PixelMeteo (UltraLow Power Forecast Monitor): 6 sammu (piltidega)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2024-01-30 08:50

IOT on lahe asi, sest võimaldab teil ühendada kõik Interneti -ühendusega ja juhtida seda kaugjuhtimisega, kuid on üks asi, mis on ka lahe ja LED -id … Kuid on veel üks asi, enamikule inimestest ei meeldi juhtmed, kuid nad ei ei meeldi kumbki akuelemente vahetada, seega oleks suurepärane, kui see saaks aastaid töötada ilma akut vahetamata. Nende ideedega sündis see projekt.

Enne kui alustate, kui teile see projekt meeldib, kaaluge selle projekti hääletamist traadita ja LED -võistlusel, mida ma tänan

See projekt on ilmavaatleja, mis näitab retro -pikslianimatsiooniga järgmise tunni ilmateadet ja võib töötada kuni 3 aastat (peaaegu teoreetiliselt). See seade töötab ESP8266 -ga ja ühendub Accuweatheriga (mis on ilmateadete veeb), et saada ilm teie valitud kohas, näidates ilma ja temperatuuri pikslite retro -animatsiooni. Vasakpoolne number on kümned ja parempoolne number on temperatuuri väärtuse ühikud. Pärast teabe kuvamist lülitub ta energia säästmiseks välja.

Nii et on aeg alustada!

Samm: mida vajate?

Kõiki komponente on lihtne leida eBayst või mõnest Hiina veebist, nagu Aliexpress või Bangood. Enamikus komponentide nimedes lisasin tootele lingi. Mõned komponendid, näiteks takistid, müüakse pakenditena, nii et kui te ei soovi nii palju takisteid, on soovitatav osta kohalikus poes.

Tööriistad

• 3D printer.
• FTDI USB -TTL programmeerija
• Jootma

Komponendid

• WS2812 61Bit rõngas: 13 €
• ESP8266-01: 2,75 €
• 2x 2N2222A: 0,04 € (mis tahes sarnane NPN -muundur töötaks)
• BC547 või 2N3906: 0,25 € (mis tahes sarnane PNP -transistor töötaks ja kohalikus poes võiksite ehk odavamalt leida)
• 3X 220 oomi takisti: see võib olla umbes 0,1 €, link on takisti komplekti jaoks.
• Puuritud trükkplaat 40x60mm: 1,10 € (vajate ainult 40x30mm).
• 1 kondensaator 470uF/10V
• Juhtmed
• 3 AAA rakku

Samm 2: Elektriahel ja kuidas see töötab

Selle toimimise näitamiseks lisasin kaks fotot, esimene neist on prototabloonivaade Fritzingis (samuti laadin faili üles) ja teine on skemaatiline Eagle'is, millel on ka trükkplaadi kujundus. Vaatamata mõnele analoogsele komponendile on see üsna lihtne vooluring.

Selle vooluahela toimimine on järgmine: kui vajutate nuppu, toovad NPN- ja PNP -transistoride vooluring ESP8266 ja LED -id. Sellist vooluahelat nimetatakse "lukustusnupuks", näete kena selgitust selle ahela kohta siin või siin. Kui kõik on valmis (animatsiooni on näidatud), annab mikrokontroller transistori alusele kõrge oleku ja lülitab ahela välja. Sellepärast ühendab see teise NPN -muunduri aluse maaga.

Selle vooluahela kasutamise põhjuseks on asjaolu, et soovime minimaalset tarbimist ja selle konfiguratsiooniga suudame väljalülitatuna saavutada umbes 0,75 µA, mis on enam -vähem… mitte midagi. See voolutarve on tingitud sellest, et transistoril on lekkevool.

Kui te ei soovi natuke teooriat, minge järgmisele reale:

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

Ma ei taha teooriasse nii süvitsi minna, kuid minu arvates on hea teada, kuidas arvutada, kui palju autonoomiat selline seade omada saab. Niisiis, natuke teooriat.

IOT -seadmetes on tohutu aku kasutusaeg 50% seadmest, seega on olemas viis, kuidas saavutada aastatepikkune autonoomia: sisselülitamine toimub ainult siis, kui see on vajalik ja väga vähe aega ning taimer või andur otsustavad, millal sisse lülitada uuesti. Ma arvan, et see on näitega selge.

Niiskuseanduri kujutamine metsas, mis mõõdab niiskust metsatsoonis ja selles tsoonis, on see üsna järsk, seega vajate midagi, mis võiks töötada aastaid ilma inimeste suhtluseta ja see peaks olema 30 sekundit (mis see on info mõõtmiseks ja saatmiseks kuluv aeg) iga 12 tunni järel. Niisiis, skeem oleks järgmine: taimer, mis on välja lülitatud 12 tundi ja 30 sekundit koos taimeriga, ühendatakse mikrokontrolleri toitesisendiga. See taimer on alati sisse lülitatud, kuid see tarbib nanoampeere.

