STAȚIE METEO AUTOMATĂ ALIMENTATĂ CU ENERGIE SOLARĂ Absolvent : Augustinov TiberiusCoordonator științific : Conf.dr.ing. Florin Molnar -MateiFUNDAȚIA… [607149]

PROIECT DE DIPLOMĂ
STAȚIE METEO AUTOMATĂ ALIMENTATĂ CU ENERGIE SOLARĂ
Absolvent: [anonimizat] :
Conf.dr.ing. Florin Molnar -MateiFUNDAȚIA PENTRU CULTURĂ ȘI ÎNVĂȚĂMÂNT „IOAN SLA VICI” TIMIȘOARA
UNIVERSITATEA “IOAN SLA VICI” TIMIȘOARA
FACULTATEA DE INGINERIE
SPECIALIZAREA :TEHNOLOGIA INFORMAȚIEI

STAȚIE METEO AUTOMATĂ ALIMENTATĂ CU ENERGIE SOLARĂ
CUPRINS :
Cap.I-Introducere
Cap. II-Considerații teoretice, stații meteo
Cap. III -Arhitectura sistemului, platforma hardware, (componente, circuite, scheme)
Cap. IV -Sistemul software, schema logică
Cap. V -Proiectarea, implementarea și testarea componentelor din cadrul sistemului
Cap. VI -Concluzii

STAȚIE METEO AUTOMATĂ ALIMENTATĂ CU ENERGIE SOLARĂ
Cap. I-Introducere
Scopul Proiectului
Afișarea datelor obținute pe un display LCD
monocrom 16X2 utilizând telecomanda IR
Asigurarea autonomiei și portabilității stației meteo
din punct de vedere al alimentării cu energie
electrică, utilizând energia solară
Procesarea datelor utilizând microcontrolerul
Atmega 328p (Arduino UNO)
Determinarea valorilor meteorologice prin
implementarea unui sistem automatizat de achiziție a
datelor utilizând diverși senzori
Compararea valorilor obținute cu valorile postate pe
internet de către site -urile web dedicate

STAȚIE METEO AUTOMATĂ ALIMENTATĂ CU ENERGIE SOLARĂ
Cap. II -Considerații teoretice, stații meteo
-Clasificarea stațiilor meteo
Stație meteo
analogică
Stație meteo digitală
Stație meteo de
exterior
Stație meteo
wireless
Stație meteo solare
Stație meteo
portabileTIP STAȚII
METEO

STAȚIE METEO AUTOMATĂ ALIMENTATĂ CU ENERGIE SOLARĂ
Cap. III -Arhitectura sistemului, platforma hardware, (componente, circuite, scheme)
Platforma hardware
•Senzori de temperatură
•Senzor umiditate
•Senzor presiune atmosferică
•Senzor lumină
•Senzor nivel apă
•Kit transmisie recepție IR
Blocul de achiziție al datelor
•Microcontrolerul Atmega 328p (Arduino)Blocul de procesare
Sistemul software
•Software Arduino (IDE)
Mediul de programare
Afișarea datelor pe LCD
Relația hardware / software

STAȚIE METEO AUTOMATĂ ALIMENTATĂ CU ENERGIE SOLARĂ
Cap. III -Arhitectura sistemului, platforma hardware, (componente, circuite, scheme)
Componente și module utilizate în cadrul proiectului
telecomandă
IRventilator
răcire panou
fotovoltaic
modul RTC
DS3231modul
TP4056acumulator
li-ion 18650
întrerupător
modul
MT3608
receptor
IRMicrocontroler
Atmega 328p
(Arduino UNO R3)Display
LCD 16X2
modul serial
I2C pentru
LCD
NPN/BD
329C 100µF
R 1KLED
senszor
DHT11
senszor
BMP 280
senszor
TMP102

