უკაბელო მთვარის ფაზის ტრეკერი: 6 ნაბიჯი (სურათებით)

2024 ავტორი: John Day | [email protected]. ბოლოს შეცვლილი: 2024-01-30 10:19

მთვარის ფაზის ტრეკერი არის პატარა, ნახევრად პორტატული მოწყობილობა, რომელიც საშუალებას გაძლევთ შეაგროვოთ კრიტიკული ინფორმაცია მთვარის შესახებ. მოწყობილობა ანგარიშობს პარამეტრებს, როგორიცაა ხილული განათება, ფაზა, მთვარის ამოსვლის და ჩასვლის დრო და სხვა.

ეს მოწყობილობა აუცილებელია ყველასთვის, ვინც დაინტერესებულია მეცნიერებით ან ასტრონომიით და უზრუნველყოფს ოფისის მშვენიერ დეკორაციას და, რა თქმა უნდა, საუბრის დამწყები.

პროექტი საკმაოდ მარტივია და მოითხოვს ინტერნეტთან დაკავშირებულ მოწყობილობას, როგორიცაა ESP32, თუმცა თქვენ ყოველთვის შეგიძლიათ შეცვალოთ კოდი WiFi ფარის, Ethernet ფარის ან სხვა ინტერნეტთან დაკავშირებული ნებისმიერი მოწყობილობის მუშაობისთვის. მთვარის ფაზის ტრეკერი შექმნილია ლითიუმ-პოლიმერული ბატარეების გამოსაყენებლად და ელექტროენერგიის მდგრადი ენერგოეფექტური ეკრანისთვის, რომელიც არა მხოლოდ შესანიშნავ სანახავად იძლევა ეკრანზე, არამედ ინახავს ბოლო სურათს მაშინაც კი, როდესაც დენი გამორთულია!

ნაბიჯი 1: ასტრონომიის ინფორმაციის რეგისტრაცია

ეს ნაბიჯი აბსოლუტურად აუცილებელია (თუმცა მოსაწყენი), რადგან ჩვენ ვიყენებთ ონლაინ API- ს ჩვენი ინფორმაციის შესაგროვებლად. მიუხედავად იმისა, რომ შესაძლებელია გამოვთვალოთ მთვარის ფაზები, განათება და ა. შ., ამის გაკეთება დამღლელი ამოცანაა. API, რომელსაც ჩვენ ვიყენებთ, გვაწვდის უახლეს ინფორმაციას ცოცხალი ამინდის სადგურიდან და მონიტორინგის სისტემებიდან, ასე რომ მონაცემები, რომელსაც ჩვენ ვიღებთ, არის რეალური სამყაროს შედეგები და არა გამოთვლილი მნიშვნელობების.

გადადით ამინდის მეტროში, დააწკაპუნეთ "დარეგისტრირდით" და შეავსეთ ყველა თქვენი ინფორმაცია. ანგარიში სრულიად უფასოა, ისევე როგორც თქვენი API ზარები, სანამ არ მოითხოვთ ძალიან ბევრ შედეგს წუთში ან აღემატება 500 მოთხოვნას დღეში. დარწმუნდით, რომ მონიშნავთ ამ გვერდს, ყოველთვის შეგიძლიათ მოგვიანებით დაბრუნდეთ და გამოიყენოთ API ამინდის სტატისტიკისა და სხვა შესანიშნავი ინფორმაციისათვის. მას შემდეგ რაც შექმნით თქვენს ანგარიშს, გადადით API– ის საიტზე, დააწკაპუნეთ „ყიდვის გასაღებზე“და შეარჩიეთ უფასო გეგმა, თქვენ უბრალოდ უნდა შეიყვანოთ რამდენიმე დეტალი და თქვენ შეგექმნებათ პრობლემა დევლოპერის გასაღების ID– სთან დაკავშირებით. ეს პირადობის მოწმობა უნიკალურია თქვენთვის და უნდა იყოს კონფიდენციალური. მე მივუთითე ჩემი გასაღები Arduino კოდის მაგალითში, რომელსაც ჩვენ ცოტა მოგვიანებით შევხედავთ. თქვენ მეტისმეტად მისასალმებელია გამოიყენოთ ჩემი ძირითადი პირადობის მოწმობა სატესტო მიზნებისთვის, მაგრამ მე გირჩევთ დარეგისტრირდეთ საკუთარ თავზე.

