ميزان الحرارة والرطوبة على ATMEGA 328P-MU - رفع مستوى التنمية اردوينو

اليوم أريد أن أشارك أحد مشاريع Arduino الخاصة بي. ذات مرة ، منذ وقت ليس ببعيد ، في مكان ما على الإنترنت ، اكتشفت عن اردوينو. انضممت إلى هذا العمل بسرعة كبيرة ، ومستوى الدخول ليس مرتفعًا. بعد مرور بعض الوقت ، وبعد أن جمعت بالفعل مجموعة من المستشعرات ، بدأت المستشعرات الخاصة بالمنزل الذكي تصطاد نفسي ، معتقدًا أن الأمر كان بطريق الخطأ. وحدات ، مربعات عادي كبير ، مجموعة من الأسلاك والغراء الساخن :). عند النظر إلى الصندوق الخاص بي باستخدام مستشعر درجة الحرارة ، وعلى سبيل المثال ، مستشعر درجة الحرارة في نفس Xiaomi ، أدركت أنني أود أن أبدو مثل Xiaomi ، لكن في الوقت نفسه ، يمكنك إعادة برمجةه مثل مربع في صندوق بطول 10 سم × 6 سم بالأسلاك والمواد اللاصقة الساخنة. وربما بعد ذلك وضعت بداية مشاريعي اردوينو DIY على لوحات ثنائي الفينيل متعدد الكلور.

في مقال اليوم ، سنتحدث عن مستشعر درجة الحرارة والرطوبة استنادًا إلى معالج atmega328p-mu. هذه نسخة "أصغر" (تناظرية مطلقة) لمعالج atmega328p-au (Arduino Uno ، Pro Mini ، Nano) معروفة لجميع مطوري arduino. إذا قام شخص ما بقراءة مقالاتي من قبل ، فإنهم يعرفون أنني أفضل Mysensors. ما هذا هذه مكتبة بسيطة جدًا ومصممة جيدًا ، والأهم من ذلك ، مكتبة جيدة الوصف لـ Arduino IDE (وليس فقط) لإنشاء شبكات راديو IOT بترددات 2.4 غيغاهرتز و 915 و 868 و 433 ميجاهرتز ، بالإضافة إلى شبكات سلكية على واجهة 485 ، ربما لم يتم ذكرها جميعًا. البروتوكول يتطور باستمرار ، يتم إضافة شيء في كل وقت.

أول ما تم القيام به هو الاستشعار نفسه على لوحة PCB. لقد فعلت ذلك دون النظر إلى الحالة ، وفقًا للمبدأ ، فإن الشيء الرئيسي هو صنع مجس ، وسأطبع القضية بطريقة ما ... نعم ، لا تفعل ذلك :). في الواقع ، فإن المستشعر نفسه هو نفس arduinka Pro Mini ، وحدة راديو nRF24l01 ، ومستشعر درجة الحرارة والرطوبة SHT20 ، فقط بدون أسلاك وغراء ساخن. من بين "الأجراس والصفارات" ، يعد هذا محرك أقراص فلاش SPI خارجيًا ليومض عبر الهواء (وحدة تحميل BootOptibut مطلوبة للتشغيل ، فيما بعد توقفت عن وضعها (محركات أقراص فلاش) على حزم الدوائر ، حيث لا توجد برامج ثابتة على الهواء ونصف البطارية) و "ميكروفون التشفير" ATSHA204A طقم الأجهزة (في Mysensors ، لتنشيط التواقيع ، التشفير ، وما إلى ذلك ، تحتاج فقط إلى تحديد # def اللازمة في بداية الرسم).



تم صنع اللوحة نفسها في برنامج Diptrace ، بعد مشاهدة مقاطع الفيديو التعليمية على YouTube ، بدا الأمر في البداية وكأنه شيء "جهنمي" ، لكن في الواقع ، لم يكن الأمر صعبًا. لقد طلبت اللوحات في الصين على jlcpcb.com ، 2 دولارات ، أي لون ، وبعد أسبوعين تحصل بالفعل على 10 قطع من "إبداعك الخاص" بين يديك :).





