Stație meteo folosind Arduino și LabVIEW

Tutorial 4: În ultimul nostru tutorial am văzut cum să controlăm viteza și direcția motorului DC folosind LabVIEW și Arduino. Am creat User Interface în panoul frontal LabVIEW. În tutorialul de astăzi, vom interfața Arduino cu LabVIEW și vom crea o stație meteo simplă pentru a afișa intensitatea luminii și temperatura pe panoul frontal al LabVIEW. În acest scop, vom conecta un senzor LM35 și un senzor de lumină pentru stația noastră meteorologică, care va măsura temperatura și intensitatea luminii în timp real și folosind interfața LabIEW va fi afișată pe panoul stației noastre meteo. Vom împărți proiectul stației meteorologice în următorii pași.

• • Cerințe software pentru stația meteo.

  • Cerințe hardware pentru stația meteo.

  • Cablarea circuitului stației meteorologice

  • VI (instrumentul virtual) LabVIEW pentru stația meteo

Cerințe software pentru stația meteo:

• • Arduino IDE

  • LabVIEW cu interfață Arduino instalată

Dacă nu aveți niciunul dintre acestea, vizitați tutorialul 1.

Cerințe hardware pentru stația meteo:

• • Placa Arduino UNO

  • LM35

În stația noastră meteo, LM35 este un senzor folosit pentru măsurarea temperaturii din jur. Ieșirea este de fapt o tensiune analogică care corespunde temperaturii înconjurătoare când este înmulțită cu 100.

• • Rezistor dependent de lumină (LDR):

În stația noastră meteo, rezistorul dependent de lumină este utilizat pentru a detecta variația intensității luminii sau ca un senzor de lumină. LDR este în esență un rezistor variabil. Rezistența LDR se modifică odată cu schimbarea intensității luminii. Dacă intensitatea luminii care cade pe LDR este mare, LDR va avea o rezistență scăzută. Când intensitatea luminii scade, LDR oferă rezistență ridicată. Prin urmare, există o relație inversă între intensitatea luminii și rezistența LDR. Deci LDR este folosit ca senzor de lumină. Acum, întrebarea ce vine în minte, cum să măsurați rezistența care în schimb poate fi folosită pentru a calcula intensitatea luminii. După cum știți, placa Arduino UNO R3 are șase canale de conversie analogic-digitală. Toate convertoarele analogic-digitale pot măsura numai tensiunea. Aceste canale nu pot măsura direct rezistența. Dar rezistența poate fi măsurată indirect prin transformarea ei în formă de tensiune. Acest lucru este numit condiționarea semnalului. Un resistor de 10 Kohm este folosit în serie cu LDR prin sursa de 5 volți. Acest circuit este folosit pentru a converti rezistența în formă de tensiune. Tensiunea măsurată pe LDR poate fi măsurată cu ajutorul convertorului analogic-digital al lui Arduino. Această tensiune măsurată poate fi convertită înapoi în rezistență utilizând formula divizării tensiunii.

• • Jumper Wires

  • Placă de testare

Cablarea circuitului stației meteorologice:

În această secțiune, vom discuta schema de conectare a acestui proiect și vom arăta o diagramă completă a circuitului.

• 1. Conectați pin 1 și pin 3 al LM35 cu pin 5V și respectiv pin GND de la Arduino.

  2. Conectați pin 2 al LM35 cu pin analogic A1 al lui Arduino.

  3. Conectați un rezistor de 10k între pin 2 și pin 3 al LM35. (nu este prezentat în diagramă).

  4. Conectați un pin al LDR cu 5V de pe Arduino.

  5. Conectați al doilea pin al LDR cu pin A0 al lui Arduino.

  6. Conectați de asemenea un rezistor de 10k între al doilea pin al LDR și masă.

Acest lucru completează circuitul nostru pentru măsurarea temperaturii și a intensității luminii.

VI LabVIEW pentru stația meteo:

• 1. Porniți LabVIEW.

  2. Creați Blank VI pentru stația meteo ca și în Tutorial 1.

  3. Accesați panoul "Diagrama bloc" din LabVIEW

  4. Faceți clic dreapta pe spațiul alb. Mergeți la "Arduino" și selectați "init". Aceasta va adăuga inițializările plăcii Arduino.

