza wtyczkowego 12V 1,5A. Pobór mocy jest uzalezniony od jasności wyswietlacza i wynosi od 1 do 5W.

Moduł pomiarowy.
Za komunikację radiową modułu ze stacją odpowiedzialny jest moduł ESP12. (ESP8266).
Do transmisji danych wykorzystałem protokół Espressif ESP-Now. Pozwala on na szybkie wysyłanie danych. Wybudzenie układu, wysłanie pomiarów i ponowne uśpienie trwa około 0,3 sekundy. W trakcie snu pobór prądu wynosi od 30 do 100 uA. Wartość ta jest zależna od jakości użytego stabilizatora LDO i pozostałych modułów. Jako czujnik temperatury zastosowałem DS18B20, a jako czujnik wilgotności HTU21D. Całość zasilana jest z jednego ogniwa 18650. Przy wysyłaniu pomiarów co minutę, akumulator o pojemności 2000 mAh wystarcza na ok. 6 do 7 miesięcy pracy. Przy ujemnych temperaturach czas ten się skraca. ( testy robiłem bez stabilizatora LDO). Ze stabilizatorem powinno być lepiej.

Konfiguracja stacji i modułów pomiarowych odbywa się przez przeglądarkę www.
Na obrazkach przedstawiony jest wygląd konfiguracji stacji i modułów czujników. Niezależnie od wyświetlania pomiarów na panelu, możliwy jest podgląd wszystkich pomiarów na lokalnej stronie www. Jej adres (IP) dostępny jest na stronie konfiguracji, po prawidłowym połączeniu z siecią wifi.

ustawienia


zrzut ekranu z telefonu


W przypadku problemów z zasięgiem radiowym z modułów do stacji na dalsze odległości, opracowałem coś w rodzaju repeatera. Zwiększa on znacznie zasięg.

Obudowa stacji zrobiona z płyty MDF 6mm z przyklejoną z przodu przyciemnianą szybą. Antisol czarny o grubości 6mm. MDF oklejony jest czarną matową okleiną. Tylna ścianka wycięta z czarnego polistyrenu o grubości 1mm.

Opis działania.
Jak pisałem wyżej, moduły pomiarowe wysyłają dane z czujnikow do stacji za pomocą protokołu Esp-Now. Odbiornik ESP8266 odbiera te dane i wysyła przez UART do Atmega64. Generuje też stronę www konfiguracji stacji i stronę www z pomiarami.
Atmega64 zajmuje się wyświetlaniem danych na wyświetlaczach LED, obliczaniem tendencji danych pomiarów, włączaniem alarmów itp. Odbiornik IR podłączony jest do Atmega8, która wysyła przetworzone dane z pilota do Atmega64 przez 4 linie danych.

Alarmy:
Alarm braku łacznosci modułu ze stacją. Świeci ikona wifi. Na panelu automatycznie wybierany jest numer modułu, który nie ma łaczności i pulsuje piktogram „C” przy cyfrach temperatury.

Alarm niskiego napięcia akumulatora. Uruchamia się poniżej 3.3 V. Świeci ikona baterii i wybierany jest numer modułu z rozładowanym akumulatorem. Pulsuje piktogram „C” przy cyfrach temperatury. Jeśli napięcie spadnie poniżej 3V moduł zasypia „na zawsze”

Oprogramowanie napisane jest w srodowisku Arduino Ide i jest zbiorem kodów ogólnodostępnych w internecie i własnych. Nie jestem zawodowym programistą więc proszę o wyrozumiałość zawodowców, ale chętnie wysłucham uwag odnośnie żródeł.
Zdjęcia nie oddają rzeczywistego wyglądu. Trudno się fotografuje świecące LED.
No i to tyle w sporym skrócie
Dołączam instrukcje obsługi i źródła ze schematami.

Płytka wyswietlaczy. Jednostronna. Niestety trzeba na niej zrobić ok 150 przelotek.


płytka Atmega64 i drivery




płytki zasilacza i odbiornika


maskownice piktogramów




moduł pomiarowy




"repeater"


widok ogólny stacji








dodałem brakujące dwa softy do Atmega64 i odbiornika IR