მას შემდეგ რაც თქვენი უნიკალური პირადობის მოწმობა გექნებათ, შეგიძლიათ გადადით ასტრონომიის API ინფორმაციაზე, რომელიც გულწრფელად არის ძალიან შიშველი. თქვენ ნახავთ მარტივ მაგალითს, რომელიც ასე გამოიყურება:

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

ეს URL ძალიან მნიშვნელოვანია, რადგან ეს არის ის, რაც გვაძლევს ყველა იმ ინფორმაციას, რაც გვჭირდება ჩვენი პროექტის შესაქმნელად. წადით წინ, დააწკაპუნეთ ბმულზე, თქვენ დაინახავთ სიდნეის შედეგებს, როგორიცაა მთვარის ფაზა, განათება და სხვა კარგი ინფორმაცია. გადახედეთ URL– ს, ჩვენ ვნახავთ სიდნეის, ავსტრალიას და გრძელ კოდს, რომელიც იწყება „8c6dcwe…“- ით. ეს კოდი არის თქვენი ძირითადი პირადობის მოწმობა, რომელიც ჩვენ ადრე ავიღეთ. შეცვალეთ ეს კოდი თქვენი უნიკალური პირადობის მოწმობით და ნახეთ როგორ მუშაობს, თქვენ ზუსტად იგივე შედეგი უნდა მიიღოთ. სცადეთ თამაში ლოკაციებით. ჩემს თავს სამხრეთ აფრიკაში, ვიყენებ იოჰანესბურგს და ზ.ა.

ნაბიჯი 2: კომპონენტები

ახლა რაც შეეხება საინტერესო ნივთებს. ჩვენ დაგვჭირდება რამდენიმე კომპონენტი, არც ისე ბევრი და არცერთი მათგანი არ არის ძალიან ძვირი და მე მივაწოდე ამაზონის ბმულები ჩემს მიერ გამოყენებულ კომპონენტებს. დაიმახსოვრეთ, თუ პროგრამირებით კარგად ხართ დაკავებული, თავისუფლად გამოიყენეთ ნებისმიერი ხელმისაწვდომი ეკრანი ან ინტერნეტ მოწყობილობა. ჩემი მშენებლობისთვის გამოვიყენე შემდეგი:

Waveshare E-Ink SPI 4.2 "SPI ჩვენება

• ESP32 Dev Board (ზოგადი)
• Adafruit Power Boost 500
• 5000 mAh Lipo ბატარეის პაკეტი
• Stripboard (Protoboard)

თქვენ აუცილებლად დაგჭირდებათ ძირითადი ინსტრუმენტები, როგორიცაა:

• გასაყიდი რკინა
• Solder
• მულტიმეტრი
• კალიბრები
• გაბურღეთ ბილიკები პროტობორდზე
• მავთული
• ონლაინ თამაში Wire Snips
• წებო (ცხელი წებო იმუშავებს)
• ლეპტოპი დაყენებულია Arduino IDE– ით

ერთადერთი მოწინავე ინსტრუმენტი, რომელიც შეიძლება დაგჭირდეთ არის 3D პრინტერი, რომ გააკეთოთ შიგთავსი. თუ თქვენ არ გაქვთ ეს, კარგია, გააკეთეთ თქვენი შიგთავსი ხისგან და ხელის ხერხებიდან ან ნებისმიერი სხვა რამ, რაც გაქვთ. დიახ, ჩემი 3D პრინტერი არის ძველი და მტვრიანი lol.

ნაბიჯი 3: კომპიუტერული პროგრამული უზრუნველყოფა

სანამ ჩვენ დავიწყებთ მუშაობას სქემასა და პროგრამირებაზე, ჩვენ პირველ რიგში დაგვჭირდება Arduino IDE- ის უახლესი ვერსია, რომელიც შეგიძლიათ ნახოთ აქ.

ვინაიდან ჩვენ ვიყენებთ ESP32– ს Arduino ბირთვით, ჩვენ დაგვჭირდება ამ ბირთვის დაყენება Arduino IDE– ზე. მიჰყევით ამ მარტივ სახელმძღვანელოს Github– დან, რომელიც გიჩვენებთ რა პროგრამული უზრუნველყოფა და კონფიგურაცია დაგჭირდებათ იმისათვის, რომ გამოიყენოთ თქვენი ESP32 dev board Arduino IDE– ში.

