PixelMeteo (UltraLow Power Forecast Monitor): 6 lépés (képekkel)

2024 Szerző: John Day | [email protected]. Utoljára módosítva: 2024-01-30 09:43

Az IOT jó dolog, mert lehetővé teszi, hogy mindent az internethez csatlakoztasson, és távolról vezérelje, de van egy dolog, ami szintén menő és ledek … De van még egy dolog, a legtöbb ember nem szereti a vezetékeket, de nem Nem szeretem az elemcellák cseréjét, ezért fantasztikus lenne, ha évekig üzemelne az akkumulátor cseréje nélkül. Ezekkel az ötletekkel született meg ez a projekt.

Mielőtt elkezdené, ha tetszik ez a projekt, fontolja meg a projekt szavazását a WIRELESS AND LED PÁLYÁZATON

Ez a projekt egy időjárás -figyelő, amely retro pixel animációval mutatja a következő óra időjárás -előrejelzését, és akár 3 évig is működhet (szinte elméleti). Ez az eszköz ESP8266 -mal működik, és csatlakozik az Accuweather -hez (amely egy időjárás -előrejelző web), hogy megkapja az időjárást az Ön által választott helyen, amely egy pixel retro animációt mutat az időjárással és a hőmérséklettel. A bal oldali szám a tízes, a jobb oldali szám a hőmérséklet értékének egysége. Az információ megjelenítése után kikapcsol, hogy energiát takarítson meg.

Tehát itt az ideje elkezdeni!

1. lépés: Mire van szüksége?

Minden összetevő könnyen megtalálható az eBay -en vagy néhány kínai weben, például az Aliexpressen vagy a Bangoodon. Az alkatrésznevek többségében csatoltam egy linket a termékhez. Egyes alkatrészeket, például az ellenállásokat csomagokban értékesítenek, így ha nem szeretné, hogy ennyi ellenállást vásároljon, ajánlott helyi boltban vásárolni.

Eszközök

• 3d nyomtató.
• FTDI USB -TTL programozó
• Forrasztó

Alkatrészek

• WS2812 61Bit gyűrű: 13 €
• ESP8266-01: 2,75 €
• 2x 2N2222A: 0,04 € (Bármilyen hasonló NPN tranzitor működne)
• BC547 vagy 2N3906: 0,25 € (Bármilyen hasonló PNP tranzisztor működne, és talán olcsóbban talál egy helyi boltban)
• 3X 220 Ohm ellenállás: 0,1 € körül lehet, a link egy ellenállás készlethez tartozik.
• Fúrt NYÁK 40x60mm: 1,10 € (Csak 40x30mm szükséges).
• 1 kondenzátor 470uF/10V
• Vezetékek
• 3 AAA cella

2. lépés: Az elektromos áramkör és működése

Hogy lássam, hogyan működik, két fotót mellékeltem, az első a protritábla nézet a Fritzingben (szintén feltöltöm a fájlt), a második pedig az Eagle sematikus ábrája, szintén NYÁK -tervezéssel. Annak ellenére, hogy van néhány „analóg” összetevője, egy nagyon egyszerű áramkör.

Ennek az áramkörnek a működése: Amikor megnyomja a gombot, az NPN és PNP tranzisztorok áramköre táplálja az ESP8266 -ot és a LED -eket. Ezt a fajta áramkört „reteszelőgombnak” hívják, itt vagy itt találsz egy jó magyarázatot az ilyen áramkörre. Amikor minden kész (az animációt megmutatták), a mikrokontroller magas állapotot ad a tranzisztor bázisának, és kikapcsolják az áramkört. Ezért köti össze a második NPN tranzitor alapját a földdel.

Ennek az áramkörnek az az oka, hogy a minimális fogyasztást akarjuk elérni, és ezzel a konfigurációval körülbelül 0,75 µA értéket érhetünk el kikapcsolt állapotban, ami többé -kevésbé… semmi. Ez az áramfogyasztás annak köszönhető, hogy a tranzisztor szivárgási árammal rendelkezik.

Ha nem szeretne egy kis elméletet, ugorjon a következő sorra:

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

Nem akarok olyan mélyen elmélyülni az elméletben, de azt hiszem, jó tudni, hogyan kell kiszámítani, hogy mekkora autonómiával rendelkezhet egy ilyen eszköz. Szóval egy kis elmélet.

Az IOT -eszközökben az akkumulátor 50% -át elérte az óriási akkumulátor -élettartam, így van egy módszer az éveken át tartó autonómia elérésére: csak akkor kapcsolja be, amikor szükséges és nagyon rövid ideig, és egy időzítő vagy egy érzékelő dönti el, mikor kapcsolja be újra. Szerintem egy példával egyértelmű.

Olyan páratartalom -érzékelőt képzelni egy erdőben, amely rögzíti a páratartalom szintjét az erdő egy zónájában, és az a zóna meglehetősen hirtelen, ezért szüksége van valamire, ami évekig működhet emberi beavatkozás nélkül, és 30 másodpercig kell működnie (az információ méréséhez és elküldéséhez szükséges idő) 12 óránként. Tehát a vázlat a következő lenne: A 12 órás és 30 másodperces kikapcsolt időzítő az időzítő kimenetével csatlakozik a mikrokontroller tápellátásához. Ez az időzítő mindig be van kapcsolva, de nanoamper fogyasztású.