STAȚIE METEO AUTOMATĂ ALIMENTATĂ CU ENERGIE SOLARĂ
Cap. III -Arhitectura sistemului, platforma hardware, (componente, circuite, scheme)
Circuitul de alimentare al stației meteo utilizând energia solară
+ –
++
++
–
–
-+
+-
-in 5V 130mAîncarcare 4.2V max 1A
out 4.2V 2A
out 9V 1A µC Arduino
UNO R3modul încărcare
acumulator
TP4056
modul ridicător
tensiune MT3608acumulator Li -ion
3.7V 2000mAhdiodă protecție
descărcare
acumulator 1N4007
întrerupător
alimentare
sistem
panou
fotovoltaic 5V
130mA

STAȚIE METEO AUTOMATĂ ALIMENTATĂ CU ENERGIE SOLARĂ
Cap. III -Arhitectura sistemului, platforma hardware, (componente, circuite, scheme)
Microcontrolerul Arduino UNO R3
-prezentare generală ( intrări, ieșiri, conexiuni)

STAȚIE METEO AUTOMATĂ ALIMENTATĂ CU ENERGIE SOLARĂ
Cap. III -Arhitectura sistemului, platforma hardware, (componente, circuite, scheme)
Conectarea circuitelor digitale din cadrul sistemului utilizând magistrala I2C (Inter -Integrated Circuit)
-schema protocolului de comunicare I2C (relația"master -slave ”):
Vcc
SDA
SCL
GND
Master Slave Slave Slave Slave
(Arduino) (Senzor ) (Senzor ) (RTC) (LCD)
1 K1 K

STAȚIE METEO AUTOMATĂ ALIMENTATĂ CU ENERGIE SOLARĂ
Cap. III -Arhitectura sistemului, platforma hardware, (componente, circuite, scheme)
Schema bloc a sistemului
µC
Atmega 328p
(Arduino UNO)Bloc de alimentare
Bloc achizi țiidate Bloc procesare date Bloc afișare date
senzor temperatură sistem
senzor temperatură și umiditate
senzor presiune atmosferică
senzor intensitate lumină
senzor nivel apă și zăpadă
receptor IR pentru comenzimodul serial I2C pentru
LCD
display LCD 16×2

STAȚIE METEO AUTOMATĂ ALIMENTATĂ CU ENERGIE SOLARĂ
Cap. III -Arhitectura sistemului, platforma hardware, (componente, circuite, scheme)
Schema electrică a sistemului proiectată și generată cu ajutorul software -ului “PROTEUS 8 ”

STAȚIE METEO AUTOMATĂ ALIMENTATĂ CU ENERGIE SOLARĂ
Cap. III -Arhitectura sistemului, platforma hardware, (componente, circuite, scheme)
Utilizarea telecomenzii IR pentru afișarea selectivă a datelor solicitate : (schem ăbloc)
tasta “0”data și ora
tasta “1”temperatură
sistem și turație ventilator
tasta “2”temperatura
externă și umiditatea
tasta “3”presiunea
atmosferică
tasta “4”intensitatea
luminii
tasta “5”nivelul de apă
tasta “6”tensiunea de
alimentare
tasta “OK”mod
prezentare
tasta “#”resetare software TRANSMISIE
COMENZI PENTRU
AFIȘARE DATE
receptor IR
µC
Arduino
RECEP ȚIE COMENZI
ȘI PROCESARE DATE
senzoriAFIȘAREA DATELOR
SOLICITATE

