SMĚR VĚTRU S PICAXE 08M2
Vágner Vlastimil
Modul umožňuje využít mikrokontrolér PICAXE 08M2 na měření směru větru a současně i měření rychlosti větru na zobrazení je využit znakový LCD modul se sériovým rozhraním. K modulu se připojuje ukazatel směru větru URČENÝ PRO METEOSTANICE WH1080, WH1090. Je možné využít i doma vyrobený ukazatel směru větru pracující na stejném principu měření směru větru. Článek má posloužit jako inspirace pro vlastní pokusy, v žádném případě si neklade za cíl konkurovat továrním výrobkům.
Popis
základního modulu
Schéma
zapojení modulu je na Obr.č.01 zde jsou uvedeny i hodnoty součástek modul je
vyroben na univerzální vrtané destičce a propojení součástek je provedeno
pomocí vodičů. Napájecí napětí 5V je pro mikrokontrolér PICAXE 08M2 stabilizováno
na desce LCD displeje který je již osazen stabilizátorem 5V celek je napájen
z destičkové baterie 9V. Pro mikrokontrolér PICAXE je použita patice pro
jeho snadnou výměnu, napájení a výstup z ukazatele směru větru je na modulu
dle Obr.č.1 připojen na konektor JP2, výstupy z rezistorů v měřiči směru
jsou připojeny konektorem JP2 na PIN 2 kde je připojen i rezistor 22K ze záporného
napájecího napětí. Vstupní napětí z odporového děliče je programově
načteno vnitřním A/D převodníkem s nastavením rozlišení 8 bitů, načtená
hodnota je v programu porovnána s hodnotami za S = SEVER, SV =
SEVROVÝCOD. V = VÝCHOD, JH = JIHOVÝCHOD, J = JIH, JZ = JIHOZÁPAD, Z = ZÁPAD, SZ
= SEVEROZÁPAD a PIN č.0 je odešle do LCD modulu kde se na prvním řádku za m/s
zobrazí směr větru. Na Obr.č.02 je schéma zapojení pro programování
mikrokontroléru PICAXE 08M2 modul je také vyrobený na univerzální vrtané
destičce pro mikrokontrolér je osazena patice, napájecí napětí je
v rozsahu 7 – 9V které je stabilizováno stabilizátorem 78L05 na napětí 5V.
Na konektory na Obr.č.01 a Obr.č.02 označené JP1, JP2 jsou použity lámací
konektorové kolíky přímé typ SIGP20, jako protikusy jsou použity dutinkové
lišty typ BL05G. Vyrobený programátor je možné připojit k počítači PC i
pomocí redukce USB/COM.
MODUL SMĚRU VĚTRU
Na měření směru
větru je v tomto případě použit hotový náhradní díl určený pro
meteorologické stanice typu WH1080 a WH1090 tento náhradní díl prodává více firem.
Ukazatel směru větru je osazen na DPS rezistory a jazýčkovými kontakty pro
rozlišení osmi světových stran S, SV, V, JV, J, JH, Z, SZ. Nad deskou
s rezistory s jazýčkovými kontakty se pohybuje růžice osazená magnetem
který vždy sepne jeden nebo dva kontakty a to umožňuje u meteostanice WH1080
rozlišit na LCD šestnáct poloh směru větru. V mém případě je využito
rozlišení osmi směrů větru S, SV, V, JV, J, JH, Z, SZ, program je možné také
upravit na rozlišení šestnácti poloh směru zvolený způsob umožňuje programově
načítat hodnotu napětí A/D převodníkem a tuto hodnotu využívat pro určení směru
větru. Hodnota rezistorů v ukazateli směru větru co vlastním je S = 33K,
SV = 8K2, V = 1K, JV = 2K2, J = 3K9, JZ = 16K, Z = 120K, SZ = 64K7 tyto hodnoty
rezistorů pak na PINU č.2 s rezistorem 22k tvoří odporový dělič jehož
hodnotu napětí odečítá A/D převodník. Pro správné odečítání světových stran je
nutné při montáži celku osadit modul ukazatele směru tak aby označení „N“ na krytu
ukazatele směru směřovalo na sever, pro nastavení je vhodné použít kompas.
