Изтеглете и покажете околно данни от всеки уебсайт през Wi -Fi (индикатор за северно сияние) с NodeMcu: 6 стъпки

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последно модифициран: 2024-01-30 07:50

Моята мотивация: Виждал съм МНОГО инструкции за настройка/ използване на NodeMCU (изграден на модула ESP8266) за създаване на IoT (интернет на нещата) проекти. Въпреки това, много малко от тези уроци имаха всички подробности/ код/ диаграми, които един много начинаещ човек да следва от началото до края, и никой от тях не направи точно това, което исках.

Какво ще обхваща това ?: Това ще обхваща всичко, което трябва да знаете (и което аз не съм), включително:

1. Материали (какво използвах конкретно)
2. Arduino, NodeMcu, ESP8266, каква е разликата?

3. Първи стъпки с NodeMcu

   1. Настройване на софтуера (Arduino IDE)
   2. Осъществяване на LED мигане
   3. Опции за захранване на NodeMcu
   4. Свързване към интернет

4. Как да изтеглите данни от уебсайт

   1. „Посочване“на информацията, която искате в уебсайта
   2. Thingspeak/ Thing HTTP/ API (не се плашете, не е необходимо кодиране)
   3. Достъп до тези данни от NodeMCU

5. Показване на данните

   1. Какво използвах (как да свържа 7 -сегментен дисплей)
   2. Някои идеи/ неща, които бих направил с повече време
6. Как да се изгради кутия предполагам

ОТГОВОРНОСТ: Гледах МНОГО видеоклипове, за да науча как да направя това, и почти целият код е събран заедно от други източници и не мога да си спомня всички от тях. Основният източник на вдъхновение за нещо беше този човек, който по същество прави същото, което описвам, но открих, че пресявам това, което е неща със сензорен екран и какво не е объркващо. Смятам, че тази инструкция е по -скоро въведение в проектите за NodeMcu и нещо като IoT, а не като конкретен обект, но вдъхновението за този специфичен индикатор (Северно сияние) беше този инструктаж от 2008 г. Обичах начина, по който е описан като „беден“околната среда на човека “, показваща информация за околната среда като акции, изгледи в youtube или време без използване на телефони или други натрапчиви средства.

Стъпка 1: Материали

Ще ви трябват тези:

1. Платка NodeMcu

2. Микро USB кабел за качване на кода на дъската и захранване на крайния продукт, ако решите.

3. Светодиоди, джъмперни проводници (мъжки-мъжки, мъжки-женски) и макет за свързване на неща … това е нещо като даденост, но каквото и да искате да "изведете" (покажете или направете в зависимост от данните), ще е необходим хардуер. Ако искате да пресъздадете околната среда или да направите точно това, което направих аз, 7 -сегментният дисплей или някои светодиоди са достатъчно фини. Планът е необходим за „прототипиране“, преди всъщност да свържете неща 4 реални, и ще обясня как работят/ как са свързани нещата в съответния раздел. Ако сте просто начинаещ, просто си вземете стартов комплект arduino, тъй като в него има много малки неща (включително всичко, което използвах), плюс arduino uno за друг проект.

МОЖЕТЕ да имате нужда от:

4. Модул за захранване на чертеж (Ако искате да захранвате NodeMcu със стандартен захранващ адаптер … Не бих направил това, тъй като можете просто да го захранвате с микро USB, което е много по -удобно. Ако искате да направите вашия проект напълно безжичен, тогава, разбира се, ще ви трябва батерия, но ще разгледам това в раздела за захранване.

5. 1/4 бор за малка кутия (ако искате)

6. Някакъв фурнир, който да покрие кутията ви и/или да действа като дифузер за вашия светодиод или дисплей

7. Супер (CA) и/или лепило за дърво за закрепване на 5. и 6.

Стъпка 2: Какво е възел MCU?

Ако сте истински начинаещ в електрониката като мен, може би се чудите каква е разликата между дъската Arduino и платката NodeMcu и може би сте чували и за ESP8266 … каква е разликата между тях?!?

Това в никакъв случай не е техническо, но това е, което трябва да знаете.