والخطوة التالية هي تطوير الجسم. أوه ، اتضح أن هذا هو نفس المشكلة. بشكل عام ، لم أكن أبحث عن طرق سهلة ، فقد قررت إتقان Solid Works. كما اتضح ، هذا ليس مثل الإطلاق مع Deeptrace. ومع ذلك ، أوصي هذا المحرر للدراسة. استمرت عملية التعلم لمدة شهر من مشاهدة مهل لدروس الفيديو على YouTube وتكرار الدرس في المحرر. في عملية تطوير الحالة ، أصبح من الواضح أن صنع لوحة الجهاز دون مراعاة معلمات الحالة المستقبلية هو قرار سيئ ، من السلسلة نقوم بإدراج العصي في عجلاتنا الخاصة. وفقًا لنتائج إصدارات اللوحة ، خرج ثلاثة منها ، مع الأخذ في الاعتبار تثبيت اللوحة في هذه القضية ، وأعتقد أن هذا ليس هو الخيار الأخير.

في بداية تطوير المبنى ، كانت الفكرة هي طباعته على طابعة FDM ثلاثية الأبعاد ، ولكن كلما زاد تواجده في الغابة ، أصبح من الواضح أنه لم يكن قادراً على إعادة إنتاج كل ما لدي من قائمة الأمنيات. بحلول الوقت الذي جاء فيه هذا الفهم ، تعلمت بالفعل تقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد - SLA. دون التفكير مرتين وتأثرت بجودة الطباعة ، تم إصدار قائمة الامنيات على Ali - ANYCUBIC فوتون . (رابط آنا علي ، وليس الإعلان ، وليس التابعة ، ... مجرد رابط).

سأكتب على الفور ، الآن ، بناءً على تجربتي في وقت كتابة هذا التقرير ، ... أوه ، هذا الشيء الرائع شيء رائع !!! الحالة التي تم تصميمها في المحرر بالطبع ولم تتم طباعتها لأول مرة وكان هناك الكثير من التحسينات. حسنًا ، ربما ليس هذا هو الاتجاه الآخر. نتيجة لذلك ، حصلت على النتيجة التي أردت. لا بأس به جهاز صغير ، وحالة DIY جيدة مع تفاصيل دقيقة للغاية ، والأزرار ، والخطوط ، كل شيء كما هو موضح في الرأس. تم إضافة المغناطيس إلى الغطاء الخلفي ، والآن يمكن تركيبه بسهولة على الأسطح الحديدية.

















هذه محاولات لطباعة النموذج نفسه على طابعة FDM:





نظرًا لأن الجهاز أصبح صغيراً ، لكنه لا يزال arduinka ، فقد شعرت بالحيرة من إخراج الموصلات المصغرة للبرمجة. ووفقًا لذلك ، تم تصنيع محول صغير للموصلات للاتصال المريح مع مبرمج ومحول TTL.



تم شراء كل شيء على علي (نعم ، ليست هناك وحدات اردوينو كاملة فقط)

SMD التنتالوم مكثف 4.7uF - 4.7uF | 10 فولت | 10 ٪ - C1
SMD السيراميك مكثف 100nF | Y5V - 100nF | 50 فولت | + 80-20 ٪ - C2 ، C3 ، C4 ، C5 ، C6 ، C7
الصمام - الصمام الجانبي - D1
رأس الدبوس أنثى - 2x3P | 6pin | 1.27 ملم - J1 ، J2
SMD المقاوم 20K أوم - 20K | 5 ٪ - R1
SMD المقاوم 4.7K أوم - 4.7K | 5 ٪ - R2 ، R3 ، R4
SMD المقاوم 470K أوم - 470 | 1 ٪ - R5
SMD المقاوم 1M أوم - 1M | 1 ٪ - R6
SMD المقاوم 18K أوم - 18K | 5 ٪ - R7
SMD المقاوم 10K أوم - 10K | 5 ٪ - R8
زر جانبي SMD رباعي السنون - SW1 ، SW2
ذاكرة فلاش تسلسلية SPI بسعة 512 كيلوبايت و 1.65 فولت - AT25DF512C-SSHN-B - U1
Mini NRF24L01 + 2.4GHz 1.27MM RF - nRF24l01 1.27 SMD - U2
ATMEGA328P-MU QFN32 - U3
كريبتو للتوثيق ، سلك واحد - ATSHA204A-STUCZ-T - U4
جهاز استشعار الرطوبة ودرجة الحرارة IC - SHT20 - U5
حامل البطاريات ل CR2477-1 - L-KLS5-CR2477-1 - U6

رمز البرنامج بسيط للغاية. تم استخدام مثال لمكتبة DFRobot للعمل مع جهاز استشعار SHT20. من حيث المبدأ ، يمكن تحويل أي مخطط ، لأي جهاز استشعار ، إلى مخطط للعمل في شبكة Mysensors خلال 5 دقائق.

