Айдың фазалық сымсыз трекері: 6 қадам (суреттермен)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Соңғы өзгертілген: 2024-01-30 10:26

Ай фазалық трекері-бұл Ай туралы маңызды ақпаратты жинауға мүмкіндік беретін шағын, жартылай портативті құрылғы. Құрылғы көрінетін жарықтандыру, фаза, айдың шығуы, орнатылған уақыт және тағы басқалар сияқты параметрлерді хабарлайды.

Бұл құрылғы ғылымға немесе астрономияға қызығушылық танытатын және жұмыс үстелінің керемет безендірілуін қамтамасыз ететін кез келген адам үшін өте қажет және, әрине, әңгіме бастаушысы.

Жоба өте қарапайым және ESP32 сияқты интернетке қосылған құрылғыны қажет етеді, бірақ сіз әрқашан WiFi қалқаны, Ethernet қалқаны немесе Интернетке қосылған кез келген басқа құрылғымен жұмыс істеу үшін кодты бейімдей аласыз. Lunar Phase Tracker литий-полимерлі аккумуляторлармен жұмыс істеуге арналған және өте қуатты E-сия дисплейі, ол керемет экранды қамтамасыз етіп қана қоймайды, сонымен қатар қуат өшіп қалса да соңғы суретті сақтайды!

1 -қадам: Астрономия туралы ақпаратқа тіркелу

Бұл қадам өте маңызды (скучно болса да), өйткені біз ақпаратты жинау үшін онлайн -API қолданамыз. Айдың фазаларын, жарықтандыруды және т. Біз қолданатын API тірі ауа райы станциясы мен бақылау жүйесінен жаңартылған ақпаратты ұсынады, сондықтан біз алатын деректер есептелген мәндер емес, нақты әлем нәтижелері болып табылады.

Ауа райы метрополитеніне өтіңіз, «тіркелу» түймесін басып, барлық ақпаратты толтырыңыз. Есептік жазба мүлдем тегін және сіз минутына тым көп нәтиже сұрамасаңыз немесе күніне 500 сұраудан асып кетпесеңіз, сіздің API қоңыраулары да тегін болады. Бұл бетке бетбелгі қойғаныңызға көз жеткізіңіз, сіз әрқашан кейінірек оралып, ауа райы статистикасы мен басқа да керемет ақпарат үшін API қолдана аласыз. Сіз өзіңіздің есептік жазбаңызды жасағаннан кейін, API сайтына кіріп, «сатып алу кілтін» нұқыңыз және ақысыз жоспарды таңдаңыз, сіз жай ғана бірнеше мәліметтерді енгізуіңіз керек, сонда сіз кілт идентификаторын өзгертетін боласыз. Бұл жеке куәлік жеке болып табылады және жеке сақталуы керек. Мен өз кілтімді Arduino кодының мысалында келтірдім, оны біз кейінірек қарастырамыз. Сіз менің кілт идентификаторымды тестілеу үшін пайдалануға рұқсат етпедіңіз, бірақ мен жеке куәлікке тіркелуді ұсынамын.

Сізде бірегей идентификатор болғаннан кейін сіз Astronomy API ақпаратына жүгіне аласыз, ол өте ашық. Сіз келесідей қарапайым мысалды таба аласыз:

api.wunderground.com/api/8c6dc2e5c6f36de9/a…

Бұл URL өте маңызды, өйткені бұл біздің жобаны жасауға қажетті барлық ақпаратты береді. Жалғастырыңыз, сілтемені басыңыз, сіз Сиднейдің ай фазасы, жарықтандыру және басқа жақсы ақпарат сияқты нәтижелерін көресіз. URL -ге қараңыз, біз Сиднейді, Австралияны және «8c6dcwe …» деп басталатын ұзын кодты көреміз. Бұл код - біз бұрын алған сіздің негізгі идентификаторыңыз. Бұл кодты бірегей идентификаторыңызбен өзгертіңіз және оның қалай жұмыс істейтінін көріңіз, дәл сол нәтижені алуыңыз керек. Орналасқан жерлермен ойнауға тырысыңыз. Оңтүстік Африкада өзім үшін Йоханнесбург пен З. А.

