PixelMeteo (ულტრა დაბალი სიმძლავრის პროგნოზის მონიტორი): 6 ნაბიჯი (სურათებით)

2024 ავტორი: John Day | [email protected]. ბოლოს შეცვლილი: 2024-01-30 10:20

IOT არის მაგარი რამ, რადგან გაძლევთ საშუალებას დაუკავშიროთ ყველაფერი ინტერნეტს და გააკონტროლოთ იგი დისტანციურად, მაგრამ არის ერთი რამ, რაც ძალიან მაგარია და მიმაგრებულია… მაგრამ არის კიდევ ერთი რამ, ადამიანების უმეტესობას არ უყვარს მავთულები, მაგრამ მათ არ უყვართ არ მომწონს ბატარეის უჯრედების შეცვლა, ასე რომ გასაოცარია, თუ ის წლების განმავლობაში იმუშავებს ბატარეის შეცვლის გარეშე. ამ იდეებით დაიბადა ეს პროექტი.

დაწყებამდე, თუ მოგწონთ ეს პროექტი, გთხოვთ გაითვალისწინოთ ხმის მიცემა ამ პროექტზე უკაბელო და LED კონკურსზე, რომელსაც მე ვაფასებ

ეს პროექტი არის ამინდის მონიტორი, რომელიც აჩვენებს ამინდის პროგნოზს მომდევნო საათში რეტრო პიქსელიანი ანიმაციით და შეიძლება მუშაობდეს 3 წლამდე (თითქმის თეორიულად). ეს მოწყობილობა მუშაობს ESP8266– ით და უკავშირდება Accuweather– ს (რაც ამინდის პროგნოზის ვებ – გვერდია), რათა მიიღოთ ამინდი იმ ადგილას, სადაც თქვენ აირჩევთ პიქსელის რეტრო ანიმაციის ჩვენებას ამინდსა და ტემპერატურას. მარცხენა მხარის რიცხვია ათეული და მარჯვენა მხარის ნომერი არის ტემპერატურის მნიშვნელობის ერთეულები. ინფორმაციის ჩვენების შემდეგ ის გამორთულია თავად ენერგიის დაზოგვისთვის.

ასე რომ დროა დავიწყოთ!

ნაბიჯი 1: რა გჭირდებათ?

ყველა კომპონენტი ადვილად მოიძებნება eBay– ში ან ჩინურ ვებ – გვერდზე, როგორიცაა Aliexpress ან Bangood. კომპონენტების უმეტეს ნაწილში დავამატე ბმული პროდუქტზე. ზოგიერთი კომპონენტი, როგორიცაა რეზისტორები, იყიდება პაკეტებში, ასე რომ, თუ არ გსურთ ამდენი რეზისტორი, რეკომენდებულია ადგილობრივ მაღაზიაში ყიდვა.

ინსტრუმენტები

• 3D პრინტერი.
• FTDI USB to TTL პროგრამისტი
• Solder

კომპონენტები

• WS2812 61 ბიტიანი ბეჭედი: 13 €
• ESP8266-01: 2.75 €
• 2x 2N2222A: 0.04 € (ნებისმიერი მსგავსი NPN ტრანზიტორი იმუშავებს)
• BC547 ან 2N3906: 0.25 € (ნებისმიერი მსგავსი PNP ტრანზისტორი იმუშავებს და შესაძლოა უფრო იაფი იპოვოთ ადგილობრივ მაღაზიაში)
• 3X 220 Ohm რეზისტორი: ეს შეიძლება იყოს დაახლოებით 0.1 € ბმული არის რეზისტორის ნაკრებისთვის.
• გაბურღული PCB 40x60 მმ: 1.10 € (თქვენ გჭირდებათ მხოლოდ 40x30 მმ).
• 1 კონდენსატორი 470uF/10V
• მავთულები
• 3 AAA უჯრედი

ნაბიჯი 2: ელექტრული წრე და როგორ მუშაობს

იმის საჩვენებლად, თუ როგორ მუშაობს ეს, მე დავამატე ორი ფოტო, პირველი არის პროტობორდის ხედი Fritzing- ში (ასევე ავტვირთავ ფაილს) და მეორე სქემატურია Eagle– ში, ასევე PCB დიზაინით. მიუხედავად იმისა, რომ აქვს რამდენიმე "ანალოგიური" კომპონენტი, საკმაოდ მარტივი წრეა.

ამ მიკროსქემის მოქმედებაა: როდესაც თქვენ დააჭირეთ ღილაკს, NPN და PNP ტრანზისტორების წრეს, მიირთვით ESP8266 და LEDS. ამ ტიპის წრეს ეძახიან "შეყვანის ღილაკს", თქვენ შეგიძლიათ ნახოთ ამგვარი მიკროსქემის მშვენიერი ახსნა აქ ან აქ. როდესაც ყველაფერი დამთავრდება (ნაჩვენებია ანიმაცია), მიკროკონტროლერი აძლევს ტრანზისტორის ფუძეს მაღალ მდგომარეობას და ისინი გამორთავს წრეს. ამიტომაც ის აკავშირებს მეორე NPN ტრანზიტორის ბაზას მიწასთან.

