PixelMeteo (UltraLow Power Forecast Monitor): 6 қадам (суреттермен)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Соңғы өзгертілген: 2024-01-30 10:27

IOT - бұл керемет нәрсе, себебі сіз бәрін интернетке қосуға және оны қашықтан басқаруға мүмкіндік бересіз, бірақ бір нәрсе бар, ол өте жақсы және жарықтандырылған … Бірақ тағы бір нәрсе бар, адамдардың көпшілігі сымдарды ұнатпайды, бірақ олар қосылмайды Батарея ұяшықтарын ауыстыруды ұнатпаймын, сондықтан ол батареяны ауыстырусыз ұзақ жылдар бойы жұмыс істей алса керемет болар еді. Осы идеялармен бұл жоба туды.

Бастамас бұрын, егер сізге бұл жоба ұнайтын болса, мен бұл жобаны Сымсыз және жарық диодты сайыста дауыс беруді сұраймын, мен оны бағалаймын

Бұл жоба ауа -райының мониторы, ол келесі сағатқа ауа райын ретро пиксельді анимациямен көрсетеді және 3 жылға дейін жұмыс істей алады (теориялық). Бұл құрылғы ESP8266 -мен жұмыс істейді және ауа райы мен температурасы бар пиксельді ретро -анимацияны көрсететін жерде ауа -райын алу үшін Accuweather -ге (ауа райы болжамы желісі) қосылады. Сол жақтағы нөмір - ондықтар, ал оң жақтағы сан - температураның өлшем бірліктері. Ақпаратты көрсеткеннен кейін энергияны үнемдеу үшін ол өшеді.

Сондықтан бастайтын уақыт келді!

1 -қадам: Сізге не қажет?

Барлық компоненттерді eBay -де немесе Aliexpress немесе Bangood сияқты қытайлық вебте оңай табуға болады. Компоненттер атауының көпшілігінде мен өнімге сілтеме қостым. Резистор сияқты кейбір компоненттер қаптамада сатылады, сондықтан егер сізге резистор қажет болмаса, жергілікті дүкеннен сатып алу ұсынылады.

Құралдар

• 3D принтері.
• FTDI USB - TTL бағдарламашысы
• Дәнекер

Компоненттер

• WS2812 61Bit сақина: 13 €
• ESP8266-01: 2.75 €
• 2x 2N2222A: 0.04 € (Кез келген ұқсас NPN транзисторы жұмыс істейді)
• BC547 немесе 2N3906: 0.25 € (Кез келген ұқсас PNP транзисторы жұмыс істейтін болады, және сіз оны жергілікті дүкеннен арзанырақ таба аласыз)
• 3X 220 Ом резисторы: шамамен 0,1 евро болуы мүмкін, бұл сілтеме резистор жиынтығына арналған.
• Бұрғыланған ПХД 40х60мм: 1,10 € (сізге тек 40х30мм қажет).
• 1 конденсатор 470uF/10V
• Сымдар
• 3 AAA ұяшықтары

2 -қадам: Электр тізбегі және ол қалай жұмыс істейді

Оның қалай жұмыс істейтінін көрсету үшін мен екі фотосуретті тіркедім, біріншісі - Fritzing -дегі протободы көрінісі (мен файлды жүктеймін), екіншісі - бұл PCB конструкциясы бар Eagle схемасы. Бірнеше «аналогтық» компоненттерге қарамастан, бұл өте қарапайым схема.

Бұл тізбектің жұмысы: түймені басқанда, NPN және PNP транзисторларының тізбегі ESP8266 мен жарық диодтарын береді. Мұндай схема «бекіту түймесі» деп аталады, сіз осындай схеманың жақсы түсіндірмесін көре аласыз. Барлығы аяқталғанда (анимация көрсетілді), микроконтроллер транзистордың негізіне жоғары күй береді және олар тізбекті өшіреді. Сондықтан ол екінші NPN транзисторының негізін жерге қосады.

Бұл схеманы қолданудың себебі - біз ең аз тұтынуды алғымыз келеді және осы конфигурациямен біз 0.75 мкА шамасында өшіре аламыз, бұл көп немесе аз… ештеңе. Бұл ток шығыны транзистордың ағып кету тогы болғандықтан.

Егер сіз аздап теорияны қаламасаңыз, келесі жолға өтіңіз:

---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Мен теориямен тереңірек айналысқым келмейді, бірақ менің ойымша, мұндай құрылғы қанша автономияға ие болатынын қалай есептеу керектігін білу жақсы. Сонымен, аздап теория.

IOT құрылғыларында аккумулятордың үлкен қызмет ету мерзімі - бұл құрылғының 50% -ы, сондықтан көптеген жылдар бойы дербестікке қол жеткізуге болады: қажет болған кезде ғана қосылады, және оны таймер немесе сенсор қосады. қайтадан Менің ойымша, бұл мысалмен түсінікті.

Ормандағы ылғалдылық деңгейін анықтайтын ормандағы ылғалдылық сенсорының суреті өте кенеттен, сондықтан сізге адамдардың араласусыз ұзақ жылдар бойы жұмыс істеуге болатын нәрсе қажет және ол 30 секундта болуы керек. ақпаратты өлшеу және жіберу қажет уақыт) әр 12 сағат сайын. Осылайша, схема былай болады: таймердің шығысымен 12 сағат 30 секундта өшетін таймер микроконтроллердің кіріс кірісіне қосылады. Бұл таймер үнемі қосулы, бірақ наноамперлердің тұтынуы бар.