STAȚIE METEO AUTOMATĂ ALIMENTATĂ CU ENERGIE SOLARĂ
Cap. IV -Sistemul software, schema logică
START PROGRAM
CONFIGURARE
MICROCONTROLER
INIȚIALIZARE PORTURIINIȚIALIZARE PROTOCOL I2C
INIȚIALIZARE REAL TIME
CLOCK
INIȚIALIZARE RECEPȚIE
INFRAROȘUvoid setup()
INIȚIALIZARE DISPLAY LCD
INIȚIALIZARE SENZORIvoid loop()
AFIȘARE MESAJ
DE îNTÂMPINARE
CITIRE SENZOR
TEMP.SYS
DACĂ
TEMP >= 27DA
PORNEȘTE
VENTILATOR
ACTIVEAZĂ LED
VENTILATORNU
CITIRE SENZOR
STARE BATERIE
DACĂ TENS.
BAT <= 4,2VDA
ACTIVEAZĂ LED
AVERTIZARENU
AȘTEAPTĂ
COMENZI IR
DACĂ SE
PRIMESC
COMENZIDA NUCITIRE RTC
AFIȘEAZĂ DATA ȘI ORA
CITIRE SENZOR
TEMPERATURĂ SISTEM
AFIȘEAZĂ TEMP.SISTEM
ȘI TURAȚIE VENTILATOR
CITIRE SENZOR EXTERN,
TEMP. ȘI UMID.
AFIȘEAZĂ TEMP. ȘI
UMIDITATEA
CITIRE SENZOR PRES.
ATMOSFERICĂ
AFIȘEAZĂ PRESIUNEA
ATMOSFERICĂ
CITIRE SENZOR LUMINĂ
AFIȘEAZĂ VALOAREA
INTENSITĂȚII LUMINII
CITIRE SENZOR NIVEL
APĂ
AFIȘEAZĂ NIVELUL APEI
ÎN (mm)
CITIRE SENZOR NIVEL
TENSIUNE
AFIȘARE NIVEL
TENSIUNE BATERIE

STAȚIE METEO AUTOMATĂ ALIMENTATĂ CU ENERGIE SOLARĂ
Cap. V -Proiectarea, implementarea și testarea componentelor din cadrul sistemului
Utilizarea software -urilor de proiectare, simulare și testare pentru atingerea obiectivului propus
proiectarea carcasei și a
subansamblelor pentru
montarea echipamentelor
PROTEUS 8
proiectarea platformei
hardware ; circuite,
conexiuni și simularea lor
în mediul virtual
ansamblarea , încărcarea
programului și testarea
finală a proiectului

STAȚIE METEO AUTOMATĂ ALIMENTATĂ CU ENERGIE SOLARĂ
Cap. VI -Concluzii
-Dupăcum seobserv ăîngraficele alăturate proiectul îșiconfirmă utilitatea și
scopul pentru care afostcreat șianume acela deaoferi date despre starea vremii
câtmaiprecise înzonele rurale sauîndepărtate acolo unde aceste informații nu
potfiaccesate înmod convențional (internet, televiziune, telefonie, etc) sau
luând înfapt considerentul cădatele furnizate destațiile meteo naționale nu
coincid întodeauna curealitatea dinzona încare teafli.
-Modul deoperare alstației meteo este facil, intuitiv șiinteractiv iardatorită
implementării telecomenzi clasice cutransmisie înspectrul infraroșu utilizată
pentru aafișa datele solicitate pedisplay, facdinaceasta oplatformă “user
friendly” dedicat ătuturor categoriilor devârstă fărăanecesita conoștiințe tehnice
despecialitate .
-Utilizarea energiei solare pentru alimentarea stației meteo îiconferă acesteia
portabilitatea șiautonomia necesară funcționării peperioade îndelungate fară a
avea nevoie deosursă deenegie externă contribuind astfel șilaprotejarea
mediului încojurător .
-Platforma hardware șisoftware fiabilă, versatil ășirecofigurabilă, datorit ă
mediului dedezvoltare șiprogramare facil oferit de“Arduino IDE” șia
microcontrolerului “Arduino UNO (Atmega 328p)”utilizat încadrul acestui
proiect ,facdinacesta unsistem adaptabil șiflexibil facilitând astfel extinderea
sauupgradarea luiînfuncție decerințe înorice moment .

VĂ MULȚUMESC