eDOT: 내장 IR 리모컨·자동 밝기 조절 갖춘 정밀 아두이노 시계·기상 관측소

부품 및 소모품

Microchip ATMEGA 328P-PU	×	1
MAXIM MAX7219	×	6
BOSCH BME280 - GY-BMEP 브레이크아웃 보드	×	1
Adafruit Luckylight 8x8 도트 매트릭스 LED 디스플레이 - M1603095	×	6
DS3231 (RTC 클록)	×	1
Arduino Nano R3	×	1
Arduino UNO	×	1
eDOTcore (전용 PCB)	×	1

필수 도구 및 장비

Flashforge Dreamer (3D 프린터)

앱 및 온라인 서비스

eDOT: 내장 IR 리모컨·자동 밝기 조절 갖춘 정밀 아두이노 시계·기상 관측소

Arduino IDE

프로젝트 소개

eDOT

eDOT은 아두이노 기반 정밀 시계이자 기상 관측소로, 내장 IR 리모컨 수신기와 자동 밝기 조절 기능을 갖췄습니다. 추가 하드웨어(와이파이 모듈 등)로 쉽게 확장 가능하도록 설계되었습니다.

여섯 개의 8×8 도트 매트릭스 LED 디스플레이 덕분에 내부 센서 데이터, 사용자 정의 스크롤 메시지, 인터넷(RSS 등)에서 가져온 정보 등 다양한 정보를 표시할 수 있습니다. 소비 전력이 매우 낮고, 유리 전면과 3D 프린팅 바디가 어우러진 심플하고 우아한 디자인입니다. 프로젝트는 현재 개발 중이며 지속적으로 업데이트됩니다.

3D 프린팅 부품은 Thingiverse에서 다운로드 가능합니다. 더 많은 프로젝트는 유튜브 채널 참고.

B.O.M. (자재 명세서)

3D 프린팅 좌측 바디 1개
3D 프린팅 우측 바디 1개
3D 프린팅 좌측 커버 1개
3D 프린팅 우측 커버 1개
3D 프린팅 발 2개
3D 프린팅 디스플레이 서포트 12개
버니시드 유리 240×75×5 mm 1개
주황색 필터 1개
Adafruit 8×8 도트 매트릭스 Luckylight M1603095(백색) 6개
MAX7219 컨트롤러 보드 6개
USB 브레이크아웃 보드 1개
BME280 브레이크아웃 보드 1개
DS3231 칩 1개
IR 수신기 IRM-56384 1개
포토레지스터 LDR-07 1개
ATMEGA328PU (아두이노 커스텀 보드용) 1개
OMRON 12mm 택트 스위치 6개

eDOTcore PCB

드디어 eDOT 제어 보드 첫 프로토타입이 나왔습니다.

eDOTcore 프로젝트 페이지 이동

코드

eDOT: 다용도 정밀 기상 관측소 및 시계 Arduino

// eDOT: Versatile precision weather station and clock
// HISTORY
// 11/12/2105 측정 보정 계수 추가
// 09/06/2016 자동 디스플레이 밝기 추가
// 09/06/2016 작업 스케줄러 추가
// 07/08/2016 eDOT 스플래시 스크린 추가
#include <SPI.h>
#include <Wire.h>
#include <Adafruit_GFX.h>
#include <Max72xxPanel.h>
#include <Average.h>
#include <Adafruit_Sensor.h>
#include <Adafruit_BME280.h>
#include "RTClib.h"
#include <EasyScheduler.h>

Adafruit_BME280 bme; // I2C
RTC_DS3231 rtc;
int pinCS = 10; // CS 핀, DIN→MOSI, CLK→SCK (cf https://arduino.cc/en/Reference/SPI)
int numberOfHorizontalDisplays = 7;
int numberOfVerticalDisplays = 1;
Max72xxPanel matrix = Max72xxPanel(pinCS, numberOfHorizontalDisplays, numberOfVerticalDisplays);

#define TEMPERATURE 0
#define HUMIDITY 1
#define PRESSURE 2
#define TIME 3
#define DAY 4
#define DATE 5

float temp, tempavg; char tempf[8];
float hum, humavg; char humf[8];
float press, pressavg; char pressf[8];
int screen = 0;
long previousLEDMillis = 0;
long LEDInterval = 5000;
int screenMax = 5;
bool screenChanged = true;
float lightsens, screenBrt = 0, lightsensavg;

Average<float> avetemp(60);
Average<float> avehum(60);
Average<float> avepress(60);
Average<float> avelightsens(40);

// 보정 계수
float temp_o = -1.70, temp_s = 1.0, temp_lin;
float hum_o = 2.45, hum_s = 1.0, hum_lin;
float press_o = 0.0, press_s = 1.0, press_lin;
float brt_o = -4, brt_s = 1.35;