Arduino има способността да чете входове от поредица от щифтове, да "прави неща", използвайки тези входове, и след това да извежда към поредица от щифтове. По същество това е малък компютър. Arduino прави МНОГО различни платки и много "щитове", които се свързват към дъските, за да правят допълнителни неща. Продуктите, които продават в момента, които се свързват с интернет, са много скъпи и нямат голяма общност, която да ги следва. Кодът се записва и качва на дъските от софтуера "Arduino IDE", който поддържа C и C ++, с добавено и друго специално форматиране. Не е нужно да знаете как да програмирате C или C ++ за програмиране, тъй като има такъв лудо изобилие от код, достъпен онлайн, но известно запознаване с програмирането (особено неща като while и for цикли, декларация на променлива и обхват и т.н.) помага да се ускори разбирането. Arduino IDE също предоставя едно място за изтегляне на необходимите библиотеки за различни дъски (повече за това по -късно при настройката на NodeMcu).

ESP8266 е изключително евтин WiFi модул, който по същество направи остарелите щитове arduino с активиран интернет (въпреки че все още виждате платки arduino, които имат вграден wifi). Общността „направи си сам“около ESP8266 е толкова огромна, че е почти единственият логичен избор за създаване на устройства с интернет. Често се използва заедно с платка arduino чрез серийни щифтове (Rx и Tx), въпреки че предполагам, че някои хора ги използват „самостоятелно“, но тъй като микрочипът е толкова малък и с него е трудно да се взаимодейства (по принцип има 6 пина: 2 за сериен (разговор с неща), 2 за захранване (заземяване и VCC) и 2 GPIO (вход за общо предназначение), плюс това работи на 3.3V и така 5V ще го унищожи), че беше бързо заменен от …

NodeMcu, който е платка за разработка с отворен код, също като Arduino, с изключение на надстройката на ESP8266. Всъщност можете да видите ESP8266, вграден в платката NodeMcu, заобиколен от снимките, които прикачих. Тази платка е перфектно приятелска за програмиране и интерфейс и по същество е сравнима с arduino nano. Той има много повече пинове и може да бъде програмиран чрез USB директно от вашия компютър, без да се налага да преминавате през друга платка. Също така, въпреки че платката технически все още работи на 3.3V логика, а не на 5V логика, тя има вградени чипове за управление на това напрежение, така че може да се захранва точно като вашето arduino, независимо дали чрез USB или чрез VCC (напрежение в) щифтове. По принцип, за всичко IoT, NodeMcu е добра, проста, единична платка за използване и е активирана WiFi … въпреки че е добър избор и за проекти без wifi. Технически езикът на NodeMcu „извън кутията“е LUA, но след еднократна настройка в Arduino IDE, ще можете да го програмирате точно както бихте направили всеки друг Arduino.

Стъпка 3: Първи стъпки с NodeMcu

Използвах следния видеоклип, за да направя първото си стартиране с NodeMcu и ако следвате точно всички негови указания, всичко трябва да работи добре.

1. Настройване на софтуера (Arduino IDE)

• Изтеглете Arduino IDE от горната връзка и изберете „просто изтегли“, ако не можете да направите дарение
• Отворете софтуера Arduino IDE
• Под File -> Preferences, Additional Boards Manager URLs, поставете следната връзка „https://arduino.esp8266.com/versions/2.5.0-beta2/package_esp8266com_index.json“
• Под Инструменти -> Табло -> Мениджър на табла (в горната част) превъртете надолу до дъното или потърсете ESP8266 и щракнете върху инсталиране
• Може да се наложи да рестартирате Arduino IDE, за да се покаже това, но сега щракнете върху Tools-> Board и изберете дъската, която имате, т.е. модула NodeMcu 1.0 ESP12-E
• Може да не се наложи да правите тази стъпка, но свържете USB към вашия компютър от вашия NodeMcu (светлините ще мигат) и отидете на Контролен панел-> Диспечер на устройствата -> Портове -> и след това направете ЗАБЕЛЕЖКА на COM порта, който е означен "Silicone Labs …" това е COM портът, който NodeMcu използва
• Върнете се в Arduino IDE и в Tools-> Port: и се уверете, че този порт е избран
• Всичко трябва да е наред, но се уверете, че под Инструменти размерът на светкавицата е 4 (не се притеснявайте за SPIFFS, каквото и да е избрано е добро) и че скоростта на качване е 115200 предполагам … NodeMcu всъщност използва скорост на предаване 9600 за предаване на информация обратно към серийния монитор (ако не знаете какво означава това, не се притеснявайте, това ще се покаже в примера), но ако в кода и след това в монитора, имате 9600, добре е.