ჩვენ ასევე დაგვჭირდება ორი დამატებითი ბიბლიოთეკა ჩვენი სისტემის მუშაობისთვის. პირველი არის Arduino JSON ბიბლიოთეკა, რომელიც საშუალებას გვაძლევს წავიკითხოთ და გავაანალიზოთ JSON მოთხოვნები, რასაც ჩვენ ვიღებთ ამინდის Underground– დან. თქვენ შეგიძლიათ გადმოწეროთ ეს ორი ბიბლიოთეკა ჩემი პირადი Dropbox– დან ან ქვემოთ. მას შემდეგ რაც ფაილები გაქვთ, ამოიღეთ ისინი და განათავსეთ თქვენს Arduino ბიბლიოთეკის საქაღალდეში. ის ჩვეულებრივ მდებარეობს C: / Users / YOUR_NAME / Documents / Arduino / ბიბლიოთეკები. დარწმუნდით, რომ გადატვირთეთ თქვენი IDE, წინააღმდეგ შემთხვევაში Arduino არ აიღებს ახალ დამატებებს. მთავარი Arduino SRC კოდი ასევე არის ამ საქაღალდეში. ბიბლიოთეკა ასევე შეიცავს Waveshare მონიტორებიდან მოწოდებული ნიმუშის შეცვლილ ვერსიას. ფაილები შეიცვალა ESP32 მოდულის გასაშვებად მათი GPIO– ებით და მე განვახორციელე ახალი „შრიფტი“, რომელიც შეიცავს მთვარის სხვადასხვა ფაზის ყველა სურათს.

ნაბიჯი 4: წრე

კარგი, ამის სქემა ძალიან მარტივია და მხოლოდ რამდენიმე კომპონენტს და მავთულს მოითხოვს.

ზოგადი იდეა ისაა, რომ ჩვენ გვაქვს Lipo დამტენი ჩართვა, გამაძლიერებელი გადამყვანი, რომელიც მოგვცემს 5 ვ და შემდეგ ESP32 Dev Kit, რომელიც ძაბვას 3.3 ვ -მდე ამცირებს. ეს 3.3V ასევე გამოიყენება Waveshare E-Ink ჩვენებისთვის. დიახ, ეს ოდნავ არაეფექტურია ხაზოვანი მარეგულირებლის დაყენების შემდეგ, მაგრამ ESP32 მუშაობს ძალიან საშინელ ძაბვის დიაპაზონში. სადღაც 2.5 - 3.6 ვ. ეს არ არის შესაფერისი ბატარეის პროექტებისთვის, განსაკუთრებით ისეთებისთვის, რომლებიც იყენებენ ლითიუმის პოლიმერულ უჯრედებს.

ძირითადი გაყვანილობა შემდეგია:

• გაზარდეთ კონვერტორი 5V გამომავალი Vin & GND ESP32 Dev Kit- ზე
• ESP32 3.3V 3.3V და GND ელექტრონული მელნის ჩვენება
• ESP32 PIN 18 CLK ელექტრონული მელნის ჩვენება
• ESP32 PIN 23 DIN/MOSI ელექტრონული მელნის ჩვენება
• ESP32 PIN 5 CS/SS E- მელნის ჩვენება
• ESP32 PIN 32 DC E- მელნის ჩვენება
• ESP32 PIN 33 RST E- მელნის ჩვენება
• ESP32 PIN34 BUSY ელექტრონული მელნის ჩვენება

თქვენ ხედავთ, რომ გაყვანილობა ძალიან მარტივია და ჩემი წვრილმანი დაფები მხოლოდ 15 წუთი დასჭირდა მშენებლობას. დარწმუნდით, რომ შეამოწმეთ მოკლე ჩართვა მულტიმეტრით დენის მიწოდებამდე.

მე ასევე ამოვიღე LED- ები ჩემი ESP32 და Lipo გამაძლიერებელი დაფიდან, რათა დაზოგო დაახლოებით 40mA ენერგია ძილის რეჟიმში. ეს დაეხმარება ბატარეებს ცოტა მეტხანს გაძლოს. თქვენ შეგიძლიათ განახორციელოთ დენის გადამრთველი, ენერგიის დაზოგვის წრე, ავტომატური გათიშვა და ა. თქვენ შეგიძლიათ გააფართოვოთ ეს პროექტი და გახადოთ ის რაც შეიძლება რთული.