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

Vége az elméletnek

Ha már láttuk ezt a példát, láthattuk, hogy nagyon hasonló ehhez a projekthez, csak azzal a különbséggel, hogy a szabadidőt határoztuk meg. Tehát az akkumulátor élettartamának kiszámításához a képen látható képletet kell alkalmaznunk, és ezek az értékek:

• Ion: A bekapcsolt állapotban fogyasztott áram (ebben az esetben az időjárástól függ, mert minden animáció fogyasztása 20 mA és 180 mA között lehet)
• Ton: Az idő, amikor be van kapcsolva. (Ebben az esetben minden indításkor a készülék 15 másodpercig be van kapcsolva)
• Ki: Az áramfogyasztás kikapcsolt állapotban.
• Toff: Szabadidő. (Ez egész nap (másodpercben) kevesebb, mint 15 másodperc, ha csak egyszer kapcsoljuk be).
• Az akkumulátor kapacitása. (Ebben az esetben 3 soros AAA cella, 1500mAh kapacitással).

Az akkumulátor élettartama attól függ, hogy hányszor kapcsolja be a nap folyamán, és az időjárástól, mert ha süt a nap, akkor az áramfelvétel 180 mA körül van, de ha esik vagy esik, akkor csak 50 mA.

Végül ebben a projektben 2,6 évet érhetünk el, ha ezeket az értékeket a következő képletre alkalmazzuk:

• Az akkumulátor kapacitása: 1000mAh.
• Ion: 250mA (a legrosszabb eset-> napos felhő)
• Ioff: 0,75uA
• Tonna: 15 szeg (csak naponta egyszer kapcsolja be)
• Lekapcsolás: 24 órával kevesebb, mint 15 másodperc.

Az utolsó fotó a kész NYÁK, de könnyen elvégezheti egy fúrt NYÁK -ban is, ami jobb, ha nem tudja, hogyan kell kúpos PCB -t készíteni.

3. lépés: Hogyan működik a kód?

Ez a projekt ESP8266-01 és Arduino IDE segítségével fut

Csatoltam egy videót minden animációval és tok használatával. A videó minősége nem a legjobb, mivel kissé nehéz volt rögzíteni a könnyű mozgást. Ha a szemeddel látod, sokkal jobban néz ki.

Ha a kód teljesen dokumentált, így láthatja az összes részletet, de elmagyarázom, hogyan működik "sematikusan", és mi szükséges a megfelelő működéshez.

Ennek a szoftvernek a munkafolyamata:

1. Csatlakozik a Wi-Fi hálózathoz. Eközben a csatlakoztatás animációt mutat a LED -ekben.
2. Hozzon létre egy http -ügyfelet, és csatlakozzon az Accuweather Webhez.
3. JSON kérés küldése az Accuweathernek. Ez alapvetően az interneten kéri az előrejelzést a következő órára egy helyen. Extra adatok: Ez nagyon érdekes sok projekt számára, mert ezzel a dologgal adatokat kaphat a helyi buszról, metróról, vonatról… vagy állományi értékekről. És ezekkel az adatokkal bármit megtehet, amit csak akar, például bekapcsolja a zümmögőt, amikor busza érkezik, vagy valami készletérték lecsökken.
4. Miután megkaptuk az információkat az internetről, szükség van az adatok "felosztására" és a változóba való mentésre. Az ezen a ponton használt változók a következők: hőmérséklet és az ikon használata a weben az előrejelzés megjelenítéséhez.
5. Ha megvan a hőmérséklet, akkor át kell alakítani a ledek számát, amelyeket be kell kapcsolni, és milyen színt kell használni. Ha a hőmérséklet magasabb, mint 0 Celsius fok, a szín narancssárga, a másik esetben pedig kék.
6. Az ICON változó értékétől függően kiválasztjuk, hogy melyik animáció illik hozzá.
7. Végül 5 másodperc múlva a készülék magától kikapcsol.

Ha már tudjuk, hogyan működik, néhány adatot be kell írni a kódba, de ez nagyon egyszerű. A mellékelt fotón láthatja, hogy mely adatokat kell módosítani és mely sorban vannak

Első lépés: Acuweather Api-kulcsát kell beszereznie erre a webre, és regisztrálnia-> API Acuweather

Második lépés: Miután bejelentkezett, lépjen erre az oldalra, és kövesse az alábbi lépéseket. Ingyenes licencet kell szereznie, és létre kell hoznia egy bármilyen APP -t, csak az API -kulcsot szeretné.

Harmadik lépés: A hely meghatározásához csak az Accuweather -ben keresse meg a kívánt várost, és ők látják az URL -t, és lemásolják a példában vastag betűvel szedett számot:

www.accuweather.com/es/es/Estepona/301893/weather-forecast/301893 (Ez a szám minden városra jellemző)

Utolsó lépés: Mutassa be Wi-Fi adatait, és töltse fel a kódot a mikrokontrollerbe.

4. lépés: A burkolat kinyomtatása

Az alkatrészek nyomtatásához ezeket a beállításokat használtam a Cura -ban:

Felső és alsó részek:

-0,1 mm rétegenként.

-60 mm/s.

-Támogatás nélkül.

Középső rész:

-0,2 mm rétegenként

-600 mm/s

-Támogatás 5%.

Minden alkatrészt úgy kell elhelyezni, mint a mellékelt képen

5. lépés: Csatlakozás mindenhez

Első díj a vezeték nélküli versenyen