Разработка Мобильного прибора измерения температуры и влажности
Введение
Термометр – прибор для измерения температуры. Принцип работы основан на изменении объема вещества, входящего в состав чувствительного вещества измерительного прибора. Это явление впервые наблюдали средневековые ученые во главе с Галилео Галилеем. Именно тогда и появился первый прибор для измерения температуры, который был назван термометр.
В современном мире существуют различные виды термометров. Жидкостные. В первую очередь это ртутные термометры и различные спиртовые. В качестве чувствительного элемента в них выступает жидкость. Жидкость помещена в корпус из прозрачного материала, чаще всего стекла. На корпус наносится шкала с температурными показателями. В зависимости цели применения шкала может быть как в градусах по Цельсию, так и в градусах по Фаренгейту. Профессиональные лабораторные как правило, имеют обе шкалы. Цена деления шкалы может иметь различные показатели в зависимость от области, где он будет эксплуатироваться. Медицинский имеет цену деления шкалы в 0,1
Содержание
Содержание2
Введение3
1 Анализ предметной области4
1.1 Выбор Платформы для разработки4
1.1.2 Описание предметной области8
1.2 Обзор используемых компонентов8
1.2.1 Отладочная плата Raspberry Pi8
1.2.2 LCD-дисплей 160210
1.2.3 Датчик температуры DHT1111
1.2.4 I2C коннектор PCF857411
2 Разработка Электрических схем прибора измерения температуры и влажности13
2.1 Разработка структурной схемы прибора измерения температуры и влажности13
2.1.1 Обоснование базовых блоков структурной электрической схемы прибора измерения температуры и влажности13
2.1.2 Обоснование связей структурной электрической схемы прибора измерения температуры и влажности14
2.2 Разработка принципиальной схемы прибора измерения температуры и влажности16
2.2.1 Обоснование выбора САПР для разработки принципиальной электрической схемы прибора измерения температуры и влажности16
2.2.2 Описание используемых библиотечных элементов18
3 Разработка алгоритма функционирования прибора измерения температуры и влажности 22
3.1 Описание алгоритма и модели функционирования прибора температуры и влажности22
3.1.2 Разработка алгоритма функционирования прибора измерения температуры и влажности24
3.2 Внедрение проекта в жизнь и анализ полезности прибора измерения температуры и влажности25
4. Заключение27
Приложение А: Принципиальная электрическая схема прибора измерения температуры и влажности……………………………………………………….28
Приложение Б: Блок-схема алгоритма работы прибора измерения температуры и влажности………………………………………………………………………29
Приложение В: Блок-схема алгоритма работы прибора измерения температуры и влажности………………………………………………………………………30
Список используемых источников31
Список использованных источников
Raspberry Pi [Электронный ресурс]. Режим доступа: https://www.raspberrypi.com/products/raspberry-pi-4-model-b/specifications/ — Дата доступа: 28.03.2023.
Характиристика модулей Raspberry Pi [Электронный ресурс]. Режим доступа https://proglib.io/p/mozhno-li-zamenit-nastolnyy-pk-na-raspberry-pi-4-2020-11-29— Дата доступа: 30.03.2023.
Програмирование модулей на Raspberry Pi [Электронный ресурс]. Режим доступа: https://myraspberry.ru/programmirovanie-raspberry-pi-–-eto-legko,-osobenno-na-python.html — Дата доступа: 1.04.2023.
DHT11 [Электронный ресурс]. Режим доступа: https://arduinomaster.ru/datchiki-arduino/datchiki-temperatury-i-vlazhnosti-dht11-dht22/ Дата доступа: 10.04.2023.
I2C [Электронный ресурс]. Режим доступа: https://3d-diy.ru/wiki/arduino-moduli/interfeys-peredachi-dannykh-i2c/ Дата доступа: 14.04.2023.
LCD-дисплей [Электронный ресурс]. Режим доступа: https://ruelectronics.com/news/lcd-jk-display-ruichi/#:~:text=LCD%20ЖК-дисплей%20RUICHI%20–%20это,уникальных%20технических%20и%20эксплуатационных%20характеристик Дата доступа: 20.04.2023.
Рис. 6 Датчик температуры DHT11
Потребляемый ток – 2,5 мА (максимальное значение при преобразовании данных);
Измеряет влажность в диапазоне от 20% до 80%. Погрешность может составлять до 5%;
Применяется при измерении температуры в интервале от 0 до 50 градусов (точность – 2%)
Габаритные размеры: 15,5 мм длина; 12 мм широта; 5,5 мм высота;
Питание – от 3 до 5 Вольт;
Одно измерение в единицу времени (секунду). То есть, частота составляет 1 Гц;
4 коннектора. Между соседними расстояние в 0,1.
1.2.4 I2C коннектор PCF8574
Рис. 7 I2C коннектор PCF8574
Рабочий режим питания - от 2.5 до 6 В
Низкий ток покоя – максимум 10 мА
I2C-шина для расширителя параллельного порта
Выход прерывания с открытым стоком
Дистанционный 8-битный расширитель ввода – вывода I2C-шины
Совместимый с большинством микроконтроллеров
Выходы с регистром-защелкой с высокими характеристиками по току для прямой передачи сигнала на св