PixelMeteo (UltraLow Power Forecast Monitor): 6 na Hakbang (na may Mga Larawan)

2024 May -akda: John Day | [email protected]. Huling binago: 2024-01-30 13:15

Ang IOT ay isang cool na bagay dahil pinapayagan kang ikonekta ang lahat sa internet at kontrolin ito nang malayuan ngunit may isang bagay na cool din ito at mga leds … Ngunit may isa pang bagay, karamihan sa mga tao ay hindi gusto ng mga wire, ngunit Hindi gusto ang alinman sa pagbabago ng mga cell ng baterya, kaya magiging kahanga-hanga kung maaari itong tumakbo ng maraming taon nang hindi binabago ang baterya. Sa mga ideyang ito ipinanganak ang proyektong ito.

Bago simulan, kung gusto mo ang Project na ito, mangyaring isaalang-alang na iboto ang proyektong ito sa WIRELESS AND LED CONTEST na pahahalagahan ko

Ang proyektong ito ay isang monitor ng panahon na nagpapakita ng pagtataya ng panahon para sa susunod na oras na may isang retro pixel na animasyon at maaaring gumana ng hanggang 3 taon (halos panteorya). Ang aparato na ito ay tumatakbo sa isang ESP8266 at kumokonekta sa Accuweather (Alin ang isang web forecast ng panahon) upang makuha ang panahon sa lugar na pipiliin mong ipakita ang isang pixel retro na animasyon sa panahon at temperatura. Ang numero ng kaliwang bahagi ay ang sampu at ang kanang bahagi ng numero ay ang mga yunit ng halaga ng temperatura. Pagkatapos ipakita ang impormasyon pinapatay nito ang kanyang sarili upang makatipid ng enerhiya.

Kaya oras na upang magsimula!

Hakbang 1: Ano ang Kailangan Mo?

Ang lahat ng mga bahagi ay madaling matagpuan sa eBay o ilang mga web ng mga Intsik tulad ng Aliexpress o Bangood. Sa karamihan ng pangalan ng mga sangkap na na-attach ko ang isang link sa produkto. Ang ilang mga sangkap tulad ng resistors ay ibinebenta sa mga pack kaya kung hindi mo nais ang maraming mga resistors ay inirerekumenda na bumili sa isang lokal na tindahan.

Mga kasangkapan

• 3d printer.
• FTDI USB sa TTL programmer
• Panghinang

Mga Bahagi

• WS2812 61Bit ring: 13 €
• ESP8266-01: 2.75 €
• 2x 2N2222A: 0.04 € (Ang anumang katulad na NPN transitor ay gagana)
• BC547 o 2N3906: 0.25 € (Ang anumang katulad na transistor ng PNP ay gagana at maaari kang makahanap ng mas mura sa isang lokal na tindahan)
• 3X 220 Ohm risistor: Maaaring sa paligid ng 0.1 € ang link ay para sa isang kit ng risistor.
• Drilled PCB 40x60mm: 1.10 € (Kailangan mo lang ng 40x30mm).
• 1 Capacitor 470uF / 10V
• Mga wire
• 3 Mga AAA Cell

Hakbang 2: Ang Electrical Circuit at Paano Ito Gumagana

Upang maipakita kung paano ito gumagana ay nakakabit ako ng dalawang larawan, ang una ay ang protoboard view sa Fritzing (din ay ina-upload ko ang file) at ang pangalawa ay ang eskematiko sa Eagle na may disenyo din ng PCB. Sa kabila ng pagkakaroon ng ilang "magkatulad" na mga bahagi, ay isang simpleng circuit.

Ang pagpapatakbo ng circuit na ito ay: Kapag pinindot mo ang pindutan, ang circuit ng NPN at PNP transistors, pakainin ang ESP8266 at ang LEDS. Ang ganitong uri ng circuit ay tinatawag na "Latching Button" maaari mong makita ang isang magandang paliwanag ng ganitong uri ng circuithere o dito. Kapag natapos na ang lahat (Naipakita na ang animasyon), ang microcontroller ay nagbibigay ng isang mataas na estado sa base ng transistor at pinapatay nila ang circuit. Iyon ang dahilan kung bakit kinokonekta nito ang base ng pangalawang NPN transitor sa lupa.

