PixelMeteo (UltraLow Power Forecast Monitor): 6 стъпки (със снимки)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последно модифициран: 2024-01-30 07:54

IOT е страхотно нещо, защото ви позволява да свързвате всичко към интернет и да го контролирате дистанционно, но има едно нещо, което също е готино и са светодиоди … Но има още нещо, повечето хора не обичат кабелите, но те не не харесвам нито смяна на батерийните клетки, така че би било страхотно, ако можеше да работи с години, без да сменя батерията. С тези идеи се роди този проект.

Преди да започнете, ако този проект ви харесва, моля, помислете дали да гласувате този проект на БЕЗЖИЧНОТО И ЛЕД ЛОТОВО КОНКУРС, което ще оценя

Този проект е метеорологичен монитор, който показва прогнозата за времето за следващия час с ретро пикселна анимация и може да работи до 3 години (почти теоретично). Това устройство работи с ESP8266 и се свързва с Accuweather (което е мрежа за прогноза на времето), за да получи времето на избраното от вас място, показващо пикселна ретро анимация с времето и температурата. Номерът от лявата страна е десетките, а десният - единиците за стойността на температурата. След като покаже информацията, той се изключва, за да пести енергия.

Така че е време да започнете!

Стъпка 1: Какво ви трябва?

Всички компоненти са лесни за намиране в eBay или някаква китайска мрежа, като Aliexpress или Bangood. В по -голямата част от името на компонентите прикачих връзка към продукта. Някои компоненти като резистори се продават в опаковки, така че ако не искате толкова много резистори се препоръчва да закупите в местен магазин.

Инструменти

• 3D принтер.
• FTDI USB към TTL програмист
• Припой

Компоненти

• WS2812 61Бит пръстен: 13 €
• ESP8266-01: 2,75 €
• 2x 2N2222A: 0,04 € (Всеки подобен NPN транзитор ще работи)
• BC547 или 2N3906: 0,25 € (Всеки подобен PNP транзистор би работил и може би бихте могли да намерите по -евтин в местен магазин)
• 3X 220 Ohm резистор: Може да е около 0,1 € връзката е за комплект резистор.
• Пробита печатна платка 40x60mm: 1,10 € (Имате нужда само от 40x30mm).
• 1 кондензатор 470uF/10V
• Проводници
• 3 AAA клетки

Стъпка 2: Електрическата верига и как работи

За да покажа как работи, прикачих две снимки, първата е изгледът на протоборда във Fritzing (също качвам файла), а втората е схемата в Eagle с дизайн на печатни платки. Въпреки че има няколко „аналогични“компонента, схемата е доста проста.

Работата на тази верига е: Когато натиснете бутона, веригата на NPN и PNP транзисторите захранва ESP8266 и светодиодите. Този вид верига се нарича „Бутон за затваряне“, можете да видите хубаво обяснение за този вид верига тук или тук. Когато всичко приключи (показана му е анимацията), микроконтролерът дава високо състояние на базата на транзистора и те изключват веригата. Ето защо той свързва основата на втория NPN транзистор със земята.

Причината да използваме тази схема е, защото искаме да имаме минимална консумация и с тази конфигурация бихме могли да постигнем около 0,75 µA, когато е изключена, което повече или по -малко … нищо. Това потребление на ток се дължи на това, че транзисторът има ток на утечка.

Ако не искате малко теория, преминете към следващия ред:

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

Не искам да навлизам толкова дълбоко в теорията, но мисля, че е добре да знаем как да изчислим колко автономия може да има устройство като това. И така, малко теория.

В IOT устройствата постигнат огромен живот на батерията е 50% от устройството, така че има начин да се постигнат години автономност: Включване само когато е необходимо и за много малко време и те таймер или сензор решават кога да се включат отново. Мисля, че е ясно с пример.

Изображението на сензор за влажност в гората, което улавя нивото на влажност в зона на гората и тази зона е доста рязко, така че имате нужда от нещо, което може да работи с години без човешко взаимодействие и трябва да бъде на 30 секунди (което е времето, необходимо за измерване и изпращане на информацията) на всеки 12 часа. Така че, схемата ще бъде: Таймер, който е изключен 12 часа и на 30 секунди с изхода на таймера, се свързва към входа за захранване на микроконтролера. Този таймер винаги е включен, но консумира наноампери.

