Домашний прибор для измерения давления, температуры и влажности

Актуальность

Метеозависмые люди нуждаются в приборе, который не только фиксирует атмосферные данные, но и показывает динамику их изменений, на основании которых можно принимать решение об увеличении или снижении дозировки лекарств, влияющих на артериальное давление.

Цель

Создать прибор, выводящий показания датчиков температуры, влажности и давления в цифровом и графическом виде на дисплей с понятным интерфейсом для лиц 60+.

Задачи

1. Разработать схему устройства с графическим интерфейсом, отображающим графики давления, температуры и влажности на экране.
2. Изучить 3D-моделирование и 3D-печать.
3. Запрограммировать микроконтроллеры в среде Arduino IDE.
4. Разработать корпус прибора для эксплуатации в помещении.
5. Начертить прибор в 3D-редакторе и распечатать на 3D-принтере.
6. Запрограммировать и собрать прибор.

Оснащение и оборудование, использованное при создании работы

• Блок питания 12 В 1A (220 В).
• Микроконтроллер: Arduino Uno
• Amperka Sensor Shield
• Дисплей Nextion NX4024K032_011
• Датчик давления BMP 180
• Датчик температуры и влажности HTU21D
• DC-DC понижающий преобразователь 12 – 5В
• Набор проводов и разъёмов
• Один двухпозиционный выключатель
• Паяльная станция с припоем и флюсом
• 3D-принтер 3DQ
• Пластик PET-G
• Персональный компьютер с установленным ПО (Autodesk Fusion 360, Arduino IDE)

Описание

3D-моделирование и 3D-печать

Была смоделирована в Autodesk Fusion 360 модель корпуса (Рис. 3), преобразована в G-код с помощью Ultimaker Cura, напечатано 3 детали на 3D-принтере 3DQ из пластика Pet-G.

Программирование прибора

Для отображения информации был выбран дисплей профессиональной серии Nextion NX4024K032_011 с собственным микропроцессором, что позволяет освободить вычислительные ресурсы микроконтроллера Arduino от решения графических задач. В среде Nextion Editor и графическом редакторе GIMP был создан графический интерфейс прибора.

При программировании микроконтроллера и дисплея возникла проблема довольно сложного программирования их взаимодействия в Arduino IDE, гораздо проще было выполнить это в среде FlProg.

Результаты работы/выводы

Был разработан прибор, с помощью которого метеозависымые люди смогут улучшить качество своей жизни, а в некоторых случаях – избежать осложнений, вызванных передозировкой лекарств, изменяющих артериальное давление.

Компактные приборы с визуализацией данных в виде графиков могут широко применяться в разных областях. Обладая низкой стоимостью, они могут применяться и в быту, и в научных исследованиях, где раньше для визуализации обязательно использовались компьютеры.

Перспективы использования результатов работы

На базе разработанного прибора можно реализовать широкую линейку узкоспециализированных устройств, работающих с широким диапазоном датчиков.

Сотрудничество с вузом/учреждением при создании работы

ООО «М1-ПАК»

Мнение автора

«Была разработана и воспроизведена версия устройства, способная помочь людям узнать давление, температуру и влажность воздуха на данный момент и в динамике, что важно для определения дозировки лекарств, понижающих или повышающих артериальное давление. При работе над проектом я более глубоко изучил темы 3D-моделирования, 3D-печати, программирования микроконтроллеров.

Убедился на собственном опыте, что для достижения результата необходимо обладать знаниями в разных областях.

Изучение дополнительных дисциплин в рамках городского образовательного проекта «Инженерный класс в московской школе» существенно расширяет горизонты моего мировосприятия, позволяет более осознанно подходить к выбору будущей профессии»