Разработка и конструирование портативной автономной метеостанции на платформе Arduino Nano

• Авторы
• Руководители
• Файлы работы
• Наградные документы

Смотраев Н.Н. 1

---

1МАОУ "СОШ №10"

Пеньшина Г.Н. 1

---

1МАОУ "СОШ №10"

Работа в формате PDF

0.9 MB

Автор работы награжден дипломом победителя I степени

Диплом школьникаСвидетельство руководителя

Введение

Нам хорошо известно влияние микроклимата помещения на здоровье и самочувствие человека. Закономерности и последствия негативного влияние на человека изучают ученые во многих стран мира и предлагают пути решения этой проблемы. В России стандарты микроклимата соответствуют «ГОСТу 30494-2011. Здания жилые и общественные. Параметры микроклимата в помещениях». Для определения параметров микроклимата в помещении я определил для себя тему практической работы - «Создание домашней метеостанции на основе микроконтроллера Arduino Nano».

Цель работы: создание домашней метеостанции на микроконтроллере Arduino Nano.

Задачи:

- изучить литературу по работе микроконтроллеров Arduino;

- научиться пользоваться микроконтроллерами, программировать их в программной оболочке Arduino IDE;

- создать установку домашней метеостанции и провести серию первоначальных испытаний по отладке ее работы.

В работе использованы следующие методы исследования:

-анализ и синтез информации из Internet-ресурсов, специальной литературы, раскрывающей суть данного вопроса;

- моделирование установки домашней метеостанции;

-проведение исследовательских работ по выявлению оптимальных условий функционирования установки.

Объект исследования: микроклимат помещения.

Предмет исследования: параметры влажности, температуры воздуха, атмосферное давление и изменение СО₂.

Гипотеза: измерение параметров микроклимата помещения с помощью домашней метеостанции на Arduino Nano позволяет оперативно отслеживать качество воздуха в помещениях.

1. Теоретические основы метеорологических измерений

1.1. Стандарты микроклимата помещений

Под микроклиматом помещения понимается совокупность теплового, воздушного и влажностного режимов в их взаимосвязи. Основное требование к микроклимату – поддержание благоприятных условий для людей, находящихся в помещении.

Межгосударственный стандарт жилых зданий и общественных помещений (ГОСТ 30494—2011) от 01.01.2013 устанавливает общие требования к оптимальным и допустимым показателям микроклимата и качеству воздуха параметры микроклимата в помещениях.

Качество воздуха: состав воздуха в помещении, при котором при длительном воздействии на человека обеспечивается комфортное оптимальное или допустимое состояние организма человека.

Оптимальные параметры микроклимата: сочетание значений показателей микроклимата, которые при длительном и систематическом воздействии на человека обеспечивают ощущение комфорта.

Допустимые параметры микроклимата: сочетания показателей микроклимата, которые при длительном воздействии на человека могут вызвать ощущение дискомфорта, ухудшение самочувствия и понижение работоспособности и не вызывают ухудшения состояния здоровья.

Оптимальные и допустимые нормы температуры и влажности воздуха в помещениях

Оптимальные и допустимые нормы температуры, относительной влажности в школах

В жилых и общественных зданиях в холодный период года в нерабочее время допускается снижать показатели микроклимата, температуру воздуха не ниже: 15°С — в жилых помещениях; 12°С — в помещениях общественных и административных. Нормируемая температура должна быть обеспечена к началу использования.

Согласно действующим нормативам ГОСТ Р ЕН 13779—2007 для школ следует принимать показатели качества воздуха 1-го класса.

1.2 Обзор литературы по видам метеостанций

Метеостанция - прибор, предназначенный для ведения наблюдений за погодой. Метеостанции выпускаются как для профессионального, так и для бытового использования.

Профессиональные метеостанции могут быть адаптированы для работы в дорожных условиях, для применения в лесничих хозяйствах, для ведения метеорологических исследований. Они представляют собой сложные цифровые приборы, точность работы которых оказывает заметное влияние на работу различных служб. Их можно встретить на кораблях, нефтяных платформах и в других экстремальных условиях, где они постоянно подвергаются воздействию низких или высоких температур, высокой влажности, ветра [3].