قائمة رمز
#include <Wire.h>
#include "DFRobot_SHT20.h"
DFRobot_SHT20    sht20; // https://github.com/DFRobot/DFRobot_SHT20

#define MY_DEBUG
//#define MY_DISABLED_SERIAL
#define MY_RADIO_RF24
#define MY_PASSIVE_NODE
#define MY_NODE_ID 200
#define MY_PARENT_NODE_ID 0
#define MY_PARENT_NODE_IS_STATIC
#define MY_TRANSPORT_UPLINK_CHECK_DISABLED
//#define MY_OTA_FIRMWARE_FEATURE
//#define MY_SIGNING_ATSHA204
//#define MY_SIGNING_ATSHA204_PIN A3
//#define MY_SIGNING_REQUEST_SIGNATURES

#define TEMP_SENS_ID 1
#define HUM_SENS_ID 2
#define SETTING_LED_SENS_ID 100
#define DELAY_TIME_SENS_ID 101
#define BATTARY_SEND_SENS_ID 102
#define BATTARY_DATA_SENS_ID 103

#define BAT_COOF 3.04
#define BAT_MIN 195
#define BAT_MAX 295
#define ON 1
#define OFF 0

float humd;
float temp;
float oldhumd;
float oldtemp;
float tempThreshold = 0.5;
float humThreshold = 10.0;
static uint32_t lightMillis;
static uint32_t previousMillis;
uint32_t send_batteryTime;
uint32_t w_battetyTime = 0;
static uint8_t led_pin = 4;
static uint8_t mode_pin = 2; // interrupt
uint32_t delayTime;
int8_t battery;
int8_t old_battery;
uint8_t set_led;
boolean sleep_mode;
boolean configMode = 0;
int8_t timer_status = 0;
bool flag_mode_button = 0;
bool sleep_flag = 0;
bool listen_flag = 0;

#include <MySensors.h>

MyMessage msg_temp(TEMP_SENS_ID, V_TEMP);
MyMessage msg_hum(HUM_SENS_ID, V_HUM);
MyMessage msg_setting_led(SETTING_LED_SENS_ID, V_VAR1);
MyMessage msg_delay_time(DELAY_TIME_SENS_ID, V_VAR1);
MyMessage msg_battary_send(BATTARY_SEND_SENS_ID, V_VAR1);
MyMessage powerMsg(BATTARY_DATA_SENS_ID, V_VAR1);

void preHwInit()
{
  pinMode(led_pin, OUTPUT);
  digitalWrite(led_pin, OFF);
  pinMode(mode_pin, INPUT_PULLUP);
}

void before()
{
  set_led = loadState(100);
  if (set_led > 1) {
    set_led = 1;
    saveState(100, set_led);
  }
  delayTime = loadState(101);
  if (delayTime > 60) {
    delayTime = 3;
    saveState(101, delayTime);
  }
  send_batteryTime = loadState(102);
  if (send_batteryTime > 48) {
    send_batteryTime = 6;
    saveState(102, send_batteryTime);
  }


  digitalWrite(led_pin, ON);
}


void presentation()
{
  sendSketchInfo("Temp & Hum Sensor CR2477", "1.0");
  wait(100);
  present(TEMP_SENS_ID, S_TEMP, "TEMPERATURE DATA");
  wait(100);
  present(HUM_SENS_ID, S_HUM, "HUMIDITY DATA");
  wait(100);
  present(SETTING_LED_SENS_ID, S_CUSTOM, "LED MODE");
  wait(100);
  present(DELAY_TIME_SENS_ID, S_CUSTOM, "DELAY TIME/MIN");
  wait(100);
  present(BATTARY_SEND_SENS_ID, S_CUSTOM, "BATTERY SEND TIME/H");
  wait(100);
  present(BATTARY_DATA_SENS_ID, S_CUSTOM, "BATTERY DATA");
}

void setup()
{
  //attachInterrupt(0, configListener, RISING);
  digitalWrite(led_pin, OFF);
  wait(500);
  digitalWrite(led_pin, ON);
  wait(75);
  digitalWrite(led_pin, OFF);
  wait(50);
  digitalWrite(led_pin, ON);
  wait(75);
  digitalWrite(led_pin, OFF);
  wait(50);
  digitalWrite(led_pin, ON);
  wait(75);
  digitalWrite(led_pin, OFF);
  TRANSPORT_DEBUG(PSTR("MyS: OPERATING MODE\n"));
  wait(100);
  readBatLev();
  wait(100);
  sht20.initSHT20();
  wait(100);
  send_data();
  wait(100);
  send(msg_delay_time.set(delayTime));
  wait(100);
  send(msg_setting_led.set(set_led));
  wait(100);
  send(msg_battary_send.set(send_batteryTime));
}