ამ სქემის გამოყენების მიზეზი არის ის, რომ ჩვენ გვსურს მინიმალური მოხმარება გვქონდეს და ამ კონფიგურაციით ჩვენ შეგვიძლია მივაღწიოთ დაახლოებით 0.75 µA- ს, როდესაც გამორთულია, რაც მეტ -ნაკლებად … არაფერი. ეს მიმდინარე მოხმარება არის იმის გამო, რომ ტრანზისტორს აქვს გაჟონვის დენი.

თუ არ გინდა ცოტა თეორია გადადი შემდეგ სტრიქონზე:

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

მე არ მინდა ასე ღრმად შევიდე თეორიაში, მაგრამ მე ვფიქრობ, რომ კარგია ვიცოდეთ როგორ გამოვთვალოთ რამდენად ავტონომიას შეიძლება ჰქონდეს მსგავსი მოწყობილობა. ასე რომ, ცოტა თეორია.

IOT მოწყობილობებში ბატარეის უზარმაზარი სიცოცხლე არის მოწყობილობის 50%, ასე რომ არსებობს გზა ავტონომიის წლების მისაღწევად: ჩართეთ მხოლოდ საჭიროებისამებრ და ძალიან ცოტა ხნით და ტაიმერი ან სენსორი გადაწყვეტს როდის ჩართოს ისევ მე მგონი ნათელია მაგალითით.

ტყეში ტენიანობის სენსორის გამოსახვა, რომელიც ასახავს ტენიანობის დონეს ტყის ზონაში და ეს ზონა საკმაოდ მკვეთრია, ასე რომ თქვენ გჭირდებათ ისეთი რამ, რაც შეიძლება წლების განმავლობაში იმუშაოს ადამიანის ურთიერთქმედების გარეშე და ის უნდა იყოს 30 წამი (რაც დრო, რომელიც საჭიროებს ინფორმაციის გაზომვას და გაგზავნას) ყოველ 12 საათში. ასე რომ, სქემატური იქნება: ტაიმერი, რომელიც გამორთულია 12 საათის განმავლობაში და 30 წამში, ტაიმერის გამომუშავებით, უკავშირდება მიკროკონტროლერის მიწოდებას. ეს ტაიმერი ყოველთვის ჩართულია, მაგრამ მას აქვს ნანოამპერების მოხმარება.

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

თეორიის დასასრული

მას შემდეგ რაც ვნახეთ ეს მაგალითი, ჩვენ დავინახეთ, რომ ეს საკმაოდ ჰგავს ამ პროექტს მხოლოდ იმ განსხვავებით, როდესაც ჩვენ გადავწყვიტეთ შვებულების დრო. ასე რომ, ბატარეის ხანგრძლივობის გამოსათვლელად, ჩვენ უნდა გამოვიყენოთ სურათზე მიმაგრებული ფორმულა და ეს არის მნიშვნელობები:

• იონი: დენი, რომელიც მოიხმარს ჩართვისას (ამ შემთხვევაში დამოკიდებულია ამინდზე, რადგან თითოეულ ანიმაციას აქვს მოხმარება, რომელიც შეიძლება 20mA– დან 180mA– მდე და a– მდე გაიზარდოს)
• ტონი: დრო, როდესაც ის დასრულდა. (ამ შემთხვევაში ყოველი ჩართვისას მოწყობილობა იქნება 15 წამის განმავლობაში)
• Ioff: მიმდინარე მოხმარება როდესაც გამორთულია.
• ტოფი: დასვენების დრო. (ეს არის მთელი დღე (წამებში) 15 წამზე ნაკლები, თუ მხოლოდ ერთხელ ჩავრთავთ).
• ბატარეის ტევადობა. (ამ შემთხვევაში 3 AAA უჯრედი სერიაში 1500 mAh სიმძლავრით).

ბატარეის ხანგრძლივობა დამოკიდებულია დღეების რაოდენობასა და ამინდზე, რადგან როდესაც ღრუბლიან ამინდში დენი გადის დაახლოებით 180 mA, მაგრამ როცა წვიმს ან თოვს მხოლოდ 50 mA.

საბოლოოდ ამ პროექტში ჩვენ შეგვიძლია მივაღწიოთ 2.6 წელს ამ ღირებულებების ფორმულის გამოყენებას:

• ბატარეის მოცულობა: 1000 mAh.
• იონი: 250mA (ყველაზე ცუდი შემთხვევა-> მზიანი ღრუბელი)
• Ioff: 0.75uA
• ტონა: 15 სეგი (ჩართეთ მხოლოდ ერთხელ დღეში)
• შესვენება: 24 საათით ნაკლები 15 წთ.

ბოლო ფოტო არის დასრულებული PCB, მაგრამ თქვენ ასევე შეგიძლიათ მარტივად გააკეთოთ გაბურღული PCB, რაც უკეთესია, თუ არ იცით როგორ გააკეთოთ კუპერის PCB.

ნაბიჯი 3: როგორ მუშაობს კოდი?

