Барометрический прибор – это устройство для определения атмосферного давления и находящий применение в самых разных сферах деятельности: от прогнозирования погоды до авиации и океанографии, а также в быту. Его функционирование базируется на регистрации колебаний воздушной среды, оказывающих воздействие на чувствительные компоненты.
Характерная черта данной модели – удобство считывания данных по аналоговой шкале со стрелкой, подобно тому, как это реализовано в вольтметре.
Заказ на изготовление этого барометра поступил от знакомого рыбака. Учитывая его приверженность к ретро-эстетике и простоте эксплуатации, было принято решение создать точный электронный датчик атмосферного давления, который не будет напоминать ни традиционные анероиды, ни ртутные модели, а выполнен в виде стрелочного индикатора привычной формы.
Данное устройство может оказаться полезным для людей, чувствительных к изменениям погоды или предпочитающих активный отдых на природе.
Что понадобится для изготовления?
Для реализации системы будет задействован высокоточный сенсор, определяющий изменения давления и температуры. Подключение к микроконтроллеру «ATMEGA 328», расположенному на доступной по цене платформе «Arduino pro mini», осуществляется посредством интерфейса «I2C». Также предусмотрен вывод данных с модуля атмосферного давления «GY-68» на аналоговый вольтметр со стрелочной индикацией.
В качестве отправной точки был использован старый измерительный прибор модели «Ц4353», у которого давно вышли из строя компенсационные резисторы. Однако, в качестве альтернативы можно использовать практически любую головку вольтметра, даже снятую с устаревшего магнитофона.
В качестве корпуса оказалась подходящей емкость для хранения продуктов питания размером 130х130х70 миллиметров.
Обработка данных и необходимые преобразования будут выполняться микроконтроллером «ATMEGA 328», установленным на плате «Arduino Pro-mini». Этот выбор обусловлен компактными габаритами и невысокой стоимостью устройства.
Энергоснабжение устройства будет производиться через порт USB-C, используя адаптер питания для мобильных телефонов с напряжением 5 Вольт.
Датчик давления «GY-68», основанный на микросхеме «BMP-180», подключается к управляющему модулю посредством последовательной шины «I2C».
Прибор способен определять и температуру, однако это значение будет применяться только для калибровки показаний барометрического датчика с целью повышения точности.
Изготовление простого электронного барометра
Теперь необходимо повернуть измерительную головку вольтметра и аккуратно наклеить новую шкалу поверх существующей (программное обеспечение и графические материалы доступны по ссылке в конце статьи). Будьте осторожны, чтобы не задеть стрелку прибора. Изображение для этой модели предоставляется в формате «JPG» с разрешением «600 точек на дюйм», предназначенным для печати на глянцевой бумаге размером 10х15 см. При необходимости можно разработать собственную шкалу, используя программу «Front Designer v3.0».
После высыхания собираем измерительный узел, отмечаем место для установки и делаем отверстие в верхней части контейнера. Использовать электроинструмент типа Дремель для этой задачи весьма целесообразно.
Надежно закрепить какие-либо элементы на этом поддоне с помощью клея затруднительно, поскольку полиэтилен характеризуется крайне низкой способностью к прилипанию. В связи с этим, предпочтительнее использовать метод сверления и последующей фиксации болтовым соединением.
Затем осуществляем пайку всех компонентов в соответствии со схемой и подключаем их через устройство согласования уровней для программирования микроконтроллера.
Хочу обратить ваше внимание: мне досталась плата «pro mini» без вывода контакта «DTR». Поэтому, чтобы обеспечить корректное программное обеспечение, я соединил вывод «DTR» посредством резистора с одним из контактов кнопки перезагрузки, который не является землей. Как правило, это действие необязательно. Кроме того, положительный контакт датчика был подключен через красный светодиод – эта мера также совершенно лишняя.
Убедимся в корректности подключения оборудования и переходим к работе с программным обеспечением. Первым шагом является настройка вольтметра, для чего загружаем на устройство программу «kalibrate» (файл прошивки расположен по ссылке в конце публикации).
После завершения передачи данных необходимо отрегулировать максимальное значение барометра с помощью подстроечного резистора таким образом, чтобы указатель совпал с отметкой «790». Затем закрепляем положение элемента фиксации для предотвращения случайного смещения.
Затем можно переходить к установке основной программы – «Barometer».
Проверяем фактические значения, сравнивая их с показаниями стрелки; при необходимости вносим коррективы в параметры, указанные в пояснениях к коду. Если все соответствует норме, отсоединяем устройство программирования и переходим к сборке.
Осторожно нагреваем специальным инструментом углубление для подключения разъема. В качестве донора я применил компонент от вышедшего из строя электронного устройства, вместе с печатной платой, и закрепил его заднюю часть двумя шурупами. Использование клея нежелательно. Подключаем силовые провода: «GND» – к минусу питания, а «VCC» — к плюсу.
Завершаем сборку устройства, ожидаем изменений атмосферного давления и приступаем к подготовке рыболовных принадлежностей!