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

Край на теорията

След като видяхме този пример, можехме да видим, че той е доста подобен на този проект само с разлика, че решихме почивката. Така че, за да изчислим живота на батерията, трябва да приложим формулата, приложена на снимката, и това са стойностите, които да използваме:

• Йон: Токът, който се консумира, когато е включен (В този случай зависи от времето, защото всяка анимация има консумация, която може да премине от 20mA до 180mA и a)
• Тон: Времето, в което е включено. (В този случай при всяко стартиране устройството ще бъде включено за 15 секунди)
• Ioff: Текущата консумация, когато е изключена.
• Toff: Време за почивка. (Това е цял ден (в секунди) по -малко от 15 секунди, ако включим само един път).
• Капацитетът на батерията. (В този случай 3 AAA клетки последователно с капацитет 1500mAh).

Продължителността на живота на батерията зависи от броя на включванията през деня и от времето, защото когато е слънчево с облаци, текущото изтичане е около 180 mA, но когато вали или вали сняг, това е само 50 mA.

Накрая в този проект можем да постигнем 2,6 години, прилагайки тези стойности към формулата:

• Капацитет на батерията: 1000mAh.
• Йон: 250mA (Най-лошият случай-> Слънчев облак)
• Ioff: 0.75uA
• Тон: 15 сек (Включва се само веднъж на ден)
• Toff: 24 часа по -малко 15 сек.

Последната снимка е готовата печатна платка, но можете лесно да я направите и в пробита платка, което е по -добре, ако не знаете как да направите медна печатна платка.

Стъпка 3: Как работи кодът?

Този проект работи с ESP8266-01 и Arduino IDE

Прикачих видео с всяка анимация и използване на калъф. Качеството на видеото не е най -доброто, поради което беше малко трудно да се запише на леко движение. Когато видите с очите си, изглежда много по -добре.

Кодът, ако е напълно документиран, за да можете да видите всички подробности, но ще обясня как работи по „схематичен“начин и какво е необходимо, за да работи правилно.

Работният процес на този софтуер е:

1. Свързва се с вашата Wi-Fi мрежа. Междувременно се свързва, показва анимация в светодиодите.
2. Създайте http клиент и се свързва с Accuweather Web.
3. Изпратете заявка за получаване на JSON до Accuweather. Това е основно искане на мрежата за прогнозата за следващия час на място. Допълнителни данни: Това е много интересно за много проекти, защото с това нещо получавате данни от вашия местен автобус, метро, влак … или стойности на акции. И с тези данни можете да правите каквото искате, например да включите зумер, когато пристига автобусът ви или да намалее някаква стойност на акциите.
4. След като получим информацията от мрежата, е необходимо да "разделим" информацията и да я запишем в променливата. Променливите, използвани в този момент, са: температура и иконата, използвана в мрежата за показване на прогнозата.
5. След като имаме температурата, е необходимо да се трансформира в номер на светодиода, който трябва да бъде включен и кой цвят е необходимо да се използва. Ако температурата е по -висока от 0º по Целзий, цветът е оранжев, а в другия случай е син.
6. В зависимост от стойността на ICON променливата, ние избираме коя анимация е подходяща.
7. Най -накрая 5 секунди по -късно устройството ще се изключи сам.

След като разберем как работи, е необходимо да напишем някои данни в кода, но това е доста лесно. В приложената снимка можете да видите кои данни трябва да промените и в кой ред са

Първа стъпка: Необходимо е да получите Api ключ на Acuweather, отидете в тази мрежа и се регистрирайте-> API Acuweather

Втора стъпка: След като влезете, отидете на този сайт и следвайте тези стъпки. Трябва да получите безплатен лиценз и да създадете каквото и да е приложение, искате само API ключ.

Трета стъпка: За да получите местоположението, е необходимо само да потърсите желания от вас град в Accuweather и те да видят URL адреса и да копират номера, който е удебелен в примера:

www.accuweather.com/es/es/Estepona/301893/weather-forecast/301893 (Този номер е специфичен за всеки град)

Последна стъпка: Въведете вашите Wi-Fi данни и качете кода в микроконтролера.

Стъпка 4: Отпечатване на корпуса

За да отпечатате частите, използвах тези настройки в Cura:

Горни и долни парчета:

-0,1 мм на слой.

-60 mm/s.

-Без поддръжка.

Средна част:

-0,2 мм на слой

-600 мм/сек

-Подкрепа 5%.

Всички части трябва да са ориентирани, както е на приложената снимка

Стъпка 5: Присъединяване към всичко

Първа награда в конкурса за безжична връзка