RELOJ DIGITAL CON SENSOR DE TEMPERATURA Y HUMEDAD
Autores: Daniel García Marín, Pablo Hortelano Romero, Fernando Peñas Jaramillo, Joan Trujillo Fernández.
Este proyecto pertenece a la práctica final de la asignatura de Diseño de Sistemas Empotrados de Tiempo Real en el curso 2022-2023.
OBJETIVOS
El objetivo de este proyecto era el diseño y programación de un reloj-termómetro digital. Como indica su nombre las funciones principales son proporcionar la fecha y la hora y con la ayuda de un botón mostrar también la temperatura y humedad actual. Como función secundaria hemos implementado un regulador automático del brillo de la pantalla mediante un LDR y en base a la luminosidad del ambiente que este capte.
La función secundaria de la luminosidad no funciona con consistencia. En futuras versiones arreglaríamos esta función y contemplaríamos añadir una funcionalidad de despertador, añadiendo un zumbador y otro botón para establecer la hora.
MATERIALES Y PRESUPUESTO
| Componente | Precio |
| Cables | Proporcionado por la URJC |
| Alargadores | Proporcionado por la URJC |
| Botón | Proporcionado por la URJC |
| Protoboard | Proporcionado por la URJC |
| Placa Arduino | Proporcionado por la URJC |
| LDR | Proporcionado por la URJC |
| Pantalla LED 8×32 | 10,49€ |
| Sensor de Temperatura DHT11 | 5,99€ |
| Reloj de Tiempo Real DS1302 | 5,29€ |
| Pila de 4’5 V (x2) | 18,50€ |
| Material de montaje (cartón, cutter, celo, cinta adhesiva PVC) | 3,73€ |
Como se puede comprobar el presupuesto total ha sido de 44€. A demás del material, como grupo hemos invertido unas 10 horas a todo el proyecto sin contar la elaboración de la memoria y los videos explicativos.
ESQUEMA DE CONEXIONES
USO
El modo de uso es muy sencillo. En primer lugar, debemos conectar el proyecto mediante la placa de Arduino a un ordenador. En ese punto en el código del programa debemos poner la fecha y la hora actual y cargamos el programa en la placa. A partir de aquí el reloj-termómetro actualizará todos sus valores de forma automática hasta que su fuente de alimentación se acabe. En tal caso se deberán conectar unas baterías nuevas y repetir el primer paso. El segundo paso simplemente consiste en pulsar el botón cuando se quiera cambiar la información que muestra la pantalla.
Problemas y Soluciones
Problemas: Algunos componentes que hemos comprador requerían de librerías especificas para su uso.
La función de adaptación de luz a la pantalla led mediante el LDR no funciona consistentemente.
Soluciones: Hemos investigado y buscado información por internet para encontrar las librerías adecuadas y también las funciones que las componen para usar los componentes.
Tras revisar el código, buscar información y revisar el cableado, no hemos encontrado el probema a la falta de consistencia de la función del brillo.
Creemos que el LDR puede estar defectuoso.