Домашние метеостанцииблагодаря широкому набору возможностеймогут стать полезными в каждом доме [10]. Они появились на рынке сравнительно недавно. Родоначальниками бытовых метеостанций являются обыкновенные барометры. Функциональность домашней метеостанции схожа с метеорологической станцией, только обрабатывается гораздо меньше данных, которые поступают с одного или нескольких датчиков, устанавливаемых за окном и в других помещениях. Домашние метеостанции показывают температуру в помещении, температуру вне помещения, измеряют влажность, атмосферное давление. Они могут работать как от электрической сети, так и от сменных элементов питания [3].

Анализ литературы позволил выделить два типа домашних метеостанций: аналоговые и цифровые.Аналоговые метеостанции состоятиз механических приборов и элементов. Они включают в себя измерители, температуры, давления, относительной влажности воздуха. В некоторые модели встроен хронометр. Цифровые (электронные) метеостанции - портативные приборы, фиксирующие данные о погодных и климатических условиях при помощи электронных датчиков. Для контроля самочувствия у метеочувствительных людей требуется как минимум два прибора - термометр и гигрометр, поэтому обычный бытовой прибор для измерения уровня влажности для этой цели не подходит. Термогигрометр способен комплексно измерять и анализировать показатели влажности для создания комфортного микроклимата, диапазон которых варьируется от 0 до 100% [1].

Анализ литературы позволил выделить разные виды автономных метеостанций, в том числе и портативных.

1.3 Сравнительный анализ портативных автономных метеостанций

В таблице 1 представлены характеристики трёх автономных метеостанций, являющихся аналогами разработанной метеостанции.

Таблица 1

Сравнение существующих метеостанций, позволяющих проводить метеорологические измерения

Данные таблицы 1 свидетельствуют о том, что портативные автономные метеостанции GARIN WS-1, SunRoad FR500 и RST 02559 обладают приблизительно одинаковой функциональностью. Анализ справочных данных позволил выделить преимущества и недостатки этих метеостанций.

Отличительной особенностью модели GARIN WS-1 являетсяотносительно невысокая стоимость. Отличительной особенностью модели SunRoad FR500 является наличие высотомера и функция построения графиков проводимых измерений, а также наличие класса влагопылезащиты. Недостатком данной модели является отсутствие возможности измерения температуры и высокая стоимость. Достоинствам модели RST 02559 относится широкий диапазон измерения температур и индикация возможности наступления заморозков. К недостаткам данной модели можно отнести отсутствие возможности измерения относительной влажности воздуха и высокую стоимость.

Портативные автономные метеостанции для получения метеорологических данных, созданные на платформе Arduino, не производятся в промышленных масштабах.

Основные функции среди портативных автономных метеостанций: диапазон измерения температуры, относительной влажностивоздуха и атмосферного давления, высокая точность измерений и возможность подзарядки гаджетов.

Поэтому было решено разработать портативную автономную метеостанцию, которая будет обладать основными функциями и отличаться от представленных моделей наличием платформы Arduino.

2. Домашняя метеостанция на базе платформы разработки электронных устройств Arduino Nano

2.1. Ресурсное обеспечение проекта

2.2. Блок-схема домашней метеостанции на Arduino Nano

2.3. Создание домашней метеостанции на Arduino Nano

После выбора необходимых компонентов метеостанции, соединим их по схеме. Делаем это с помощью пайки. Я собрал схему вне корпуса, запрограммировал и отладил ее в программе Arduino IDE.

Подготовив корпус, я сделал разметку для установки всех датчиков.

Было вырезано окошко по размерам дисплея. На задней стороне просверлены отверстия для стабильной работы датчиков.