Schedular Task1;
Schedular Task2;

void setup() {
  Task1.start(); Task2.start();
  Wire.begin();
  bme.begin(0x76);
  matrix.setIntensity(screenBrt); // 0~15
  // matrix.setPosition(0, 0, 0);
  // matrix.setPosition(1, 1, 0);
  matrix.setRotation(0, 1);
  matrix.setRotation(1, 1);
  matrix.setRotation(2, 1);
  matrix.setRotation(3, 1);
  matrix.setRotation(4, 1);
  matrix.setRotation(5, 1);
  matrix.setRotation(6, 1);
  matrix.setRotation(7, 1);
  // matrix.setRotation(8, 1);
  // matrix.setRotation(9, 1);
  rtc.begin();
  // rtc.adjust(DateTime(F(__DATE__), F(__TIME__)));
  // rtc.adjust(DateTime(2016, 02, 28, 16, 44, 0));
  // Serial.begin(9600);

  // eDOT 스플래시 스크린
  matrix.fillScreen(0); matrix.write();
  matrix.setCursor(12,0); matrix.print("eDOT");
  for(screenBrt=0; screenBrt<=15; screenBrt++){
    delay(25); matrix.setIntensity(screenBrt); matrix.write();
  }
  delay(250);
  for(screenBrt=15; screenBrt>=0; screenBrt--){
    delay(50); matrix.setIntensity(screenBrt); matrix.write();
  }
  delay(500);
  matrix.fillScreen(0); matrix.write();
  delay(1000);
}

void loop() {
  Task1.check(acq1, 500);
  Task2.check(acq2, 20);
}

void acq1() {
  // 데이터 수집 및 평균화
  temp = bme.readTemperature(); avetemp.push(temp); tempavg = avetemp.mean();
  hum = bme.readHumidity(); avehum.push(hum); humavg = avehum.mean();
  press = bme.readPressure(); avepress.push(press); pressavg = avepress.mean();
  DateTime now = rtc.now();
  outSec = now.second(); outMin = now.minute(); outHour = now.hour();
  outday = now.day(); outmonth = now.month(); outyear = now.year() - 2000;
  dow = now.dayOfTheWeek();
}

void acq2() {
  lightsens = analogRead(A3);
  avelightsens.push(lightsens);
  lightsensavg = avelightsens.mean();
  screenBrt = constrain(((lightsensavg/1023*15)*brt_s + brt_o), 0, 15);
  matrix.setIntensity(screenBrt);

  // 데이터 선형화
  temp_lin = tempavg * temp_s + temp_o;
  hum_lin = humavg * hum_s + hum_o;
  press_lin = pressavg * press_s + press_o;

  unsigned long currentLEDMillis = millis();
  if(currentLEDMillis - previousLEDMillis > LEDInterval) {
    previousLEDMillis = currentLEDMillis;
    screen++;
    if(screen > screenMax) screen = 0;
    screenChanged = true;
  }

  // if(screenChanged) { screenChanged = false; }
  switch(screen){
    case TEMPERATURE:
      dtostrf(temp_lin,4,2,tempf);
      matrix.setCursor(6,0); matrix.setTextSize(1); matrix.setTextColor(255);
      matrix.print(tempf); matrix.drawRect(37,0,2,2,255); matrix.setCursor(40,0); matrix.print("C");
      matrix.write(); matrix.fillScreen(0); break;
    case HUMIDITY:
      dtostrf(hum_lin,4,2,humf);
      matrix.setCursor(6,0); matrix.setTextSize(1); matrix.setTextColor(255);
      matrix.print(humf); matrix.setCursor(37,0); matrix.print("%");
      matrix.write(); matrix.fillScreen(0); break;
    case PRESSURE:
      dtostrf(press_lin,6,0,pressf);
      matrix.setCursor(0,0); matrix.setTextSize(1); matrix.setTextColor(255);
      matrix.print(pressf); matrix.setCursor(37,0); matrix.print("Pa");
      matrix.write(); matrix.fillScreen(0); break;
    case TIME:
      matrix.setCursor(0,0); matrix.setTextSize(1); matrix.setTextColor(255);
      if(outHour<10) matrix.print("0");
      matrix.print(outHour); matrix.print(":");
      if(outMin<10) matrix.print("0");
      matrix.print(outMin); matrix.print(":");
      if(outSec<10) matrix.print("0");
      matrix.print(outSec);
      matrix.write(); matrix.fillScreen(0); break;
    case DATE:
      matrix.setCursor(0,0); matrix.setTextSize(1); matrix.setTextColor(255);
      if(outday<10) matrix.print("0");
      matrix.print(outday); matrix.print("/");
      if(outmonth<10) matrix.print("0");
      matrix.print(outmonth); matrix.print("/");
      matrix.print(outyear);
      matrix.write(); matrix.fillScreen(0); break;
    case DAY:
      matrix.setCursor(15,0); matrix.setTextSize(1); matrix.setTextColor(255);
      matrix.print(daysOfTheWeek[dow]);
      matrix.write(); matrix.fillScreen(0); break;
  }
}

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