2. Осъществяване на LED мигане

Това е като "Hello World" (т.е. бебе $ h1t) на програмиране, но ви позволява да знаете, че всичко е наред с дъската, и ще ви помогне да се запознаете с Arduino IDE. Това НЕ демонстрира WiFi възможностите на дъската (правим това в следващия пример), просто се уверява, че е свързана и може да функционира и т.н.

• Отворете arduino IDE, включете вашия NodeMcu
• Преди да предприемете каквото и да било, забележете, че има рамка за най -основния код, който можете да напишете на вашия arduino, с цикъл setup (), който се изпълнява веднъж, и друг цикъл (), който ще работи непрекъснато завинаги. Нашият окончателен код ще бъде структуриран точно така, с няколко неща, добавени по -горе, и функция, определена в долната част
• Файл-> Примери-> (в раздела NodeMcu 1.0) ESP8266-> Мигане
• Това ще отвори някакъв код в прозореца. Не се колебайте да го запазите някъде.
• В този код цикълът setup () съдържа дефиницията на вградения светодиод на платката като изход, а контурът извежда високо и ниско към този светодиод. Обърнете внимание, че за светодиода, вграден в платката (само! Това не е типичният случай), изходът "LOW" (0 волта) ще го накара да се включи, тъй като е включен по подразбиране, и "HIGH" (3.3V в този случай предполагам), е изключен
• Ако всичко е настроено правилно, както е посочено по -горе, трябва да можете да кликнете върху „Проверка“(отметката в кръга в горния ляв ъгъл), за да сте сигурни, че няма грешки (тази няма да има, тъй като не сте не го напишете, но вашият ще го направи!), и когато всичко е наред, „Качване“точно до него
• След като щракнете върху качване, ще видите неща, които се четат в черния регион в долната част, и точки/ % пълно попълване
• Не се притеснявайте, че казва, че ще заема 33% от паметта … това е основно "фиксирана" сума, заета дори от най -простия код, това, което написах, заема само допълнително 1% от пространството
• Ще видите, че светодиодът на платката започва да мига (което може би вече е направил малко), така че не се колебайте да промените количеството на хилядни от секундата (милисекунди) в частта за забавяне на скрипта. Ако това е първото ви програмиране, гледането на LED да мига с малко по-различна честота вероятно ще бъде истинска тръпка

3. Опции за захранване на NodeMcu

Не съм сигурен защо в началото не разбрах това, но кодът, който качвате на дъската, ще остане там и ще работи завинаги и винаги, щом/ докато има захранване към него. Например, след завършване на стъпка 2, ако трябва да го изключите от компютъра, след това да го включите на друго място, той ще започне да мига отново. Най -лесният начин за захранване на NodeMcu е просто да включите микро USB в него, а след това в блок за зареждане, точно както използвате за мобилния си телефон в стената (5V 1A блок или каквото и да е). Чувствайте се свободни да погледнете другите ми инструкции за информация как да захранвате нещата, полярността на DC жаковете и т.н. отколкото изобилие за тази платка и всички светодиоди, които използвате например), но напрежението трябва да бъде в много тесен диапазон, за да работи всичко правилно. На NodeMcu можете безопасно да използвате захранване с всяко напрежение от 3.3V до 20V, тъй като на платката има регулатор, който намалява това напрежение (това е хубава функция). При силата на тока преминаването е наред, тъй като платката просто ще изтегли това, от което се нуждае, но с напрежение обикновено е по -безопасно да се използват напрежения най -близо до, без да се стига под, необходимия #, така че трябва да се свърши по -малко работа/ загубата на енергия намаляване на напрежението. Ако наистина искате да използвате батерия или искате да използвате жак за постоянен ток (може би за да имате хубав дълъг кабел), щифтовете, които ще използвате, са VIN съседни заземителни щифтове.

