PixelMeteo (UltraLow Power Forecast Monitor): 6 qadam (rasmlar bilan)

2024 Muallif: John Day | [email protected]. Oxirgi o'zgartirilgan: 2024-01-30 13:28

IOT - bu ajoyib narsa, chunki siz hamma narsani Internetga ulashingiz va uni masofadan boshqarishingiz mumkin, lekin bir narsa borki, u juda zo'r va chiroqli … Lekin yana bir narsa borki, ko'pchilik simlarni yoqtirmaydi, lekin ular yoqmaydi. Batareya xujayralarini o'zgartirishni yoqtirmayman, shuning uchun u batareyani o'zgartirmasdan yillar davomida ishlasa yaxshi bo'lardi. Ushbu g'oyalar bilan ushbu loyiha tug'ildi.

Ishni boshlashdan oldin, agar sizga ushbu loyiha yoqsa, iltimos, ushbu loyihani SINSIZ VA LED konkursida ovoz bering

Bu loyiha ob -havo monitoridir, u retro pikselli animatsiya yordamida keyingi soat uchun ob -havo ma'lumotlarini ko'rsatadi va 3 yilgacha ishlashi mumkin (deyarli nazariy). Bu qurilma ESP8266 bilan ishlaydi va Accuweather (ob -havo ma'lumotlari tarmog'i) ga ulanadi, siz tanlagan joyda ob -havo ma'lumotlarini ob -havo va harorat bilan pikselli retro animatsiyani ko'rsatib beradi. Chapdagi raqam o'nlab, o'ngdagi raqam esa harorat qiymatining birliklari. Ma'lumotni ko'rsatgandan so'ng, energiya tejash uchun o'zi o'chadi.

Shunday qilib, boshlash vaqti keldi!

1 -qadam: Sizga nima kerak?

Barcha tarkibiy qismlarni eBay -da yoki Aliexpress yoki Bangood kabi ba'zi Xitoy veb -saytlarida topish oson. Aksariyat komponentlar nomida men mahsulotga havola biriktirdim. Rezistorlar kabi ba'zi komponentalar paketlarda sotiladi, shuning uchun agar siz ko'p rezistorni xohlamasangiz, mahalliy do'konda sotib olish tavsiya etiladi.

Asboblar

• 3D printer.
• FTDI USB - TTL dasturchisi
• Lehim

Komponentlar

• WS2812 61Bit uzuk: 13 evro
• ESP8266-01: 2.75 evro
• 2x 2N2222A: 0,04 € (Har qanday shunga o'xshash NPN tranzitori ishlaydi)
• BC547 yoki 2N3906: 0.25 € (Har qanday shunga o'xshash PNP tranzistorlari ishlaydi va siz mahalliy do'konda arzonroq topishingiz mumkin)
• 3X 220 Ohmli rezistor: 0,1 yevro atrofida bo'lishi mumkin.
• Burg'ulash PCB 40x60mm: 1.10 € (sizga faqat 40x30mm kerak).
• 1 kondansatör 470uF/10V
• Simlar
• 3 ta AAA hujayralari

2 -qadam: Elektr davri va u qanday ishlaydi

Qanday ishlashini ko'rsatish uchun men ikkita fotosuratni biriktirdim, birinchisi - Fritzing -dagi protoboard ko'rinishi (men ham faylni yuklayman), ikkinchisi - burgutdagi sxemasi, shuningdek, tenglikni dizayni bilan. Bir nechta "o'xshash" komponentlarga ega bo'lishiga qaramay, bu juda oddiy sxema.

Ushbu sxemaning ishlashi quyidagicha: tugmachani bosganingizda, NPN va PNP tranzistorlarining sxemasi, ESP8266 va LEDlarni oziqlantiradi. Bunday sxemani "qulflash tugmasi" deb atash mumkin, siz bu erda yoki bu erda yaxshi tushuntirishni ko'rishingiz mumkin. Hamma narsa tugagach (animatsiya ko'rsatildi), mikrokontroller tranzistor bazasiga yuqori holatni beradi va ular zanjirni o'chirib qo'yadi. Shuning uchun u ikkinchi NPN tranzitorining asosini erga ulaydi.