ეს პროექტი მუშაობს ESP8266-01 და Arduino IDE

დავამატე ვიდეო ყველა ანიმაციით და შემთხვევის გამოყენებით. ვიდეოს ხარისხი არ არის საუკეთესო, რადგან ოდნავ ძნელი იყო სინათლის მოძრაობაზე ჩაწერა. როდესაც შენი თვალით ხედავ, ის ბევრად უკეთ გამოიყურება.

კოდი სრულად არის დოკუმენტირებული, ასე რომ თქვენ შეგიძლიათ ნახოთ ყველა დეტალი, მაგრამ მე ვაპირებ აგიხსნათ, თუ როგორ მუშაობს იგი "სქემატურად" და რა არის საჭირო მისი სწორად მუშაობისთვის.

ამ პროგრამული უზრუნველყოფის სამუშაო ნაკადი არის:

1. უკავშირდება თქვენს Wi-Fi ქსელს. ამასობაში მას აერთებს ანიმაცია LED- ებში.
2. შექმენით http კლიენტი და დაუკავშირდით Accuweather Web- ს.
3. გაუგზავნეთ JSON მიიღეთ მოთხოვნა Accuweather– ს. ეს ძირითადად ითხოვს ვებს პროგნოზს მომდევნო საათში. დამატებითი მონაცემები: ეს ძალიან საინტერესოა მრავალი პროექტისათვის, რადგან ამ საშუალებით თქვენ იღებთ მონაცემებს თქვენი ადგილობრივი ავტობუსიდან, მიწისქვეშეთიდან, მატარებლიდან… ან საფონდო ღირებულებიდან. ამ მონაცემებით თქვენ შეგიძლიათ გააკეთოთ ის, რაც გსურთ, მაგალითად, ჩართეთ ზარი, როდესაც თქვენი ავტობუსი ჩამოდის ან მარაგის ღირებულება დაიკლებს.
4. მას შემდეგ რაც ჩვენ ვიღებთ ინფორმაციას ინტერნეტიდან, საჭიროა ინფორმაციის "გაყოფა" და შენახვა ცვლადში. ამ ეტაპზე გამოყენებული ცვლადებია: ტემპერატურა და ხატი ინტერნეტში პროგნოზის საჩვენებლად.
5. მას შემდეგ, რაც ჩვენ გვექნება ტემპერატურა, აუცილებელია გარდაიქმნას led- ის რაოდენობა, რომელიც უნდა იყოს ჩართული და რომელი ფერის გამოყენებაა საჭირო. თუ ტემპერატურა 0ºC– ზე მაღალია, ფერი ნარინჯისფერია, მეორე შემთხვევაში კი ლურჯი.
6. ICON ცვლადის მნიშვნელობიდან გამომდინარე, ჩვენ ვირჩევთ რომელი ანიმაცია ჯდება.
7. საბოლოოდ 5 წამის შემდეგ მოწყობილობა თავად გამორთულია.

მას შემდეგ რაც ჩვენ ვიცით როგორ მუშაობს, საჭიროა კოდში გარკვეული მონაცემების ჩაწერა, მაგრამ ეს საკმაოდ ადვილია. თანდართულ ფოტოში ხედავთ რომელი მონაცემები უნდა შეცვალოთ და რომელ სტრიქონში

პირველი ნაბიჯი: აუცილებელია მიიღოთ Acuweather– ის Api Key გადადით ამ ვებ – გვერდზე და დარეგისტრირდით–> API Acuweather

მეორე ნაბიჯი: შესვლისთანავე გადადით ამ საიტზე და მიყევით ამ ნაბიჯებს. თქვენ უნდა მიიღოთ უფასო ლიცენზია და შექმნათ ნებისმიერი პროგრამა, გსურთ მხოლოდ API გასაღები.

მესამე ნაბიჯი: ადგილმდებარეობის მისაღებად საჭიროა მხოლოდ მოძებნოთ ქალაქი, რომელიც გსურთ Accuweather– ში, ხოლო მათ დაინახონ URL და დააკოპიროთ რიცხვი, რომელიც თამამია მაგალითში:

www.accuweather.com/es/es/Estepona/301893/weather-forecast/301893 (ეს რიცხვი სპეციფიკურია თითოეული ქალაქისთვის)

საბოლოო ნაბიჯი: გააცანით თქვენი Wi-Fi მონაცემები და ატვირთეთ კოდი მიკროკონტროლერში.

ნაბიჯი 4: დანართის დაბეჭდვა

ნაწილების დასაბეჭდად გამოვიყენე ეს პარამეტრები კურაში:

ზედა და ქვედა ნაწილები:

-0.1 მმ თითო ფენაზე.

-60 მმ/წმ.

-მხარდაჭერის გარეშე.

შუა ნაწილი:

-0.2 მმ თითო ფენაზე

-600 მმ/წმ

-5%-ის მხარდაჭერა.

ყველა ნაწილი უნდა იყოს ორიენტირებული როგორც თანდართულ ფოტოზე

ნაბიჯი 5: შეაერთეთ ყველაფერი

პირველი პრიზი უკაბელო კონკურსში