5. Aduceți cursorul oriunde în panoul LabVIEW "Diagrama bloc" și plasați "Init".

6. Prima intrare este "VISA resource". Este portul serial pe care îl folosiți pentru interfața Adruino. Îl puteți găsi în "device manager" al computerului dvs. sub "ports (COM & LPT) ...". Asigurați-vă că placa Arduino este conectată la calculator, altfel nu va fi afișată. În cazul meu este COM4.

7. Aduceți cursorul pe prima intrare a "Init" până când apare "VISA resource". Faceți clic dreapta pe ea. Mergeți la "create" și selectați "constant". Deoarece va fi o valoare constantă a portului, care va fi folosită întotdeauna pentru comunicarea serială.

8. Dați clic pe săgeată și va afișa opțiunea disponibilă. În cazul meu, este "COM4". Selectați una potrivită după verificarea de la device manager, așa cum este menționat mai sus, altfel nu va lucra.

9. A doua intrare este "Baud Rate". Creați-o la fel de constantă ca cea făcută pentru "VISA resource". Faceți clic dreapta pe "Baud Rate" apoi pe "create" și apoi pe "constant".

10. A treia intrare este "Board Type", a patra este "Bytes per packet" și a cincea este “Connection type”, făcându-le și pe ele constante.

11. Faceți clic pe spațiul alb din LabVIEW "Diagramă bloc" și urmați "Structure → selectați While loop".

12. Așezați două "analogue read pin" după cum urmează, unul câte unul.

13. Rezultatul este după cum urmează.

14. Legați diagrama după cum urmează.

15. Creați "Control" pentru parametrul de intrare "Analogue input pin" al ambelor blocuri "Analogue Read Pin" după cum urmează.

16. Acest pas are ca rezultat.

17. Faceți clic dreapta pe zona albă. Mergeți la "numeric" și găsiți "divide".

18. În mod similar, găsiți "multiply" și plasați-l și legați după cum urmează. Creați "constantele" indicate.

19. În mod similar, creați "multiply" și "constant" așa cum este indicat.

20. Mergeți la panoul frontal și găsiți "thermometer" așa cum se arată în diagrama bloc a LabVIEW.

21. De asemenea, găsiți "slide" când am găsit termometrul. Așezați-le pe panoul frontal pe rând.

22. Legați "Slide" și "thermometer" așa cum se arată în diagrama bloc a LabVIEW.

23. Creați blocul "Close" după cum urmează în diagrama bloc a LabVIEW.

24. Legați așa cum se arată în diagrama bloc a LabVIEW.

Aceasta ne completează VI-ul.

Acum vom încărca programul la Arduino și îl vom rula din LabVIEW așa cum este indicat în tutorialele anterioare.

25. Acum, porniți Arduino IDE.

26. Faceți clic pe "File" apoi pe "Open" și urmăriți după cum se arată. Treceți prin toate aceste dosare din "Computer" și deschideți fișierul LIFA_BASE Arduino.

27. Încărcați programul deschis în Arduino IDE folosind butonul săgeată din partea de sus a IDE-ului Arduino.

28. După încărcare, închideți IDE Arduino. Este foarte important să închideți IDE Arduino deoarece atât LabVIEW, cât și Arduino folosesc COM4. Dacă nu este închis, LabVIEW nu va putea comunica și LabVIEW se va bloca.

29. Du-te la panoul frontal. Scrie "0" în caseta LDR și "1" în caseta Temperature. Acestea indică pinii arduino la care sunt conectați LDR și LM35 în timp real.

30. Rulați programul pentru stația meteo în meniul toolbar al LabVIEW. Starea stației meteo complete este la fel ca cea de mai jos la rularea programului.

Veți vedea indicațiile de temperatură și intensitate a luminii pe panoul stației meteorologice care este panoul frontal al LabVIEW. Când schimbăm temperatura în lumea reală, pe panoul LabVIEW se afișează termometrul și, de asemenea, când se schimbă intensitatea luminii, este indicat și pe panoul frontal al LabVIEW.