Управление будет происходить с помощью сенсорной кнопки, закрепленной на верхней части корпуса. С помощью данного модуля будет производиться управление метеостанцией. Питание метеостанции я осуществил с разъема Type-C, подав напряжение 5В на контакт VIN и GND. На боковой стороне я сделал окошки для разъёмов питания и программирования.

Собрал корпус, запустил метеостанцию в рабочем режиме.

2.4. Измерения параметров микроклимата домашней метеостанцией

Метеостанция дает большой массив данных­ - на дисплее отражаются показатели:

• • Время (час, минута, секунда)

  • Дата (число, месяц)

  • Температура воздуха (в ˚С)

  • Влажность воздуха (в %)

  • Атмосферное давление (в мм.рт.ст.)

  • Углекислый газ (в ppm)

• Построение графиков показаний с датчиков за час и сутки

• Индикация уровня CO₂ трёхцветным светодиодом. Световой индикатор загорается в зависимости от содержания углекислого газа в воздухе:

• Зеленый – нормальные условия (до 800 ppm)

• Синий – проявляется усталость, сонливость (от 800 до 1200 ppm)

• Красный – полная потеря работоспособности (свыше 1200 ppm)

По истечению времени составляются графики:

• Первый график отражает зависимость температуры от времени (за час и за сутки).

• На втором графике отображена зависимость от времени (за час и за сутки).

• Третий график отражает уровень углекислого газа (за час и за сутки).

• Четвертый график показывает прогноз погоды (за час и за сутки).

Определение параметров влажности, температуры воздуха, содержания СО₂ в классе школы в течении учебного дня в холодное время года (06 февраля 2023 г.)

Поддержание нормального воздушно-теплового режима в классе осуществляется сменой воздуха через форточки, фрамуги, створки  окон. Сквозняков в классе быть не должно, а проветривание проводиться во время перемены, класс в это время должен быть пуст.

Влажность воздуха в классе (относительная влажность), при температурах 18-23°С должно быть не выше 60 %. Повышение влажности увеличивает теплоотдачу организма. В кабинетах с большим количеством цветов, влажность имеет оптимальные значения, а значит, благоприятна для здоровья учащихся и педагогов.Понизить влажность до нормы можно, смешивая влажный воздух помещения с сухим уличным, т.е. путём проветривания помещения.

Выводы из проведенных исследований:

1. В начале дня в кабинете температура, влажность воздуха, содержание СО₂ соответствует нормам.

2. К концу учебного дня значения параметров воздуха в кабинете повышаются.

Для улучшения состояния микроклимата в кабинете рекомендуется:

1. Опрыскивание. С помощью этого простого и действенного метода можно увеличить влажность воздуха.

2. Увеличить в кабинетах количество зеленых насаждений. Листья зеленых растений испаряют воду и способствуют повышению влажности воздуха, а это улучшает самочувствие людей.

3. Проветривать помещение в течении учебного дня.

Рекомендации по использованию домашней метеостанции

Условия работы и особенности использования метеостанции:

• Домашняя метеостанция предназначена для работы при температурах от - 5 ˚С до +40 ˚С .

• Относительная влажность до 90% при температуре +25^ОС.

• Не допускается попадания на прибор соляных брызг, кислотных и окислительных газов;

• Прибор нужно использовать вдали от источников тепла и воздействия прямых солнечных лучей.

Заключение

Разработана автономная портативная метеостанция, которая измеряет основные показатели погодных условий, но отличается от представленных моделей наличием программируемой платы Arduino, простотой конструкции и возможностью зарядки гаджетов.

Написана компьютерная программа (скетч) для платформы Arduino, управляющая работой метеостанции.

С помощью автономной портативной метеостанции измерены относительная влажность воздуха и температура на открытой местности в положительном диапазоне. Таким образом, стало возможным разрешение проблемы, указанной в начале разработки проекта.

Практическая значимостьработы состоит в том,что использованиеизготовленной автономной портативной метеостанции поможет в сборе данных о погодных условиях во многих сценариях использования.