CÓDIGO ARDUINO
// librerías utilizadas:
#include <SPI.h>
#include <Adafruit_GFX.h>
#include <Max72xxPanel.h>
#include <DHT.h>
#include <EEPROM.h>
#include <DS1302.h>
DS1302 rtc(3, 4, 5);
#define DHTPIN 8 // Definimos el pin digital donde se conecta el sensor DHT11
#define DHTTYPE DHT11 // Dependiendo del tipo de sensor
DHT dht(DHTPIN, DHTTYPE); // Inicializamos el sensor DHT11
const int CS = 10; // pin cs del modulo reloj a la placa del arduino
const int numMatricesVertical = 1; // Cantidad de matices led vertical
const int numMatricesHorizontal = 4; // Cantidad de matices led
const int SensorLDR= 0; //pin LDR a a0 de placa arduino
int valorLDR=0; //inicialiazamos la variable a 0 para posteriormente asignar otro valor
Max72xxPanel matriz = Max72xxPanel(CS, numMatricesHorizontal, numMatricesVertical); // Configuración de la matriz
String mensajePanel = ".. ";
String humedad = " H=";
String stringHumedad = ".. ";
String porcentajeYTemperatura = " % T=";
String stringTemperatura = ".. ";
String temperatura = ".C";
String dia = " ..";
String mes = "..";
String anio = ".. ";
String barra = "/";
String espacio = " ";
int botonPin = 2;
int valorBoton = 0;
bool botonPulsado;
const int rapidez = 43; //Velocidad con la que el mensaje recorre la matriz
const int espacioLetras = 1; // Constante para el espacio entre las letras
const int ancho = 5 + espacioLetras; // cantitad de pixeles por cada letra escrita
byte value; // Variable de tipo byte para lectura y escritura de la memoria rom eproom del real time clock
Time t; // Variable para el tiempo
void setup() {
Serial.begin(9600);
pinMode(botonPin, INPUT);
matriz.setIntensity(0); //configuramos el brillo de las matrices led
/*configuramos la posición de las letras y número
que se mostrarán en cada una de las cuatro matrices*/
matriz.setPosition(0, 0, 0);
matriz.setPosition(1, 1, 0);
matriz.setPosition(2, 2, 0);
matriz.setPosition(3, 3, 0);
/*configuramos el tipo de rotación de las letras y número
//que se mostrarán en cada una de las cuatro matrices*/
matriz.setRotation(0, 1);
matriz.setRotation(1, 1);
matriz.setRotation(2, 1);
matriz.setRotation(3, 1);
rtc.halt(false); // Habilita el reloj
rtc.writeProtect(false); // Deshabilita protección contra escritura
value = EEPROM.read(21); //leemos de la memoria rom eproom
if (value =! 0) {
rtc.setDOW(WEDNESDAY); // configuramos del día
rtc.setTime(11, 27, 00); // configuramos de la hora
rtc.setDate(27, 04, 2023); // configuramos de la fecha
EEPROM.write(21, 1); // escribimos en la memoria rom eproom
}
dht.begin(); //Iniciamos el sensor del real time clock
}
void loop() {
valorBoton = digitalRead(botonPin);
// Verificar si el botón está pulsado
if (valorBoton == HIGH) {
botonPulsado = true;
Serial.println("Boton no pulsado");
} else {
botonPulsado = false;
Serial.println("Boton pulsado");
}
t = rtc.getTime(); //metemos el valor de la hora que conseguimos con getTime() en la variable t
valorLDR = analogRead(SensorLDR); //metemos el valor de la luminusidad en la variable valorLDR
//En caso de oscuridad la intensidad descenderá a 0 y en caso de luminusidad, la intensidad subirá a valor 15
if(valorLDR<50){
matriz.setIntensity(0);
}else{
matriz.setIntensity(15);
}
// Leemos la temperatura en grados centígrados captada por el sensor de temp-hum
int tem = dht.readTemperature();
// Leemos la humedad captada por el sensor de temp-hum
int h = dht.readHumidity();
//leemos el dia
int d = t.date;
//leemos el mes
int m =t.mon;
//leemos el año
int a = t.year;
//guardamos los valores como Strings para mostrarlos en la matriz
stringHumedad = h;
stringTemperatura = tem;
dia = d;
mes = m;
anio = a;
String tiempo=rtc.getTimeStr();
//mostramos los mensajes en forma de scroll uniendo todos los strings que queremos mostrar y dependiendo de la hora te sale un mensaje u otro
if(botonPulsado == false){
mensajePanel = humedad + stringHumedad + porcentajeYTemperatura + stringTemperatura + temperatura;
}else{
mensajePanel = tiempo+espacio+ dia +barra+ mes + barra+anio;
}
//con este for repetimos el proceso de escritura de la cadena de caracteres de manera correcta en la matriz led
for (int i = 0; i < ancho * mensajePanel.length() + matriz.width() - 1 - espacioLetras; i++) {
matriz.fillScreen(LOW);
int letra = i / ancho;
int x = (matriz.width() - 1) - i % ancho;
int y = (matriz.height() - 8) / 2; //centrar el texto de manera vertical
while (x + ancho - espacioLetras >= 0 && letra >= 0) {
if (letra < mensajePanel.length()) {
matriz.drawChar(x, y, mensajePanel[letra], HIGH, LOW, 1);
}
letra--;
x = x - ancho;
}
matriz.write(); //Enviamos los datos para mostrarlos en la matriz.
delay(rapidez);
}
}
```