Ushbu sxemadan foydalanishning sababi shundaki, biz minimal iste'molga ega bo'lishni xohlaymiz va bu konfiguratsiya yordamida biz 0.75 mkA ga yaqin, lekin ko'p yoki kamroq … hech narsaga erisha olmaymiz. Bu oqim iste'moli, chunki tranzistorda oqish oqimi mavjud.

Agar siz ozgina nazariyani xohlamasangiz, keyingi qatorga o'ting:

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

Men nazariya bilan chuqur shug'ullanishni xohlamayman, lekin menimcha, bunday avtonomiya qancha avtonomiyaga ega bo'lishi mumkinligini qanday hisoblashni bilish yaxshi. Shunday qilib, ozgina nazariya.

IOT qurilmalarida batareya quvvati 50% ni tashkil qiladi, shuning uchun ko'p yillik avtonomiyaga erishish mumkin: faqat kerak bo'lganda va juda oz vaqtga yoqing va taymer yoki sensor qachon yoqilishini hal qiladi. yana Menimcha, bu misol bilan aniq.

O'rmonda namlik sezgichini tasvirlash, bu o'rmon zonasida namlik darajasini ushlab turadi va bu juda keskin, shuning uchun sizga ko'p yillar davomida odamlarning o'zaro ta'sirisiz ishlashi mumkin bo'lgan narsa kerak va u 30 soniyada bo'lishi kerak. har 12 soatda ma'lumotni o'lchash va yuborish kerak bo'lgan vaqt). Shunday qilib, sxema quyidagicha bo'ladi: taymer chiqishi bilan 12 soat va 30 soniyada o'chadigan taymer mikrokontrollerning kirish manbaiga ulanadi. Bu taymer har doim yoniq, lekin u nanoamperlarni iste'mol qiladi.

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

Nazariyaning oxiri

Biz bu misolni ko'rganimizdan so'ng, biz bu loyihaga juda o'xshashligini ko'rdik, faqat farq bilan biz dam olish vaqtini aniqladik. Shunday qilib, batareyaning ishlash muddatini hisoblash uchun biz rasmda ko'rsatilgan formulani qo'llashimiz kerak va bu qiymatlar:

• Ion: yoqilganda iste'mol qilinadigan oqim (bu holda ob -havo sharoitiga bog'liq, chunki har bir animatsiya 20mA dan 180mA va a gacha)
• Ton: yoqilgan vaqt. (Bu holda, har safar ishga tushirilganda, qurilma 15 soniya yonadi)
• O'chirish: O'chirilgan paytda joriy iste'mol.
• Toff: Dam olish vaqti. (Bu faqat bir marta yoqilsa, kun bo'yi 15 soniyadan kam).
• Batareya quvvati. (Bu holda 3 ta AAA xujayrasi ketma -ketligi 1500mAh).

Batareyaning ishlash muddati kun va ob -havoga bog'liq, chunki bulutli quyoshli bo'lsa, oqim 180 mA atrofida bo'ladi, lekin yomg'ir yoki yomg'irda atigi 50 mA.

Nihoyat, ushbu loyihada biz 2,6 yil davomida bu qiymatlarni quyidagi formulaga qo'llashimiz mumkin:

• Batareya quvvati: 1000 mA / soat.
• Ion: 250mA (eng yomon holat-> Quyoshli bulut)
• Chiqish: 0,75uA
• Ton: 15 seg (kuniga faqat bir marta yoqiladi)
• Toff: 24 soat kamroq 15 soniya.

Oxirgi fotosurat - bu tayyor PCB, lekin siz burg'ulash PCB -da osongina bajarishingiz mumkin, agar siz Cooper PCB -ni qanday qilishni bilmasangiz yaxshiroqdir.

3 -qadam: Kod qanday ishlaydi?