Работа может быть продолженаусовершенствованием изготовленнойметеостанции: добавлением Bluetooth модуля для возможности отображения показаний датчиков на смартфоне, добавлением часов реального времени и датчика измерения атмосферного давления для расширения функционала метеостанции, улучшением дизайна.

Цель работы достигнута. Задачи выполнены.

Используемая литература

1. http://arduino.ru/ - материалы по Arduino на русском языке;

2. http://amperka.ru/ - интернет-магазин, материалы по Arduino в свободном доступе;

3. https://123d.circuits.io/lab -лаборатория электроники, здесь можно собрать схему на монтажной плате, запрограммировать её и проверить в работе ;

4. https://www.youtube.com/playlist?list=PLfDmj22jP9S759DT250VVzfZs_4

5. VnJqLa - видеоуроки Джереми Блума на русском языке (перевод Amperka.ru);

6. http://arduino.ru/forumy/proekty- проекты на Arduino — описание.

7. https://vash.market/bytovaya-tehnika/klimaticheskaya-tehnika/vidy-tsifrovyh-i-bytovyh-meteostantsij.html.

8. https://usamodelkina.ru/9703-domashnyaya-meteostanciya-na-baze-arduino.html. - домашняя метеостанция на базе Ардуино.

9. https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9C%D0%B5%D1%82%D0%B5%D0%BE%D1%81%D1%82%D0%B0%D0%BD%D1%86%D0%B8%D1%8F.

10. https://radioded.ru/proekty-na-arduino/meteostantsiya-na-arduino.-Метеостанция портативная GARIN WS

11. -https://www.lacrossetechnology.ru/meteostantsiya-portativnaya-garin-ws-1.html. - Метеостанция RST 02559.

12. http://www.meteo-station.ru/goods/rst-02559.html.

13. GitHub https://github.com/Norovl/meteoClock/

14. https://alexgyver.ru/meteoclock/

15. https://habr.com/ru/post/425901/

16. https://electricdoma.ru/umniidom/проект-простейшей-метеостанции-на-ар/

17. https://роботехника18.рф/метеостанция-на-ардуино-с-дисплеем/

18. https://soltau.ru/index.php/themes/diy/item/436-kak-sdelat-pogodnuyu-stantsiyu-na-arduino

Приложение Код программы

#define RESET_CLOCK 0 // сброс часов на время загрузки прошивки.

#define SENS_TIME 3000 // время обновления показаний сенсоров на экране, миллисекунд

#define LED_MODE 0 // тип RGB светодиода: 0 - главный катод, 1 - главный анод

#define LED_BRIGHT 255 // яркость светодиода СО2 (0 - 255)

#define BLUE_YELLOW 0 // жёлтый цвет вместо синего (1 да, 0 нет)

#define DISP_MODE 2 // в правом верхнем углу отображать: 0 - год, 1 - день недели, 2 - секунды

#define WEEK_LANG 1 // язык дня недели: 0 - английский, 1 - русский (транслит)

#define DISPLAY_TYPE 1 // тип дисплея: 1 - 2004 (большой), 0 - 1602 (маленький)

// пределы отображения для графиков

#define TEMP_MIN 15

#define TEMP_MAX 35

#define HUM_MIN 0

#define HUM_MAX 100

#define PRESS_MIN -100

#define PRESS_MAX 100

#define CO2_MIN 300

#define CO2_MAX 2000

// пины

#define MHZ_RX 2

#define MHZ_TX 3

#define LED_COM 7

#define LED_R 9

#define LED_G 6

#define LED_B 5

#define BTN_PIN 4

// библиотеки

#include <Wire.h>

#include <LiquidCrystal_I2C.h>

#if (DISPLAY_TYPE == 1)

LiquidCrystal_I2C lcd(DISPLAY_ADDR, 20, 4);

#else

LiquidCrystal_I2C lcd(DISPLAY_ADDR, 16, 2);

#endif

#include "RTClib.h"

RTC_DS3231 rtc;

DateTime now;

#include <Adafruit_Sensor.h>

#include <Adafruit_BME280.h>

#define SEALEVELPRESSURE_HPA (1013.25)