4. Свързване към интернет

Прикачих като файл (в името на потомството, в случай че видеото изчезне) кода от видеото от youtube по -горе, но моля, преминете през връзката youtube и му дайте оглед на кода. Всъщност си струва времето, обяснява той историята на таблото, което е доста забавно.

Отворете кодовия файл arduino, наречен "Wifi_connect" и променете SSID и паролата на вашите, след което отидете

• Забележете, че над контурите има линия #include, която казва на Arduino да включи библиотека, пълна с WiFi неща за ESP8266. Това са основно куп помощни програми и неща, които са обединени заедно и ви позволяват да правите конкретни неща сравнително просто, като използвате предварително написаните неща, съдържащи се в библиотеката. Например, ако сте купили щит или допълнение към дъска, той вероятно има библиотеки, свързани с него, за да можете по -лесно да взаимодействате с него.
• Инструменти-> Сериен монитор
• Уверете се, че серийният монитор е настроен да чете на 9600. Ако не е на правилната скорост, серийният монитор ще изплюе объркана бъркотия, така че това е добър индикатор, че вашият сериен монитор не е със същата скорост, както е дефиниран серийният в кода
• Щракнете върху проверка и стартиране и гледайте серийния монитор, докато завърши … той ще ви разкаже куп подробности за връзката, ако е работила, и ще покаже, че ESP8266 в NodeMcu може да се свърже с вашата WiFi! Това не прави нищо, но ако отидете и включите тази платка някъде към стената, можете да изчакате 30 секунди и да сте доста уверени, че тя е установила връзка с интернет, което също трябва да бъде вълнуващо.
• За да се тествате, опитайте да комбинирате кода „bllink“и „wifi_connect“, за да включите вградения светодиод, или да мига, след като е свързан към интернет. Това е чудесен начин да се научите!

Ако сте направили всички горепосочени неща, поздравления! Показахте, че можете да качвате код в NodeMCU и че NodeMcu може да се свърже с вашата WiFi. Всъщност ще използваме малко по -различен метод за свързване към WiFi, като използваме библиотеката MultiWifi, а не обикновената стара Wifi библиотека, тъй като тя ви позволява лесно да добавите списък с WiFis и просто да се опитате да се свържете с каквото може.

Стъпка 4: Как да изтеглите данни от уебсайт

Данните в уебсайтовете се съхраняват по много призрачен начин. Филтрирането на това в нещата, които искате, или „анализирането“за тях е също толкова призрачно и опитът да направите това без значителни познания по HTML може да бъде обезсърчаващ … така че целта е да извлечете желаните данни от призрачното място в много чисто и щастливо място. Функционално това означава преминаване от URL адрес, който показва целия уебсайт, до URL адрес, който показва ПРОСТО единичната част от данните, която искате.

1. „Посочване“на информацията, която искате в уебсайта

Отидете на уебсайта, който ви интересува, например тук

www.timeanddate.com/worldclock/canada/edmonton

след това отидете на данните, които искате, щракнете с десния бутон върху тях и изберете „инспектиране“. Той ще отвори HTML визуализатора във вашия браузър и ще ви покаже последния клон на дървото, от който идват вашите данни. Намирам, че най-лесният браузър, който може да се използва за това, е хром, но очевидно firefox има някои разширения, които го правят по-добър … но idk имам чувството, че това е просто класическо нещо за firefox?

Там живеят данните. Понякога той има идентификационен номер, с който се позовава, понякога просто е написан правилно. И така, как да го извлечем?

2. Thingspeak/ ThingHTTP/ API (не се плашете, не е необходимо кодиране)

Дори няма да говоря за това какво представляват API и как ги правите, но можете да си ги представите като действителната връзка или предаване между вас (вашите искания) и къде са нещата, за които искате. Класическата аналогия е сервитьор в ресторант. За да извършите това без никакво кодиране, ще използвате безплатна услуга, наречена "ThingSpeak", и по -специално тяхното приложение "ThingHTTP". Просто направете акаунт и след това отидете на приложения, и начин в долната част, thinghttp, и създайте такъв.

Единственото нещо, което трябва да направите, е да копирате и поставите URL адреса на уебсайта, например датата и часа на уебсайта по -горе, и след това да превъртите надолу до последното поле „Анализиране на низ“. Това е пътят към данните, които искате.