void loop()
{
  if (configMode == 0) {



    if (sleep_flag == 0) {
      timer_status = sleep(digitalPinToInterrupt(mode_pin), FALLING, delayTime * 60 * 1000, false);
      //timer_status = sleep(digitalPinToInterrupt(mode_pin), RISING, delayTime * 60 * 1000, false);
      sleep_flag = 1;
    }
    if (timer_status == -1) {

      w_battetyTime = w_battetyTime + (delayTime * 60 * 1000);

      if (w_battetyTime >= send_batteryTime * 60 * 60 * 1000) {
        readBatLev();
        w_battetyTime = 0;
      }
      send_data();
      sleep_flag = 0;
    }
    if (timer_status == 0) {
      if (digitalRead(2) == LOW && flag_mode_button == 0) //  
      {
        flag_mode_button = 1;
        previousMillis = millis();
        wait(50);
      }
      if (digitalRead(2) == LOW && flag_mode_button == 1) {
        if ((millis() - previousMillis > 0) && (millis() - previousMillis <= 2000)) {
          if (millis() - lightMillis > 50)    {
            lightMillis = millis();
            digitalWrite(led_pin, !digitalRead(led_pin));
          }
        }
        if ((millis() - previousMillis > 2000) && (millis() - previousMillis <= 2500)) {
          digitalWrite(led_pin, OFF);
        }
        if ((millis() - previousMillis > 2500) && (millis() - previousMillis <= 4500)) {
          if (millis() - lightMillis > 25)    {
            lightMillis = millis();
            digitalWrite(led_pin, !digitalRead(led_pin));
          }
        }
        if (millis() - previousMillis > 4500) {
          digitalWrite(led_pin, OFF);
        }
      }
      if (digitalRead(2) == HIGH && flag_mode_button == 1) //   
      {
        if ((millis() - previousMillis > 0) && (millis() - previousMillis <= 2000)) {
          configMode = !configMode;
          flag_mode_button = 0;
          TRANSPORT_DEBUG(PSTR("MyS: CONFIGURATION MODE\n"));
          sleep_flag = 0;
          digitalWrite(led_pin, OFF);
        }
        if ((millis() - previousMillis > 2000) && (millis() - previousMillis <= 2500)) {
          flag_mode_button = 0;
          sleep_flag = 0;
        }
        if ((millis() - previousMillis > 2500) && (millis() - previousMillis <= 4500))
        {
          flag_mode_button = 0;
          sleep_flag = 0;
          digitalWrite(led_pin, OFF);
        }
        if (millis() - previousMillis > 4500) {
          flag_mode_button = 0;
          sleep_flag = 0;
          wait(50);
        }
      }
    }
  } else {
    if (listen_flag == 0) {
      RF24_startListening();
      listen_flag = 1;
    }
    if (millis() - lightMillis > 1000) {
      lightMillis = millis();
      digitalWrite(led_pin, !digitalRead(led_pin));
    }
    if (digitalRead(2) == LOW && flag_mode_button == 0) //  
    {
      flag_mode_button = 1;
      //previousMillis = millis();
      wait(50);
    }
    if (digitalRead(2) == LOW && flag_mode_button == 1) {
      
    }
    if (digitalRead(2) == HIGH && flag_mode_button == 1) //   
    {
       
      configMode = !configMode;
      listen_flag = 0;
      flag_mode_button = 0;
      TRANSPORT_DEBUG(PSTR("MyS: OPERATING MODE\n"));
      digitalWrite(led_pin, OFF);
      wait(50);
    }
  }
}