Ang dahilan upang gamitin ang circuit na ito ay dahil nais naming magkaroon ng minimum na pagkonsumo at sa pagsasaayos na ito maaari naming makamit ang paligid ng 0.75 µA kapag naka-off, na higit pa o mas kaunti… wala. Ang kasalukuyang pagkonsumo na ito ay dahil ang transistor ay may kasalukuyang tagas.

Kung hindi mo nais ng kaunting teorya tumalon sa susunod na linya:

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

Hindi ko nais na pumunta nang napakalalim sa teorya, ngunit sa palagay ko magandang malaman kung paano makalkula kung gaano kalaki ang pagkakaroon ng awtonomiya tulad ng isang ito. Kaya, kaunting teorya.

Sa mga aparato ng IOT nakamit ang isang malaking buhay ng baterya ay ang 50% ng aparato, kaya may isang paraan upang makamit ang mga taon ng awtonomiya: Ang pag-on lamang kung kinakailangan at para sa isang napakakaunting oras at ang mga ito isang timer o isang sensor ang magpapasya kapag binuksan muli Sa palagay ko malinaw ito sa isang halimbawa.

Ang pagguhit ng isang sensor ng kahalumigmigan sa isang kagubatan kung saan nakukuha ang antas ng kahalumigmigan sa isang zone ng kagubatan at ang zone na iyon ay medyo bigla, kaya kailangan mo ng isang bagay na maaaring gumana nang maraming taon nang walang pakikipag-ugnay ng tao at kinakailangan na nasa 30 segundo (Alin ito ang oras na kailangang sukatin at ipadala ang impormasyon) bawat 12 oras. Kaya, ang eskematiko ay magiging: Isang timer na kung saan ay naka-off ng 12 oras at sa 30 segundo na may output ng timer ay kumokonekta sa supply input ng microcontroller. Ang timer na ito ay laging nasa, ngunit mayroon itong ubusin ng mga nanoamperes.

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

Pagtatapos ng teorya

Sa sandaling nakita natin ang halimbawang ito, maaari naming makita na halos pareho ito sa proyektong ito lamang sa pagkakaiba-iba ng napagpasyahan namin ang oras na wala. Kaya upang makalkula ang oras ng buhay ng baterya dapat nating ilapat ang formula na nakakabit sa larawan at ito ang mga halagang gagamitin:

• Ion: Ang kasalukuyang kumokonsumo kapag naka-on (Sa kasong ito ay nakasalalay sa panahon dahil ang bawat animasyon ay may pagkonsumo na maaaring magmula sa 20mA hanggang 180mA at a)
• Ton: Ang oras na ito ay nasa. (Sa kasong ito sa tuwing sinisimulan mo ang aparato ay nasa loob ng 15 segundo)
• Ioff: Kasalukuyang pagkonsumo kung kailan naka-off.
• Toff: Oras na. (Ito ay buong araw (sa mga segundo) mas mababa sa 15 segundo kung i-on lamang natin ang isang oras).
• Ang kapasidad ng baterya. (Sa kasong ito, ang 3 AAA cells sa serye na may kapasidad na 1500mAh).

Ang oras ng buhay ng baterya ay nakasalalay sa bilang ng mga beses na binuksan mo sa araw at panahon, sapagkat kapag maaraw sa ulap ang kasalukuyang kanal ay nasa paligid ng 180 mA ngunit kapag umuulan o nag-snow ay 50 mA lamang.

Sa wakas sa Project na ito maaari naming makamit ang 2.6 taon na inilalapat ang mga halagang ito sa pormula:

• Kapasidad ng baterya: 1000mAh.
• Ion: 250mA (Ang pinakamasamang kaso-> Maaraw na ulap)
• Ioff: 0.75uA
• Ton: 15 seg (Pag-on lang minsan bawat araw)
• Toff: 24 na oras na mas mababa sa 15 seg.

Ang huling larawan ay ang natapos na PCB ngunit madali mo ring magagawa sa isang drill PCB na mas mabuti kung hindi mo alam kung paano gumawa ng isang cooper PCB.