Adafruit_BME280 bme;

#if (CO2_SENSOR == 1)

#include <MHZ19_uart.h>

MHZ19_uart mhz19;

#endif

#include <GyverTimer.h>

GTimer_ms sensorsTimer(SENS_TIME);

GTimer_ms drawSensorsTimer(SENS_TIME);

GTimer_ms clockTimer(500);

GTimer_ms hourPlotTimer((long)4 * 60 * 1000); // 4 минуты

GTimer_ms dayPlotTimer((long)1.6 * 60 * 60 * 1000); // 1.6 часа

GTimer_ms plotTimer(240000);

GTimer_ms predictTimer((long)10 * 60 * 1000); // 10 минут

#include "GyverButton.h"

GButton button(BTN_PIN, LOW_PULL, NORM_OPEN);

int8_t hrs, mins, secs;

byte mode = 0;

/*

0 часы и данные

1 график температуры за час

2 график температуры за сутки

3 график влажности за час

4 график влажности за сутки

5 график давления за час

6 график давления за сутки

7 график углекислого за час

8 график углекислого за сутки

*/

// переменные для вывода

float dispTemp;

byte dispHum;

int dispPres;

int dispCO2;

int dispRain;

// массивыграфиков

int tempHour[15], tempDay[15];

int humHour[15], humDay[15];

int pressHour[15], pressDay[15];

int co2Hour[15], co2Day[15];

int delta;

uint32_t pressure_array[6];

uint32_t sumX, sumY, sumX2, sumXY;

float a, b;

byte time_array[6];

// символы

// график

byte row8[8] = {0b11111, 0b11111, 0b11111, 0b11111, 0b11111, 0b11111, 0b11111, 0b11111};

byte row7[8] = {0b00000, 0b11111, 0b11111, 0b11111, 0b11111, 0b11111, 0b11111, 0b11111};

byte row6[8] = {0b00000, 0b00000, 0b11111, 0b11111, 0b11111, 0b11111, 0b11111, 0b11111};

byte row5[8] = {0b00000, 0b00000, 0b00000, 0b11111, 0b11111, 0b11111, 0b11111, 0b11111};

byte row4[8] = {0b00000, 0b00000, 0b00000, 0b00000, 0b11111, 0b11111, 0b11111, 0b11111};

byte row3[8] = {0b00000, 0b00000, 0b00000, 0b00000, 0b00000, 0b11111, 0b11111, 0b11111};

byte row2[8] = {0b00000, 0b00000, 0b00000, 0b00000, 0b00000, 0b00000, 0b11111, 0b11111};

byte row1[8] = {0b00000, 0b00000, 0b00000, 0b00000, 0b00000, 0b00000, 0b00000, 0b11111};

// цифры

uint8_t LT[8] = {0b00111, 0b01111, 0b11111, 0b11111, 0b11111, 0b11111, 0b11111, 0b11111};

uint8_t UB[8] = {0b11111, 0b11111, 0b11111, 0b00000, 0b00000, 0b00000, 0b00000, 0b00000};

uint8_t RT[8] = {0b11100, 0b11110, 0b11111, 0b11111, 0b11111, 0b11111, 0b11111, 0b11111};

uint8_t LL[8] = {0b11111, 0b11111, 0b11111, 0b11111, 0b11111, 0b11111, 0b01111, 0b00111};

uint8_t LB[8] = {0b00000, 0b00000, 0b00000, 0b00000, 0b00000, 0b11111, 0b11111, 0b11111};

uint8_t LR[8] = {0b11111, 0b11111, 0b11111, 0b11111, 0b11111, 0b11111, 0b11110, 0b11100};

uint8_t UMB[8] = {0b11111, 0b11111, 0b11111, 0b00000, 0b00000, 0b00000, 0b11111, 0b11111};

uint8_t LMB[8] = {0b11111, 0b00000, 0b00000, 0b00000, 0b00000, 0b11111, 0b11111, 0b11111};