Предполагам, че този път може да бъде даден по няколко начина, но най -простият и единствен начин, който знам, е като щракнете с десния бутон върху тази част от данните, както е описано по -горе, прегледайте я и след това щракнете с десния бутон върху маркирания ред, съответстващ на тези данни в HTML визуализатора и отидете Copy-> x path. Това е показано на приложената снимка.

След като приключите, опитайте да отидете на генерирания за вас URL адрес и вижте дали той съдържа желаните от вас данни по някакъв начин, с който поне може да се работи. Например моят казва, че температурата е "XX F" вместо броя на градусите по Целзий, но мерните единици и F в края могат лесно да се променят в кода. ИЗКЛЮЧИТЕЛНО Е ОБЩО ДА ПОЛУЧИТЕ ГРЕШКАТА, ЧЕ НЕ МОЖЕ ДА СЕ РАЗДЕЛЕ. Ако случаят е такъв, опитайте да изтриете някои от заглавките в xpath, вижте дали можете да намерите данните другаде, или се консултирайте с форум, където те може да могат да идентифицират „повредените“аспекти на вашия низ за анализ. Този метод определено НЕ работи на уебсайт, който не зарежда желаните данни в уебсайта, а вместо това (себе си) изтегля от някакъв външен източник, което изисква малко време за зареждане. Въпреки това, той трябва да работи добре за нещата като youtube неща, времето и т.н.

3. Достъп до тези данни от NodeMCU

Вече написах много, така че вижте прикачения код, който има много коментари и в момента е настроен да чете по вероятност полярно сияние за Edmonton AB, Канада (само!). Първото ощипване, което ще трябва да направите, е просто да промените URL адреса (всъщност само 16 -цифрената api ключова част от URL адреса) на вашето собствено нещоhttp.

Второто нещо, което трябва да промените, е в цикъла (), където действителната "стойност" се въвежда и съхранява като променливата "yourvalue", която е низ (текст). Може да се използва по какъвто и да е начин от там. Премахнах символа за процент, разделих 2 -те цифри на % на 2 променливи (например 14 % на 1, 4) и всяка от тях се съхраняваше като цели числа, но с няколко бързи търсения или коментари в Google тук би трябвало да можете за извличане на точно желаните числа от низ, генериран от thinghttp. Ще ви трябват числа, за да можете да правите неща като да решавате дали е голямо или малко или се дели на нещо достатъчно, за да включите или изключите нещата или да ги покажете. Останалата част от кода от тази точка нататък, включително функцията в долната част, наречена sevenseg (), се използват за показване на 2 числа.

Чувствайте се свободни да задавате въпроси относно кода или как бихте могли да извлечете или покажете видовете неща, които искате, или как бихте могли да използвате тези числа, например разделяне на спектъра на rgb LED и нанасяне на различни стойности на различни цветове.

Стъпка 5: Показване на данните

1. Какво използвах (как да свържа 7 -сегментен дисплей)

Получих приложената диаграма/ следвах окабеляването, описано от тази друга инструкция.

Окабеляването е доста просто, но ако никога не сте използвали макет, това може да обърка случващото се. По същество макетът е предназначен да направи връзките ясни и временни.

Всички описания по -долу ще бъдат във връзка с приложената диаграма: Една платка може да бъде разделена хоризонтално на 2 повторени половини, всяка с 2 отделни сегмента: хоризонтални - и + редове, удължаващи дължината на макета (използвани за захранване) и вертикални колони, които са номерирани и се състоят от 5 точки на колона, които се използват за маркиране на връзки. След това има малка празнина и тогава същите тези характеристики се удвояват от другата страна на тази въображаема разделителна линия. Всички точки в хоризонталния + ред са свързани заедно, а всички хоризонтални - редните точки са свързани заедно. Това ви позволява да включите захранването в единия край на платката и след това да можете да включите нещата на всяко място по +, за да изключите захранването, точно като дълга шина за захранване за контакти. Същото важи и за - ред, който се използва за смилане на неща. За номерираните колони всяко място в номерирана колона е свързано с другите 4 точки. Обърнете внимание, че петте точки в колона НЕ са свързани с петте срещу въображаемата линия на половината път. Планът може да бъде нарязан по дължина и няма да се прекъснат електрически връзки.