Hakbang 3: Paano Ito Gumagawa ng Code?

Ang proyektong ito ay tumatakbo sa ESP8266-01 at Arduino IDE

Nag-attach ako ng isang video sa bawat animasyon at paggamit ng case. Ang kalidad ng video ay hindi pinakamahusay, dahil dito medyo mahirap i-record sa isang gumagalaw na ilaw. Kapag nakita mo sa iyong mga mata mas maganda ang hitsura nito.

Ang code kung ganap na naitala upang makita mo ang lahat ng mga detalye ngunit ipapaliwanag ko kung paano ito gumagana sa isang "eskematiko" na paraan at kung ano ang kinakailangan upang gumana nang maayos.

Ang daloy ng trabaho ng software na ito ay:

1. Kumokonekta sa iyong Wi-Fi network. Samantala ay kumokonekta ipakita ito ng isang animasyon sa mga LED.
2. Lumikha ng isang http Client at kumokonekta sa Accuweather Web.
3. Magpadala ng isang JSON Kumuha ng kahilingan sa Accuweather. Karaniwang hinihiling nito sa web ang pagtataya para sa susunod na oras sa isang lugar. Dagdag na data: Ito ay napaka-interesante para sa maraming mga proyekto dahil sa bagay na ito makakakuha ka ng data mula sa iyong lokal na bus, ilalim ng lupa, tren… o mga halaga ng stock. At sa mga data na iyon maaari mong gawin ang anumang nais mo halimbawa i-on ang isang buzzer kapag dumating ang iyong bus o bumaba ang ilang halaga ng stock.
4. Kapag natanggap namin ang impormasyon mula sa web, kinakailangan upang "Hatiin" ang impormasyon at i-save sa variable. Ang mga variable na ginamit sa puntong ito ay: temperatura at paggamit ng icon sa web upang maipakita ang pagtataya.
5. Kapag mayroon kaming temperatura kinakailangan upang ibahin ang bilang ng humantong na dapat buksan at aling kulay ang kinakailangan upang magamit. Kung ang temperatura kung mas mataas sa 0º Celsius, ang kulay ay kulay kahel at sa ibang kaso ito ay asul.
6. Depende sa kanila ang halaga ng variable ng ICON, pipiliin namin kung aling mga animasyon ang akma.
7. Sa wakas 5 segundo mamaya ang aparato ay papatayin ang kanyang sarili.

Kapag alam natin kung paano ito gumagana kinakailangan na magsulat ng ilang data sa code, ngunit medyo madali ito. Sa nakalakip na larawan maaari mong makita kung aling data ang dapat mong baguhin at sa aling linya

Unang hakbang: Kinakailangan upang makakuha ng isang Api Key ng Acuweather na pumunta sa web na ito at magparehistro-> API Acuweather

Pangalawang hakbang: Kapag nag-log in ka na pumunta sa site na ito at sundin ang mga hakbang na ito. Kailangan mong makakuha ng isang libreng lisensya at lumikha ng anumang APP, gusto mo lang ang API key.

Pangatlong hakbang: Upang makuha ang lokasyon kinakailangan lamang na hanapin ang lungsod na gusto mo sa Accuweather at makita nila ang URL at kopyahin ang numero na naka-bold sa halimbawa:

www.accuweather.com/es/es/Estepona/301893/weather-forecast/301893 (Partikular ang bilang na ito para sa bawat lungsod)

Pangwakas na hakbang: Ipakilala ang iyong data sa Wi-Fi at i-upload ang code sa Microcontroller.

Hakbang 4: Pag-print ng Enclosure

Upang mai-print ang mga bahagi na ginamit ko ang mga setting na ito sa Cura:

Mga tuktok at ibabang piraso:

-0.1mm bawat layer.

-60 mm / s

-Wless suporta.

Gitnang bahagi:

-0.2mm bawat layer

-600mm / s

-Suportahan ang 5%.

Ang lahat ng mga bahagi ay dapat na oriented tulad ng naka-attach na larawan

Hakbang 5: Pagsali sa Lahat

Unang Gantimpala sa Wireless Contest