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

Teooria lõpp

Kui oleme seda näidet näinud, nägime, et see on selle projektiga üsna sarnane ainult selle erinevusega, et otsustasime vaba aja. Seega peame aku eluea arvutamiseks kasutama pildil olevat valemit ja neid väärtusi tuleb kasutada:

• Ioon: vool, mis tarbib sisselülitamisel (sel juhul sõltub ilmast, sest iga animatsiooni tarbimine võib ulatuda 20 mA kuni 180 mA ja a)
• Ton: Aeg, mil see on sisse lülitatud. (Sel juhul on seade iga kord käivitamisel 15 sekundit sisse lülitatud)
• Ioff: praegune tarbimine, kui see on välja lülitatud.
• Toff: Aeg maha. (See on terve päev (sekundites) vähem kui 15 sekundit, kui lülitame sisse ainult ühe korra).
• Aku mahutavus. (Sel juhul 3 AAA elementi järjestikku, võimsusega 1500 mAh).

Aku eluiga sõltub päevast sisselülitamiskordade arvust ja ilmast, sest kui pilves paistab, on vooluhulk umbes 180 mA, kuid vihma või lume korral on see vaid 50 mA.

Lõpuks saame selle projektiga saavutada 2,6 aastat, rakendades need väärtused järgmisele valemile:

• Aku mahutavus: 1000 mAh.
• Ioon: 250 mA (halvimal juhul-> päikesepaisteline pilv)
• Väljund: 0,75 uA
• Ton: 15 seg (lülitage sisse ainult üks kord päevas)
• Aeg: 24 tundi vähem 15 sekundit.

Viimane foto on valmis trükkplaat, kuid seda saab hõlpsasti teha ka puuritud trükkplaadil, mis on parem, kui te ei tea, kuidas kooperi PCB -d teha.

Samm: kuidas see kood töötab?

See projekt töötab ESP8266-01 ja Arduino IDE-ga

Lisasin video iga animatsiooni ja ümbrise kasutamisega. Videokvaliteet pole just kõige parem, kuna seda oli kergelt liikuva valgusega pisut raske salvestada. Kui näed oma silmadega, näeb see palju parem välja.

Kood on täielikult dokumenteeritud, nii et näete kõiki üksikasju, kuid ma selgitan, kuidas see skemaatiliselt toimib ja mida on vaja korralikult töötada.

Selle tarkvara tööprotsess on järgmine:

1. Ühendub teie WiFi-võrguga. Selle ühendamise ajal näidatakse LEDides animatsiooni.
2. Looge http -klient ja ühendage see Accuweatheri veebiga.
3. Saada JSON -i päring Accuweatherile. Põhimõtteliselt küsib see veebist järgmise tunni prognoosi mõnes kohas. Lisaandmed: see on paljude projektide jaoks väga huvitav, sest selle asja abil saate andmeid oma kohaliku bussi, metroo, rongi… või aktsiate väärtustest. Nende andmetega saate teha kõike, mida soovite, näiteks lülitada sisse summer, kui teie buss saabub või mõni aktsia väärtus langeb.
4. Kui oleme veebist teabe kätte saanud, on see vajalik teabe jagamiseks ja muutujale salvestamiseks. Siinkohal kasutatavad muutujad on: temperatuur ja ikooni kasutamine veebis prognoosi kuvamiseks.
5. Kui temperatuur on saavutatud, on vaja muuta LED -ide arvuks, mis peaks sisse lülituma ja millist värvi on vaja kasutada. Kui temperatuur on kõrgem kui 0 ° C, on värv oranž ja teisel juhul sinine.
6. Sõltuvalt muutuja ICON väärtusest valime animatsiooni, mis sobib.
7. Lõpuks lülitub seade 5 sekundi pärast ise välja.

Kui me teame, kuidas see töötab, on vaja koodi sisestada mõned andmed, kuid see on üsna lihtne. Lisatud fotol näete, milliseid andmeid peaksite muutma ja millisel real olema

Esimene samm: Acuweatheri Api-võtme hankimine on vajalik selle veebi avamiseks ja registreerimiseks-> API Acuweather

Teine samm: kui olete sisse loginud, minge sellele saidile ja järgige neid samme. Peate hankima tasuta litsentsi ja looma mis tahes rakenduse, soovite ainult API võtit.

Kolmas samm: asukoha leidmiseks on vaja Accuweatherist otsida vaid soovitud linn ja nad näevad URL -i ning kopeerivad näites paksus kirjas oleva numbri:

www.accuweather.com/es/es/Estepona/301893/weather-forecast/301893 (see number on iga linna kohta spetsiifiline)

Viimane samm: tutvustage oma WiFi-andmeid ja laadige kood mikrokontrollerisse.

4. samm: korpuse printimine

Osade printimiseks kasutasin Curas neid seadeid:

Ülemine ja alumine osa:

-0,1 mm kihi kohta.

-60 mm/s.

-Ilma toeta.

Keskmine osa:

-0,2 mm kihi kohta

-600 mm/s

-Toetus 5%.

Kõik osad peavad olema orienteeritud nagu lisatud fotol

Samm: ühendage kõik

Juhtmeta konkursi esimene auhind