2 -қадам: компоненттер

Сонымен, енді қызықты нәрселерге келіңіз. Бізге бірнеше компоненттер қажет болады, олардың көпшілігі жоқ және олардың ешқайсысы өте қымбат емес, мен Amazon компоненттеріне сілтеме жасадым. Есіңізде болсын, егер сіз бағдарламалауды жақсы білсеңіз, кез келген дисплейді немесе интернет -құрылғыны қолданыңыз. Құрылыс үшін мен келесі әрекеттерді қолдандым:

Waveshare E-Ink SPI 4.2 «SPI дисплейі

• ESP32 Dev тақтасы (жалпы)
• Adafruit Power Boost 500
• 5000 мАч липо батарея жиынтығы
• Жолақ тақтасы (протокол тақтасы)

Сізге негізгі құралдар қажет болады, мысалы:

• Пісіру темірі
• Дәнекер
• Мультиметр
• Штангенциркульдер
• Протобондағы жолдарды бөлу үшін бұрғылау
• Сым
• Wipe Snips
• Желім (ыстық желім жұмыс істейді)
• Arduino IDE орнатылған ноутбук

Сізге қажет болуы мүмкін жалғыз құрал - бұл қоршауды жасау үшін 3D принтері. Егер сізде жоқ болса, бұл жақсы, қоршауды ағаштан және қол араларынан немесе қолда бар нәрседен жасаңыз. Иә, менің 3D принтерім ескі және шаңды.

3 -қадам: компьютерлік бағдарламалық қамтамасыз ету

Схема мен бағдарламалау бойынша жұмысты бастамас бұрын, бізге ең алдымен Arduino IDE -нің соңғы нұсқасы қажет, оны мұнда табуға болады.

Біз ESP32 -ді Arduino ядросымен қолданатындықтан, бұл ядроны Arduino IDE -ге орнату қажет болады. Github -тың осы қарапайым нұсқаулығын орындаңыз, ол сізге Arduino IDE -де ESP32 әзірлеуші тақтасын пайдалану үшін сізге қандай бағдарламалық қамтамасыз ету мен конфигурация қажет екенін көрсетеді.

Біздің жүйенің жұмыс істеуі үшін бізге қосымша екі кітапхана қажет болады. Біріншісі - Arduino JSON кітапханасы, ол бізге JSON сұрауларын оқуға және талдауға мүмкіндік береді, бұл біз метеорологиялық метродан аламыз. Сіз бұл екі кітапхананы менің жеке Dropbox -тан немесе төменнен жүктей аласыз. Файлдар болғаннан кейін оларды шығарып алып, Arduino кітапхана қалтасына қойыңыз. Ол әдетте C: / Users / YOUR_NAME / Documents / Arduino / кітапханаларында орналасқан. IDE -ді қайта қосқаныңызға көз жеткізіңіз, әйтпесе Arduino жаңа қосымшаларды қабылдамайды. Негізгі Arduino SRC коды да осы қалтада. Кітапханада Waveshare дисплейлерінен алынған үлгінің өзгертілген нұсқасы да бар. Файлдар өздерінің GPIO -ларымен ESP32 модулінде жұмыс істеуге өзгертілді және мен айдың әр түрлі фазаларына арналған барлық суреттерді қамтитын жаңа «қаріпті» енгіздім.

4 -қадам: Цикл

Жарайды, бұл схема өте қарапайым және тек бірнеше компоненттер мен сымдарды қажет етеді.

Жалпы идея - бізде Lipo зарядтау тізбегі, 5В күшейткіш түрлендіргіші, содан кейін кернеуді 3,3В дейін төмендететін ESP32 Dev жинағы бар. Бұл 3.3V Waveshare E-Ink дисплейі үшін де қолданылады. Иә, бұл сәл тиімсіз, себебі күшейту, содан кейін сызықтық реттегішпен басу, бірақ ESP32 өте қорқынышты кернеу диапазонында жұмыс істейді. 2,5 - 3,6 В шамасында. Бұл аккумуляторлық жобалар үшін жарамсыз, әсіресе литий полимерлі ұяшықтарды қолданатындар үшін.