void drawDig(byte dig, byte x, byte y) {

switch (dig) {

case 0:

lcd.setCursor(x, y); // set cursor to column 0, line 0 (first row)

lcd.write(0); // call each segment to create

lcd.write(1); // top half of the number

lcd.write(2);

lcd.setCursor(x, y + 1); // set cursor to colum 0, line 1 (second row)

lcd.write(3); // call each segment to create

lcd.write(4); // bottom half of the number

lcd.write(5);

break;

case 1:

lcd.setCursor(x + 1, y);

lcd.write(1);

lcd.write(2);

lcd.setCursor(x + 2, y + 1);

lcd.write(5);

break;

case 2:

lcd.setCursor(x, y);

lcd.write(6);

lcd.write(6);

lcd.write(2);

lcd.setCursor(x, y + 1);

lcd.write(3);

lcd.write(7);

lcd.write(7);

break;

case 3:

lcd.setCursor(x, y);

lcd.write(6);

lcd.write(6);

lcd.write(2);

lcd.setCursor(x, y + 1);

lcd.write(7);

lcd.write(7);

lcd.write(5);

break;

case 4:

lcd.setCursor(x, y);

lcd.write(3);

lcd.write(4);

lcd.write(2);

lcd.setCursor(x + 2, y + 1);

lcd.write(5);

break;

case 5:

lcd.setCursor(x, y);

lcd.write(0);

lcd.write(6);

lcd.write(6);

lcd.setCursor(x, y + 1);

lcd.write(7);

lcd.write(7);

lcd.write(5);

break;

case 6:

lcd.setCursor(x, y);

lcd.write(0);

lcd.write(6);

lcd.write(6);

lcd.setCursor(x, y + 1);

lcd.write(3);

lcd.write(7);

lcd.write(5);

break;

case 7:

lcd.setCursor(x, y);

lcd.write(1);

lcd.write(1);

lcd.write(2);

lcd.setCursor(x + 1, y + 1);

lcd.write(0);

break;

case 8:

lcd.setCursor(x, y);

lcd.write(0);

lcd.write(6);

lcd.write(2);

lcd.setCursor(x, y + 1);

lcd.write(3);

lcd.write(7);

lcd.write(5);

break;

case 9:

lcd.setCursor(x, y);

lcd.write(0);

lcd.write(6);

lcd.write(2);

lcd.setCursor(x + 1, y + 1);

lcd.write(4);

lcd.write(5);

break;

case 10:

lcd.setCursor(x, y);

lcd.write(32);

lcd.write(32);

lcd.write(32);

lcd.setCursor(x, y + 1);

lcd.write(32);

lcd.write(32);

lcd.write(32);

break;

}

}

void drawdots(byte x, byte y, boolean state) {

byte code;

if (state) code = 165;

else code = 32;

lcd.setCursor(x, y);

lcd.write(code);

lcd.setCursor(x, y + 1);

lcd.write(code);

}

void drawClock(byte hours, byte minutes, byte x, byte y, boolean dotState) {

// чисти чисти!

lcd.setCursor(x, y);

lcd.print(" ");

lcd.setCursor(x, y + 1);

lcd.print(" ");

//if (hours > 23 || minutes > 59) return;

if (hours / 10 == 0) drawDig(10, x, y);

else drawDig(hours / 10, x, y);

drawDig(hours % 10, x + 4, y);

// тут должны быть точки. Отдельной функцией

drawDig(minutes / 10, x + 8, y);

drawDig(minutes % 10, x + 12, y);

}

#if (WEEK_LANG == 0)

static const char *dayNames[] = {

"Sund",

"Mond",

"Tues",

"Wedn",

"Thur",

"Frid",

"Satu",

};

#else

static const char *dayNames[] = {

"BOCK",

"POND",

"BTOP",

"CPED",

"4ETB",

"5YAT",

"CYBB",

};