NodeMcu обхваща перфектно двете половини на макетната платка, като всеки щифт, съответстващ на захранването или входовете/изходите, има номерирана колона към себе си, така че можете да включите проводниците към останалото достъпно място и да го свържете другаде на платката. Същото важи и за 7 -сегментния дисплей, показан на диаграмата. Например, следвайте пътя на земята от дъската до 7 -сегментния дисплей в диаграмата.

1. заземен щифт от NodeMcu е включен в колона 2
2. проводник от колона 2 до хоризонтален ред за захранване -ve (обозначен с конвенционална маса)
3. от заземяващия ред (номерът на колоната е без значение, тъй като целият ред е свързан) до колона 22 чрез резистор
4. в "заземяващия" щифт на 7 -сегментния дисплей, който също е включен в колона 22

Целта на резистора в диаграмата е основно да "попие" част от излишната изходна мощност към светодиодите, което функционално работи за затъмняване на дисплея. Ще видите, че когато "1" свети срещу "8", 1 е много по -ярък, тъй като светят по -малко светодиоди. Колкото по -малко ярко пускате светодиода, толкова по -дълго ще издържи, така че резисторът е необходим. Повечето диаграми за 7 сегментни дисплеи всъщност показват, че има резистор последователно с всеки от отделните сегменти, но това изглежда работи добре. Използвах 1K ом резистор.

Бъдете много наясно кои щифтове съответстват на кой щифт на дисплея, тъй като те са картографирани в кода.

2. Някои идеи/ неща, които бих направил с повече време

Тук по същество спрях, но можехте да изберете много други неща за извеждане въз основа на стойността на вашите данни, като например:

• rgb светодиод, който променя цвета в зависимост от стойността или покрива градиент, например от зелен до червен
• пълен LED дисплей
• логическо включване/изключване над/под true/false LED, което просто се включва или изключва, за да посочи нещо
• двигател, който се върти в определено време на деня, например за вентил на поливаща система или за освобождаване на лакомство за вашето куче … Сигурен съм, че има по -ефективни начини да направите това, отколкото интерпретиране на времето чрез wifi, но това е опция!

Следващата стъпка (за която има изненадващо много повече уроци) е публикуването на данни на вашия СОБСТВЕН сървър (което може да се направи и чрез thingspeak) и след това използване на тези данни (като например за автоматизирана градина или неща за интелигентна къща).

Стъпка 6: Изграждане на кутия

Всички връзки, направени през макетната платка, могат да бъдат направени постоянни чрез запояване на проводниците директно между платката и изхода (като светодиода), или чрез използване на много по -малка макетна платка, или печатна платка, за да се направят връзки в скала, която може да се побере в вашия проект. Избрах да използвам малка платка, която се предлагаше в комплекта, който свързах, и трябваше само да запоя резистор в края на проводник … не много здрав, но функционален!

Нарязах 4 парчета бор от 1/4 "x 3,5" на 3,5 "(отстрани) и едно на 4" (отгоре), и просто ги закопчах и ги залепих, като се уверих, че всички лица са квадратни възможно най -много, така че всяко лице да е възможно най -зачервено. Преди да залепя предните или задните части, изрязах областите на дисплея и дъската, за да стърчат достатъчно, за да се видят/ включат съответно. Малката платка, която получих, имаше лепкава лента на гърба, така че да може да бъде монтирана към една от страничните стени, а 7 -сегментният дисплей може да се задържи на място, като първо се постави парчето върху опаковъчната лента, като поставите дисплея върху тази лента, и след това поръсете бакпулвера върху/във всички празнини. След това изсипах CA (супер) лепило в пролуките, които при контакт със содата за хляб моментално се втвърдиха, за да задържат дисплея на място, изравнени с предната част на предната част. Опаковъчната лента трябваше да предотврати проникването на лепило между дисплея и повърхността, с която е обърната надолу, и да я затъмни, след като изсъхне.

Залепих борови фурнир от всички страни (използвайки CA лепило, което работи по -добре от лепилото за дърво според мен) и шлайфах ръбовете надолу с всяко нанесено парче, за да изглежда равномерно/ да скрие челните фуги/ да действа като дифузер за показване като в това видео.