Негізгі сымдар келесідей:

• ESP32 Dev жинағындағы Vin & GND 5V түрлендіргішін күшейтіңіз
• ESP32 3.3V 3.3V & GND сиялы дисплей
• ESP32 PIN 18 CLK электрондық сия дисплейі
• ESP32 PIN 23 DIN/MOSI электрондық сия дисплейі
• ESP32 PIN 5 CS/SS электрондық сия дисплейі
• ESP32 PIN 32 DC электрондық сия дисплейі
• ESP32 PIN 33 RST электрондық сия дисплейі
• ESP32 PIN34 BUSY электронды сия дисплейі

Сіз сымдардың өте қарапайым екенін көре аласыз, ал менің DIY тақталарымның құрылысына шамамен 15 минут қажет болды. Қуат бермес бұрын мультиметрмен қысқа тұйықталуды тексеріңіз.

Мен сондай -ақ ұйқы режимінде шамамен 40 мА қуатты үнемдеу үшін ESP32 және Lipo күшейту тақтасынан светодиодтарды алып тастадым. Бұл батареялардың ұзақ қызмет етуіне көмектеседі. Егер сіз қаласаңыз, қуат қосқышы, қуатты үнемдеу схемасы, автоматты ажырату және т. Сіз бұл жобаны кеңейтіп, оны қалағаныңызша күрделі ете аласыз.

5 -қадам: Кодекс

Кодты 3 -қадамда берілген қалтадан табуға болады немесе.ino файлын төменнен жүктеуге болады. Барлығы бірге жұмыс жасау үшін 3 -қадамда айтылғандай байланысты кітапханаларды орнату қажет болады. Бұл қадам үшін көп нәрсе айтуға болмайды, себебі код жұмыс күйінде жеткізіледі. Бағдарламаны тексермес бұрын SSID мен желі құпия сөзін енгізгеніңізге көз жеткізіңіз, сіз әрқашан ESP32 WiFi сканерлеуді іске қосуға болады, бірақ менің бағдарламамда желі туралы ақпарат тек код пен кодта орнатылады. Мүмкін сіз оны қандай желіге қосылғыңыз келетінін сұрау үшін өзгерте аласыз:)

Код өте қарапайым, мен оны бірнеше апта ішінде түсініктеме беруге және нақтылауға уақыт бөлемін. Біз негізінен желіге қосыламыз, менің жағдайда үй желісі. Содан кейін біз метеорологиялық қызметке қосылуға және веб -беттен JSON мәтінін алуға тырысамыз. Содан кейін шығару үшін ArduinoJSON кітапханасы қолданылады. немесе JSON кодын пайдаланушыға көрсетпес бұрын мәндерді басқаруға мүмкіндік беретін char массивтеріне немесе жолдарына талдаңыз. Кодтың соңғы биті GUI бағдарламалауға арналған және сынақ және қате арқылы жасалған. Мен дисплейге қарадым, активтердің позициясын ұлғайттым немесе кеміттім және қаріп өлшемі, орналасуы мен суреттер қалай көрінетініне риза болғанша кодты қайта жүгірттім.

Мен қуатты үнемдеу үшін ESP32 үшін терең ұйқы режимін енгіздім. Әдепкі - 60 секунд, бірақ мен сізге мәнді бір -екі сағатқа өзгертуді ұсынамын, себебі жаңартулар кем дегенде бірнеше сағат бойы болмайды. Мысал секундтарды қабылдайды, сондықтан түрлендірулерді дұрыс орындағаныңызға көз жеткізіңіз.

Мен жаңа қаріпке арналған он алтылық массивтерді құру үшін Dot Factory бағдарламасын қолдандым. Бұл қаріп ай фазаларының «суреттерін» жасау үшін қолданылады. Егер сіз қаріп файлын өңдегіңіз келсе, онда жоғарыда аталған бағдарламаны ұрпақ үшін қолданғаныңызға көз жеткізіңіз. Бұл сәл түсініксіз, өйткені E-Ink кітапханасы жақсы құжатталмаған және менің жетістігімнің көп бөлігі сынақ пен қателіктің арқасында болды. Мен осы кодпен көбірек уақыт өткізгенде, мен өзімнің нәтижелерім туралы қосымша ақпарат беру үшін нұсқаулықты жаңартамын.