#endif

void drawData() {

lcd.setCursor(15, 0);

if (now.day() < 10) lcd.print(0);

lcd.print(now.day());

lcd.print(".");

if (now.month() < 10) lcd.print(0);

lcd.print(now.month());

if (DISP_MODE == 0) {

lcd.setCursor(16, 1);

lcd.print(now.year());

} else if (DISP_MODE == 1) {

lcd.setCursor(16, 1);

int dayofweek = now.dayOfTheWeek();

lcd.print(dayNames[dayofweek]);

}

}

void drawPlot(byte pos, byte row, byte width, byte height, int min_val, int max_val, int *plot_array, String label) {

int max_value = -32000;

int min_value = 32000;

for (byte i = 0; i < 15; i++) {

if (plot_array[i] > max_value) max_value = plot_array[i];

if (plot_array[i] < min_value) min_value = plot_array[i];

}

lcd.setCursor(16, 0); lcd.print(max_value);

lcd.setCursor(16, 1); lcd.print(label);

lcd.setCursor(16, 2); lcd.print(plot_array[14]);

lcd.setCursor(16, 3); lcd.print(min_value);

for (byte i = 0; i < width; i++) { // каждыйстолбецпараметров

int fill_val = plot_array[i];

fill_val = constrain(fill_val, min_val, max_val);

byte infill, fract;

// найти количество целых блоков с учётом минимума и максимума для отображения на графике

if (plot_array[i] > min_val)

infill = floor((float)(plot_array[i] - min_val) / (max_val - min_val) * height * 10);

else infill = 0;

fract = (float)(infill % 10) * 8 / 10; // найти количество оставшихся полосок

infill = infill / 10;

for (byte n = 0; n < height; n++) { // длявсехстрокграфика

if (n < infill && infill > 0) { // пока мы ниже уровня

lcd.setCursor(i, (row - n)); // заполняем полными ячейками

lcd.write(0);

}

if (n >= infill) { // если достигли уровня

lcd.setCursor(i, (row - n));

if (fract > 0) lcd.write(fract); // заполняемдробныеячейки

else lcd.write(16); // если дробные == 0, заливаем пустой

for (byte k = n + 1; k < height; k++) { // всё что сверху заливаем пустыми

lcd.setCursor(i, (row - k));

lcd.write(16);

}

break;

}

}

}

}

void loadClock() {

lcd.createChar(0, LT);

lcd.createChar(1, UB);

lcd.createChar(2, RT);

lcd.createChar(3, LL);

lcd.createChar(4, LB);

lcd.createChar(5, LR);

lcd.createChar(6, UMB);

lcd.createChar(7, LMB);

}

void loadPlot() {

lcd.createChar(0, row8);

lcd.createChar(1, row1);

lcd.createChar(2, row2);

lcd.createChar(3, row3);

lcd.createChar(4, row4);

lcd.createChar(5, row5);

lcd.createChar(6, row6);

lcd.createChar(7, row7);

}

#if (LED_MODE == 0)

#define LED_ON (LED_BRIGHT)

#else

#define LED_ON (255 - LED_BRIGHT)

#endif

void setLED(byte color) {

// сначалавсёвыключаем

if (!LED_MODE) {

analogWrite(LED_R, 0);

analogWrite(LED_G, 0);

analogWrite(LED_B, 0);

} else {

analogWrite(LED_R, 255);

analogWrite(LED_G, 255);

analogWrite(LED_B, 255);

}

switch (color) { // 0 выкл, 1 красный, 2 зелёный, 3 синий (илижёлтый)

case 0:

break;

case 1: analogWrite(LED_R, LED_ON);

break;

case 2: analogWrite(LED_G, LED_ON);

break;

case 3:

if (!BLUE_YELLOW) analogWrite(LED_B, LED_ON);

else {

analogWrite(LED_R, LED_ON - 50); // чуткауменьшаемкрасный

analogWrite(LED_G, LED_ON);

}

break;