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Теорияның соңы

Біз бұл мысалды көргеннен кейін, біз бұл жобаға өте ұқсас екенін көрдік, тек айырмашылықпен біз демалыс уақытын шештік. Батареяның қызмет ету мерзімін есептеу үшін суретте берілген формуланы қолдану керек және мына мәндерді қолдануға болады:

• Ион: Қосылған кезде тұтынылатын ток (бұл жағдайда ауа райына байланысты, себебі әр анимацияда 20 мА -дан 180 мА -ға дейін болатын тұтыну бар)
• Тон: қосылатын уақыт. (Бұл жағдайда құрылғы іске қосылған сайын 15 секунд қосылады)
• Ioff: Ағымдағы тұтыну өшірілген кезде.
• Тофф: демалыс. (Бұл тек бір рет қоссақ, күні бойы (секундпен) 15 секундтан аз).
• Батареяның сыйымдылығы. (Бұл жағдайда сыйымдылығы 1500 мАч болатын 3 ААА ұяшықтары).

Батареяның қызмет ету мерзімі күн мен ауа -райында қанша рет қосылатынына байланысты, себебі бұлтты күн ашық кезде ағынды су 180 мА шамасында болады, ал жаңбыр немесе қар жауғанда ол тек 50 мА құрайды.

Ақырында, бұл жобада біз формуланы қолдана отырып, 2,6 жылға қол жеткізе аламыз:

• Батарея сыйымдылығы: 1000 мАч.
• Ион: 250мА (ең нашар жағдай-> Шуақты бұлт)
• Шығу: 0,75uA
• Тон: 15 сегмент (күніне бір рет қосылады)
• Тофф: 24 сағаттан аз 15 секунд.

Соңғы фотосурет дайын ПХД болып табылады, бірақ сіз бұрғыланған ПХД -де де оңай жасай аласыз, егер сіз Cooper ПХД жасауды білмесеңіз жақсы.

3 -қадам: ол код қалай жұмыс істейді?

Бұл жоба ESP8266-01 және Arduino IDE көмегімен жұмыс істейді

Мен әр анимация мен регистрді қолданатын бейне тіркедім. Бейне сапасы жақсы емес, себебі жеңіл қозғалысты жазу қиынға соқты. Көзбен көргенде, ол әлдеқайда жақсы көрінеді.

Егер код толық құжатталған болса, сіз барлық мәліметтерді көре аласыз, бірақ мен оның «схемалық» түрде қалай жұмыс істейтінін және дұрыс жұмыс істеу үшін не қажет екенін түсіндіремін.

Бұл бағдарламалық қамтамасыз етудің жұмыс процесі:

1. Wi-Fi желісіне қосылады. Сонымен қатар, ол светодиодтарда анимацияны көрсетеді.
2. Http клиентін жасаңыз және Accuweather Web -ге қосылады.
3. JSON Get сұрауын Accuweather -ге жіберіңіз. Бұл негізінен ғаламтордан келесі бір сағатқа арналған болжамды сұрайды. Қосымша деректер: Бұл көптеген жобалар үшін өте қызықты, себебі сіз осының көмегімен жергілікті автобустан, метродан, пойыздан … немесе бағалы қағаздардан мәліметтер аласыз. Бұл деректермен сіз қалаған нәрсені жасай аласыз, мысалы, автобус келгенде немесе дыбыс деңгейі төмендегенде дыбыстық сигналды қосыңыз.
4. Ақпаратты желіден алғаннан кейін, ақпаратты «бөлу» және айнымалыға сақтау қажет. Бұл кезде қолданылатын айнымалылар: болжамды көрсету үшін желідегі температура мен белгішені пайдалану.
5. Бізде температура болған кезде, оны қосу керек жарықдиодты санға айналдыру қажет. Егер температура 0ºС жоғары болса, түсі сарғыш, ал басқа жағдайда көк.
6. Олар ICON айнымалы мәніне байланысты қай анимация сәйкес келетінін таңдаймыз.
7. Ақырында 5 секундтан кейін құрылғы өзі өшеді.

Біз оның қалай жұмыс істейтінін білгеннен кейін кодқа кейбір деректерді жазу қажет, бірақ бұл өте оңай. Қосылған фотода сіз қандай деректерді өзгерту керектігін және қай қатарда екенін көре аласыз

Бірінші қадам: Acuweather Api кілтін алу үшін осы вебке кіріп, тіркелу қажет-> Acuweather API.

Екінші қадам: Сіз кіргеннен кейін осы сайтқа кіріп, осы қадамдарды орындаңыз. Сізге ақысыз лицензия алу және кез келген APP жасау қажет, сізге тек API кілті қажет.

Үшінші қадам: Орналасқан жерді алу үшін Accuweather -де қаланы іздеу жеткілікті, олар URL -мекен -жайын көріп, мысалда қалың әріппен жазылған нөмірді көшіру керек:

www.accuweather.com/es/es/Estepona/301893/weather-forecast/301893 (Бұл сан әр қалаға тән)

Соңғы қадам: Wi-Fi деректерін енгізіңіз және микроконтроллерге кодты жүктеңіз.

4 -қадам: корпусты басып шығару

Бөлшектерді басып шығару үшін мен Cura -да осы параметрлерді қолдандым:

Жоғарғы және төменгі бөліктер:

Әр қабат үшін 0,1 мм.

-60 мм/с.

-Қолдаусыз.

Ортаңғы бөлім:

Әр қабат үшін 0,2 мм

-600 мм/с

-5%қолдау.

Барлық бөліктер фотода көрсетілгендей бағытталуы керек

5 -қадам: Барлығына қосылу

Сымсыз байланыс байқауының бірінші жүлдесі