OŽIVENÍ PROGRAMOVÁNÍ A KALIBRACE MODULU
Osazenou desku DPS přípravku podle Obr.č.01 omyjeme lihem připojíme napájecí napětí a na napájecích pinech patice pro PICAXE „PIN 1 (+) , PIN8 (-) pomocí DMM změříme napájecí napětí které musí být 5V, toto je jediné co je nutné změřit stejně postupujeme i u hotové DPS podle Obr.č.02.
Nyní osadíme do
patice modulu podle Obr.č.02 mikrokontrolér propojíme modul s počítačem
připojíme k modulu napájecí napětí na počítači spustíme program pro
programování PICAXE, do programovacího editoru nahrajeme program „kalibrace
směru.bas a tento nahrajeme do PIAXE. Odpojíme napájecí napětí vyjmeme
mikrokontrolér a tento vložíme do patice modulu podle Obr.č.01 tento modul
propojíme s displejem LCD zapneme napájecí napětí nyní již musí svítit
podsvícení LCD a na prvním řádku se zobrazí DATA a „0“. Nyní ukazatel směru
větru a otočnou růžici ukazatele směru větru nastavíme tak aby se růžice kryla
na krytu směru větru s „N“ pro jistotu se vezmeme DMM a změříme si odpor, DMM
by měl ukazovat hodnotu 33K(hodnota může být jiná toto je hodnota mého
ukazatele v poloze N). Nyní připojíme ukazatel směru větru
k modulu do konektoru JP2 a na LCD se zobrazená hodnota „0“ změní na
hodnotu která odpovídá hodnotě napětí na odporovém děliči rezistorů 33K (směr
sever) + hodnotě rezistoru 22K načtené převodníkem A/D ( u mého modulu a
ukazatele směru je načtená a zobrazená hodnota A/D převodu „N“ = 102) hodnoty
napětí na odporovém děliči je možné si pro kontrolu vypočítat, stejně tak si
vypočítat načtenou hodnotu A/D převodu z napětí změřeného na odporovém
děliči DMM). TUTO HODNOTU SI POZNAMENÁME NA
PAPÍR, STEJNÝM ZPŮSOBEM POSTUPUJEME I U DALŠÍCH HODNOT „S, SV, V, JV, J, JZ, Z,
SZ. Po změření všech hodnot A/D převodů
vypneme napájení modulu mikrokontrolér vyjmeme z patice a opět jej vložíme
do patice modulu podle Obr.č.02 připojíme počítač zapneme napájení na počítači
spustíme programovací editor vymažeme program v mikrokontroléru do editoru
nahrajeme program rychlost a směr větru.bas
VE KTERÉM V PŘÍKAZECH
„CASE“ NA JEDNOTLIVÝCH ŘÁDCÍCH SMAŽEME SLOVO DATA A NAHRADÍME JE ZMĚŘENÝMI
HODNOTAMI ZA S, SV,V, JV, J, JZ, Z, SZ, PROGRAMEM „KALIBRACE“. U KAŽDÉHO TAKTO UPRAVENÉHO ŘÁDKU VŽDY SMAŽEME „REM“. PO TÉTO ÚPRAVĚ PROGRAMU SI TENTO ULOŽÍME A NAHRAJEME DO
MIKROKONTROLÉRU. Po nahrání vypneme napájení modulu odpojíme počítač a
mikrokontrolér vyjmeme z patice programování modulu a osadíme do patice
modulu podle Obr.č.01 osadíme do krabičky propojíme s čidly rychlost větru
a směr větru. Ten kdo by chtěl měřit pouze směr větru si pouze upraví
program rychlost a směr větru.bas. PROGRAM RYCHLOST A SMĚR VĚTRU.BAS MUSÍ MÍT PŘIPOJENA OBĚ ČIDLA! OŽIVENÍ
MODULU PRO MĚŘENÍ RYCHLOSTI VĚTRU JE SHODNÉ A POPSANÉ V ČLÁNKU MĚŘENÍ
RYCHLOSTI VĚTRU S PICAXE 08M2
Použité prameny :
Praktická Elektronika A-Rádio 2012 – 2013 články k PICAXE 08M2
A Rádio konstrukční elektronika 6/98
www.mojeelektronika.mzf.cz články : KLIMA, STANICE,
MĚŘENÍ RYCHLOSTI VĚTRU A PICAXE 08M2
Bližší informace :