Ushbu loyiha ESP8266-01 va Arduino IDE bilan ishlaydi

Men har bir animatsiya va kassadan foydalangan holda video biriktirdim. Videoning sifati unchalik yaxshi emas, chunki engil harakatni yozib olish biroz qiyin bo'lgan. Ko'zingiz bilan ko'rganingizda, bu yanada yaxshi ko'rinadi.

Agar kod to'liq hujjatlashtirilgan bo'lsa, siz barcha tafsilotlarni ko'rishingiz mumkin, lekin men uning "sxematik" tarzda ishlashini va to'g'ri ishlashi uchun nima kerakligini tushuntiraman.

Ushbu dasturiy ta'minotning ish tartibi:

1. Wi-Fi tarmog'ingizga ulanadi. Shu bilan birga, u LED -dagi animatsiyani ko'rsatadi.
2. Http mijozini yarating va Accuweather Web -ga ulaning.
3. Accuweather -ga JSON Get so'rovini yuboring. Bu, asosan, Internetdan bir joyda keyingi soat uchun prognozni so'rash. Qo'shimcha ma'lumotlar: Bu ko'plab loyihalar uchun juda qiziq, chunki bu bilan siz mahalliy avtobus, metro, poezd yoki qimmatli qog'ozlar haqidagi ma'lumotlarni olasiz. Va bu ma'lumotlar yordamida siz xohlagan narsani qilishingiz mumkin, masalan, avtobus kelganda yoki aksiya qiymati tushganda signal signalini yoqing.
4. Ma'lumotni Internetdan olganimizdan so'ng, uni "ajratish" va o'zgaruvchiga saqlash kerak. Hozirgi vaqtda o'zgaruvchilar: haroratni va bashoratni ko'rsatish uchun Internetdagi ikonkadan foydalaniladi.
5. Biz haroratga ega bo'lgandan so'ng, uni yoqish kerak bo'lgan chiroq soniga va qaysi rangni ishlatish kerakligini o'zgartirishimiz kerak. Agar harorat 0ºS dan yuqori bo'lsa, to'q sariq, boshqa holatda esa ko'k bo'ladi.
6. ICON o'zgaruvchisining qiymatiga qarab, biz qaysi animatsiya mos kelishini tanlaymiz.
7. Nihoyat, 5 soniyadan so'ng, qurilma o'zi o'chadi.

Biz qanday ishlashini bilganimizdan so'ng, kodga ba'zi ma'lumotlarni yozish kerak, lekin bu juda oson. Qo'shilgan fotosuratda siz qaysi ma'lumotlarni o'zgartirish kerakligini va qaysi qatorda ekanligini ko'rishingiz mumkin

Birinchi qadam: Acuweather-ning Api kalitini olish uchun ushbu veb-saytga o'ting va ro'yxatdan o'ting-> API Acuweather.

Ikkinchi qadam: tizimga kirganingizdan so'ng, ushbu saytga o'ting va quyidagi amallarni bajaring. Siz bepul litsenziyani olishingiz va har qanday APPni yaratishingiz kerak, faqat API kalitini xohlaysiz.

Uchinchi qadam: Joylashuvni olish uchun faqat Accuweather -dan kerakli shaharni qidirish kifoya qiladi va ular URLni ko'rishadi va misolda qalin harflar bilan yozilgan raqamni nusxalashadi:

www.accuweather.com/es/es/Estepona/301893/weather-forecast/301893 (Bu raqam har bir shahar uchun xosdir)

Oxirgi qadam: Wi-Fi ma'lumotlarini kiriting va kodni mikrokontrollerga yuklang.

4 -qadam: Korpusni chop etish

Qismlarni chop etish uchun men ushbu sozlamalarni Cura -da ishlatganman:

Yuqori va pastki qismlar:

Har bir qatlam uchun 0,1 mm.

-60 mm/s.

-Qo'llab -quvvatlamasdan.

O'rta qism:

Har bir qatlam uchun 0,2 mm

-600 mm/s

-5%qo'llab -quvvatlash.

Barcha qismlar rasmda ko'rsatilganidek yo'naltirilgan bo'lishi kerak

5 -qadam: Hamma narsaga qo'shilish

Simsiz aloqa tanlovining birinchi sovrini