ნაბიჯი 5: კოდი

კოდი შეგიძლიათ იხილოთ მიწოდებულ საქაღალდეში მე –3 საფეხურის განმავლობაში ან შეგიძლიათ ჩამოტვირთოთ.ino ფაილი ქვემოდან. თქვენ დაგჭირდებათ შესაბამისი ბიბლიოთეკების დაყენება, როგორც მე –3 ნაბიჯშია ნახსენები, რომ ყველაფერი ერთად იმუშაოს. ამ ნაბიჯისათვის ბევრი არაფერია სათქმელი, რადგან კოდი მოწოდებულია სამუშაო მდგომარეობაში. დარწმუნდით, რომ ჩაწერეთ თქვენი SSID და ქსელის პაროლი პროგრამის შემოწმებამდე, თქვენ ყოველთვის შეგიძლიათ გაუშვათ ESP32 WiFi სკანირება ნებისმიერი უახლოესი უკაბელო ქსელის გამოსავლენად, თუმცა ჩემს პროგრამაში ქსელის ინფორმაცია მითითებულია მხოლოდ კოდსა და კოდში. იქნებ შეგიძლია შეცვალო და ჰკითხო რა ქსელთან გინდა დაკავშირება:)

კოდი საკმაოდ მარტივია და მე უთუოდ რამდენიმე კვირაში გავატარებ კომენტარებსა და დახვეწას. ჩვენ ძირითადად ვუკავშირდებით ქსელს, ჩემს შემთხვევაში, ჩემს სახლის ქსელს. შემდეგ ჩვენ ვცდილობთ დავუკავშირდეთ ამინდის მეტროს და მივიღოთ JSON ტექსტი ვებ გვერდიდან. ArduinoJSON ბიბლიოთეკა გამოიყენება ამონაწერისთვის. ან გაანალიზეთ, JSON კოდი char მასივებში ან სტრიქონებში, რაც საშუალებას გვაძლევს ვიმუშაოთ მნიშვნელობებით მომხმარებლისთვის ჩვენებამდე. კოდის ბოლო ნაწილი მკაცრად არის GUI პროგრამირებისათვის და გაკეთებულია საცდელი და შეცდომით. მე შევხედე ეკრანს, გავზარდე ან დავიკელი აქტივების პოზიცია და დავიწყე კოდი ისევ მანამ, სანამ არ ვიქნები კმაყოფილი, როგორ გამოიყურებოდა შრიფტის ზომა, განლაგება და სურათები.

ენერგიის დაზოგვისთვის მე განვახორციელე ESP32– ის ღრმა ძილის რეჟიმი. ნაგულისხმევი არის 60 წამი, მაგრამ მე გირჩევთ შეცვალოთ მნიშვნელობა დაახლოებით ერთი ან ორი საათის განმავლობაში, რადგან განახლებები არ ხდება მინიმუმ რამდენიმე საათის განმავლობაში. მაგალითი იღებს წამებს, ასე რომ დარწმუნდით, რომ თქვენ სწორად აკეთებთ გარდაქმნებს.

მე ასევე გამოვიყენე The Dot Factory პროგრამა ახალი შრიფტისთვის ექვსკუთხა მასივების შესაქმნელად. ეს შრიფტი გამოიყენება მთვარის ფაზებისთვის "სურათების" შესაქმნელად. თუ გსურთ შრიფტების ფაილის რედაქტირება, დარწმუნდით, რომ იყენებთ ზემოაღნიშნულ პროგრამას თაობისთვის. ეს ცოტა დამაბნეველია, რადგან E-Ink ბიბლიოთეკა არ არის კარგად დოკუმენტირებული და ჩემი წარმატების უმეტესობა განსაცდელისა და შეცდომის დამსახურებაა. როდესაც მე უფრო მეტ დროს ვატარებ ამ კოდთან, მე განვაახლებ Instructable– ს, რათა მეტი ინფორმაცია მივაწოდო ჩემს დასკვნებს.