void receive(const MyMessage & message)
{
  if (message.sensor == SETTING_LED_SENS_ID) {
    if (message.type == V_VAR1) {
      if (message.getByte() <= 1) {
        set_led = message.getBool();
        saveState(100, set_led);
        send(msg_setting_led.set(set_led));
        if (set_led == 0) {
          TRANSPORT_DEBUG(PSTR("MyS: STATUS LED: OFF\n"));
        }
        if (set_led == 1) {
          TRANSPORT_DEBUG(PSTR("MyS: STATUS LED: ON\n"));
          if (set_led == 1) {
            digitalWrite(led_pin, ON);
            wait(50);
            digitalWrite(led_pin, OFF);
          }
        }
      }
    }
  }
  if (message.sensor == DELAY_TIME_SENS_ID) {
    if (message.type == V_VAR1) {
      if (message.getULong() <= 60 && message.getULong() != 0) {
        delayTime = message.getULong();
        saveState(101, delayTime);
        send(msg_delay_time.set(delayTime));
        TRANSPORT_DEBUG(PSTR("MyS: THE NEW INTERVAL TEMP&HUM SEND VALUE IS SET: %d MIN.\n"), delayTime);
        if (set_led == 1) {
          digitalWrite(led_pin, ON);
          wait(50);
          digitalWrite(led_pin, OFF);
        }
      } else if (message.getULong() > 60) {
        delayTime = 60;
        saveState(101, delayTime);
        send(msg_delay_time.set(delayTime));
        TRANSPORT_DEBUG(PSTR("MyS: THE NEW INTERVAL TEMP&HUM SEND VALUE IS SET: %d MIN.\n"), delayTime);
        if (set_led == 1) {
          digitalWrite(led_pin, ON);
          wait(50);
          digitalWrite(led_pin, OFF);
        }
      } else if (message.getULong() == 0) {
        delayTime = 1;
        saveState(101, delayTime);
        send(msg_delay_time.set(delayTime));
        TRANSPORT_DEBUG(PSTR("MyS: THE NEW INTERVAL TEMP&HUM SEND VALUE IS SET: %d MIN.\n"), delayTime);
        if (set_led == 1) {
          digitalWrite(led_pin, ON);
          wait(50);
          digitalWrite(led_pin, OFF);
        }
      }
    }
  }
  if (message.sensor == BATTARY_SEND_SENS_ID) {
    if (message.type == V_VAR1) {
      if (message.getULong() <= 168) {
        send_batteryTime = message.getULong();
        saveState(102, send_batteryTime);
        send(msg_battary_send.set(send_batteryTime));
        TRANSPORT_DEBUG(PSTR("MyS: THE NEW INTERVAL BATTERY SEND IS SET: %d HOUR\n"), send_batteryTime);
        if (set_led == 1) {
          digitalWrite(led_pin, ON);
          wait(50);
          digitalWrite(led_pin, OFF);
        }
      }
    }
  }
}

void send_data()
{
  humd = sht20.readHumidity();
  temp = sht20.readTemperature();
  int t_humd = (int)humd;
  int t_temp = (int)temp;
  if (abs(temp - oldtemp) >= tempThreshold) {
    send(msg_temp.set(temp, 1));
    oldtemp = temp;
    if (set_led == 1) {
      digitalWrite(led_pin, ON);
      wait(50);
      digitalWrite(led_pin, OFF);
    }
  }
  wait(100);
  if (abs(humd - oldhumd) >= humThreshold) {
    send(msg_hum.set(humd, 1));
    oldhumd = humd;
    if (set_led == 1) {
      digitalWrite(led_pin, ON);
      wait(50);
      digitalWrite(led_pin, OFF);
    }
  }
  TRANSPORT_DEBUG(PSTR("MyS: DATA - TEMPERATURE: %d, HUMIDITY %d\n"), t_temp, t_humd);
}


void readBatLev() {
  ADMUX = _BV(REFS1) | _BV(REFS0) | _BV(MUX0);
  wait(100);
  RF24_startListening();
  wait(200);
  ADCSRA |= _BV(ADSC);
  while (bit_is_set(ADCSRA, ADSC));
  uint8_t low  = ADCL;
  uint8_t high = ADCH;
  long temp = (high << 8) | low;
  float vcc = temp * 1.1 / 1023 * BAT_COOF * 100;
  battery = map((int)vcc, BAT_MIN, BAT_MAX, 0, 100);
  if (battery < 0) {
    battery = 0;
  }
  if (battery > 100) {
    battery = 100;
  }
  TRANSPORT_DEBUG(PSTR("MyS: BATTERY LEVEL: %d, PREVIUS BATTERY LEVEL: %d\n"), battery, old_battery);
  TRANSPORT_DEBUG(PSTR("MyS: BATTERY LEVEL ADC: %d\n"), temp);

  /*
    if (old_battery != battery) {
      if (battery < old_battery) {
        old_battery = battery;
        wait(100);
        sendBatteryLevel(battery);
        wait(100);
        send(powerMsg.set(temp));
        TRANSPORT_DEBUG(PSTR("MyS: SEND BATTERY LEVEL\n"));
      } else {
        battery = old_battery;
      }
    }
  */
  wait(100);
  sendBatteryLevel(battery);
  wait(100);
  send(powerMsg.set(temp));
  TRANSPORT_DEBUG(PSTR("MyS: SEND BATTERY LEVEL\n"));
}


:


:


( ), Mysensors( Mysensors )



. , , , 3d www.openhardware.io. , Mysensors — t.me/mysensors_rus.

Source: https://habr.com/ru/post/ar452234/


All Articles