Ай фазалары үшін қолданылатын қаріп ASCII стандартты схемасына сәйкес жасалуы керек. Егер сіз EPD-master қалтасында font24 ашсаңыз, онда 1-график ақ бос орынмен анықталатын орналасуды көре аласыз, екіншісі-«!» (леп белгісі) және т.б. Сіз байланысты қаріпті 3 -ші кодты немесе хэштег белгісін пайдаланып кодтың соңғы битінде (getLunarChar функциясы) тартып алатынымды көресіз. Себебі, Arduino ASCII стандартын 32 -ден 127 -ге дейін күтеді. Біз нақты қаріптерге қатысы жоқ қаріптерді қолданамыз, керісінше ай фазасының графикалық матрицасы, біз ASCII таңбасы айдың таңдалған фазалық кескініне сілтеме жасауын қамтамасыз етуіміз керек. Бұл дегеніміз,! белгісі, біздің ай фазасының қаріпі бізге осы тізімдегі екінші ай фазасының графигін көрсетеді. Егер сіз ай фазасының қаріпіне қарасаңыз, онда сіз жарықтандыру деңгейлері әр түрлі ай фазаларын көресіз. Болашақта мен енгізген барлық графиканы қолдану үшін қосымша код қосамын. Қазіргі уақытта біз тек кейбірін қолданамыз, бірақ графика айдың шрифтінде енгізілген және оны пайдалану үшін кодта енгізу қажет.

6 -қадам: Қорытынды жиналыс

Құрылыстың соңғы бөлігі және ең қанағаттанарлық - бұл құрастыру процесі. Мен тақтаға сәйкес келетін корпусты 3D етіп басып шығардым. Жоба өте DIY, кәсіби ПХД немесе бірыңғай стандартты орналасуы жоқ. Мен пайдаланатын қораптың көп бөлігі кез келген липо зарядтағышты немесе күшейткіш түрлендіргішті орналастыру үшін жеткілікті үлкен. Егер олар осы Нұсқаулықта көрсетілген негізгі функцияларды қамтамасыз етсе, онда сіз жақсы болуыңыз керек.

Мен корпустың үстіңгі және астыңғы жартысын бір -біріне бекіту үшін 4 бұранданы және өз қолыммен жасалған схеманы орнатуға арналған ыстық желімді қолдандым. Мен батареяны ұстау үшін желімнің кішкене тамшыларын қолдандым, бірақ егер менде көбірек уақыт болса, мен барлық электроникаға арнайы кронштейн жасар едім.

Мен сондай -ақ артқы жағындағы кнопкаға тесік жасауды шештім. Бұл батареяны күшейткіш түрлендіргіштен ажыратады, бұл құрылғыны тәулік бойы жұмыс істеуді жоспарламаған жағдайда пайдалы. Өкінішке орай, күшейткіш түрлендіргіш сіздің ESP32 ұйқы режимінде болса да, қуатты қолдана береді.

Жалпы мен нәтижеге өте ризамын. Мен ESP32 қолдана отырып көп нәрсені үйрендім және болашақта оны әр түрлі жобалар үшін қолданатынымды көре аламын.

Егер сізде қандай да бір сұрақтар туындаса, сұраудан тартынбаңыз, мен көмектесуге дайынмын, егер сіз осы нұсқаулықта қателер тапсаңыз, маған хабарлаңыз.

EDIT: Мен шын мәнінде CNC машинасын 3D басып шығарылған нұсқаның орнына шағын корпуста жасадым, оны сіз суреттерде көресіз.

EDIT: Таңдаулы суреттерде біз 99% жарықтандырылған толық айды көреміз. Демек, ақ шеңбер, ай өзінің әдеттегі кезеңдерінен өткен сайын, айдың бейнесі сәйкесінше өзгереді. Қосымша суреттер жүктеледі, өйткені ай өзінің фазаларында өтеді, осылайша сіз графиканың көрінісін ала аласыз.

Ғарыштық сайыста екінші орын