მთვარის ფაზებისთვის გამოყენებული შრიფტი უნდა გაკეთდეს სტანდარტული ASCII განლაგების მიხედვით. თუ თქვენ გახსნით font24- ს EPD-master საქაღალდეში, შეგიძლიათ ნახოთ განლაგება, სადაც პირველი გრაფიკა იდენტიფიცირებულია თეთრი სივრცით, მეორე არის "!" (ძახილის ნიშანი) და ასე შემდეგ. თქვენ დაინახავთ, რომ მე ვიღებ ასოცირებულ შრიფტს ნომრის 3 ან ჰეშტაგის სიმბოლოს კოდის ბოლო ნაწილში (ფუნქცია getLunarChar). ეს იმიტომ ხდება, რომ არდუინო ელოდება ASCII სტანდარტს 32 – დან 127 – მდე. ვინაიდან ჩვენ ვიყენებთ შრიფტებს, რომლებსაც საერთო არაფერი აქვთ რეალურ შრიფტებთან და უფრო ზუსტად მთვარის ფაზის გრაფიკულ მატრიცასთან, ჩვენ უნდა უზრუნველვყოთ, რომ ASCII სიმბოლო მიუთითებს ჩვენს მიერ არჩეულ მთვარის ფაზის სურათზე. ეს ნიშნავს, რომ გამოყენებით! ნიშანი, ჩვენი მთვარის ფაზის შრიფტი გვიჩვენებს მეორე მთვარის ფაზის გრაფიკას ამ სიაში. თუ გადახედავთ მთვარის ფაზის შრიფტს, დაინახავთ მთვარის ფაზას, ყველა განსხვავებული განათების დონით. მომავალში მე დავამატებ მეტ კოდს, რათა გამოვიყენოთ ყველა გრაფიკა, რომელიც ჩვენ განვახორციელეთ. ამ დროისთვის ჩვენ მხოლოდ რამოდენიმეს ვიყენებთ, თუმცა გრაფიკა უკვე მთვარის ფაზის შრიფტით არის შესრულებული და უბრალოდ უნდა გამოვიყენოთ კოდში, რომ გამოვიყენოთ იგი.

ნაბიჯი 6: საბოლოო შეკრება

მშენებლობის ბოლო ნაწილი და ყველაზე დამაკმაყოფილებელი არის შეკრების პროცესი. მე შევიმუშავე და 3D დაბეჭდე დანართი, რომელიც შეესაბამება ჩემს დაფას. პროექტი არის ძალიან წვრილმანი, არ არსებობს პროფესიული PCB ან ერთი სტანდარტული განლაგება. უმეტესწილად, ყუთი, რომელსაც მე ვიყენებ, საკმარისად დიდია იმისათვის, რომ ნებისმიერი ლიპო დამტენი ან გამაძლიერებელი გადამყვანი გამოიყენოს. სანამ ისინი უზრუნველყოფენ იმავე ძირითად ფუნქციურობას, რომელიც მითითებულია ამ ინსტრუქციაში, მაშინ კარგად უნდა იყოთ.

მე გამოვიყენე 4 ხრახნი, რომ შევინახო შიგთავსის ზედა და ქვედა ნახევარი და ცხელი წებო ჩემი წვრილმანი სქემის დასამაგრებლად. მე გამოვიყენე წებოს ძალიან მცირე წვეთები ბატარეის შესანახად, მაგრამ მეტი დრო რომ მქონდეს, მე გავაკეთებდი სპეციალურ სამაგრს ყველა ელექტრონიკისთვის.

მე ასევე გადავწყვიტე, რომ გამეკეთებინა ხვრელი უკანა მხარეს შესაჭერ ღილაკზე. ეს გათიშავს ბატარეას გამაძლიერებელი კონვერტორიდან, რაც სასარგებლოა იმ შემთხვევაში, თუ არ გეგმავთ მოწყობილობის მუშაობას 24/7. სამწუხაროდ, გამაძლიერებელი კონვერტორი კვლავ იყენებს ენერგიას მაშინაც კი, თუ თქვენი ESP32 ღრმა ძილის რეჟიმშია.

საერთო ჯამში ძალიან კმაყოფილი ვარ შედეგით. ESP32– ის გამოყენებისას ბევრი ვისწავლე და მომავალში ვხედავ, რომ ვიყენებ მას სხვადასხვა პროექტებისთვის.

თუ თქვენ გაქვთ რაიმე შეკითხვა, თავისუფლად მკითხეთ, მე მზად ვიქნები დაგეხმაროთ და თუკი რაიმე შეცდომას აღმოაჩენთ ამ ინსტრუქციებში, გთხოვთ შემატყობინოთ.

რედაქტირება: მე ნამდვილად გავაკეთე CNC მანქანა პატარა კოლოფი 3D ბეჭდვის ვერსიის ნაცვლად, რასაც ხედავთ გამორჩეულ სურათებში.

რედაქტირება: გამორჩეულ სურათებში ჩვენ ვხედავთ სავსე მთვარეს 99% განათებით. აქედან გამომდინარე, თეთრი წრე, როდესაც მთვარე გადის თავის ტიპურ ფაზებს, მთვარის სურათიც შესაბამისად შეიცვლება. შემდგომი სურათები აიტვირთება, როდესაც მთვარე გადადის მის ფაზებში, ასე რომ თქვენ შეგიძლიათ მიიღოთ გრაფიკული გამოსახულება.

მეორე ადგილი კოსმოსურ გამოწვევაში