}

}

void setup() {

Serial.begin(9600);

pinMode(LED_COM, OUTPUT);

pinMode(LED_R, OUTPUT);

pinMode(LED_G, OUTPUT);

pinMode(LED_B, OUTPUT);

setLED(0);

digitalWrite(LED_COM, LED_MODE);

lcd.init();

lcd.backlight();

lcd.clear();

#if (DEBUG == 1 && DISPLAY_TYPE == 1)

boolean status = true;

setLED(1);

#if (CO2_SENSOR == 1)

lcd.setCursor(0, 0);

lcd.print(F("MHZ-19... "));

Serial.print(F("MHZ-19... "));

mhz19.begin(MHZ_TX, MHZ_RX);

mhz19.setAutoCalibration(false);

mhz19.getStatus(); // первый запрос, в любом случае возвращает -1

delay(500);

if (mhz19.getStatus() == 0) {

lcd.print(F("OK"));

Serial.println(F("OK"));

} else {

lcd.print(F("ERROR"));

Serial.println(F("ERROR"));

status = false;

}

#endif

setLED(2);

lcd.setCursor(0, 1);

lcd.print(F("RTC... "));

Serial.print(F("RTC... "));

delay(50);

if (rtc.begin()) {

lcd.print(F("OK"));

Serial.println(F("OK"));

} else {

lcd.print(F("ERROR"));

Serial.println(F("ERROR"));

status = false;

}

setLED(3);

lcd.setCursor(0, 2);

lcd.print(F("BME280... "));

Serial.print(F("BME280... "));

delay(50);

if (bme.begin(&Wire)) {

lcd.print(F("OK"));

Serial.println(F("OK"));

} else {

lcd.print(F("ERROR"));

Serial.println(F("ERROR"));

status = false;

}

setLED(0);

lcd.setCursor(0, 3);

if (status) {

lcd.print(F("All good"));

Serial.println(F("All good"));

delay(1000);

lcd.clear();

} else {

lcd.print(F("Check wires!"));

Serial.println(F("Check wires!"));

delay(1000);

while (1);

}

#else

#if (CO2_SENSOR == 1)

mhz19.begin(MHZ_TX, MHZ_RX);

mhz19.setAutoCalibration(false);

#endif

rtc.begin();

bme.begin(&Wire);

#endif

bme.setSampling(Adafruit_BME280::MODE_FORCED,

Adafruit_BME280::SAMPLING_X1, // temperature

Adafruit_BME280::SAMPLING_X1, // pressure

Adafruit_BME280::SAMPLING_X1, // humidity

Adafruit_BME280::FILTER_OFF );

if (RESET_CLOCK || rtc.lostPower())

rtc.adjust(DateTime(F(__DATE__), F(__TIME__)));

now = rtc.now();

secs = now.second();

mins = now.minute();

hrs = now.hour();

bme.takeForcedMeasurement();

uint32_t Pressure = bme.readPressure();

for (byte i = 0; i < 6; i++) { // счётчикот 0 до 5

pressure_array[i] = Pressure; // забить весь массив текущим давлением

time_array[i] = i; // забить массив времени числами 0 - 5

}

if (DISPLAY_TYPE == 1) {

loadClock();

drawClock(hrs, mins, 0, 0, 1);

drawData();

}

readSensors();

drawSensors();

}

void loop() {

if (sensorsTimer.isReady()) readSensors(); // читаемпоказаниядатчиковспериодом SENS_TIME

#if (DISPLAY_TYPE == 1)

if (clockTimer.isReady()) clockTick(); // дваразавсекундупересчитываемвремяимигаемточками

plotSensorsTick(); // тут внутри несколько таймеров для пересчёта графиков (за час, за день и прогноз)

modesTick(); // тут ловим нажатия на кнопку и переключаем режимы

if (mode == 0) { // в режиме "главного экрана"

if (drawSensorsTimer.isReady()) drawSensors(); // обновляем показания датчиков на дисплее с периодом SENS_TIME

} else { // в любом из графиков

if (plotTimer.isReady()) redrawPlot(); // перерисовываем график

}

#else

if (drawSensorsTimer.isReady()) drawSensors();

#endif

}