PixelMeteo (UltraLow Power Forecast Monitor): 6 koraka (sa slikama)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja izmjena: 2024-01-30 08:08

IOT je super stvar jer vam omogućuje da sve povežete na internet i daljinski upravljate njime, ali postoji jedna stvar koja je također cool i LED diode … No, postoji još jedna stvar, većina ljudi ne voli žice, ali oni to ne znaju Ne volim mijenjati ćelije baterije, pa bi bilo sjajno kada bi mogao raditi godinama bez mijenjanja baterije. S tim idejama rođen je ovaj projekt.

Prije nego što počnete, ako vam se sviđa ovaj projekt, razmislite o tome da glasate za ovaj projekt na BEŽIČNOM I LED KONKURSU

Ovaj projekt je monitor vremena koji prikazuje vremensku prognozu za sljedećih sat vremena s retro piksel animacijom i mogao bi raditi do 3 godine (gotovo teoretski). Ovaj uređaj radi s ESP8266 i povezuje se s Accuweather -om (koji je web sa vremenskom prognozom) radi dobivanja vremena na mjestu koje odaberete s prikazom retro animacije piksela s vremenom i temperaturom. Broj lijeve strane su desetice, a broj desne strane jedinice vrijednosti temperature. Nakon što prikaže informacije, sam se isključuje radi uštede energije.

Dakle, vrijeme je za početak!

Korak 1: Šta vam treba?

Sve komponente je lako pronaći na eBayu ili nekom kineskom webu, poput Aliexpressa ili Bangooda. U većini naziva komponenti priložio sam vezu do proizvoda. Neke komponente, poput otpornika, prodaju se u pakiranjima, pa ako ne želite toliko otpornika, preporučuje se da ih kupite u lokalnoj trgovini.

Alati

• 3D štampač.
• FTDI USB na TTL programator
• Solder

Komponente

• WS2812 61Bit prsten: 13 €
• ESP8266-01: 2,75 €
• 2x 2N2222A: 0,04 € (Bilo koji sličan NPN tranzitor bi radio)
• BC547 ili 2N3906: 0,25 € (Bilo koji sličan PNP tranzistor bi radio i možda biste mogli pronaći jeftinije u lokalnoj trgovini)
• 3X 220 Ohm otpornik: To bi moglo biti oko 0,1 € veza je za komplet otpornika.
• Izbušena PCB ploča 40x60mm: 1,10 € (potrebno vam je samo 40x30mm).
• 1 Kondenzator 470uF/10V
• Žice
• 3 AAA ćelije

Korak 2: Električno kolo i kako radi

Da bih pokazao kako to funkcionira, priložio sam dvije fotografije, prva je pogled na protoboard u Fritzingu (također učitavam datoteku), a druga je shema u Eagleu sa dizajnom PCB -a. Uprkos tome što ima nekoliko „analognih“komponenti, to je prilično jednostavan krug.

Rad ovog kruga je: Kada pritisnete dugme, krug NPN i PNP tranzistora napaja ESP8266 i LED diode. Ova vrsta kola naziva se “Latching Button” (Lijepo dugme). Lijepo objašnjenje ove vrste kola možete vidjeti ovdje ili ovdje. Kad sve završi (prikazana mu je animacija), mikrokontroler daje visoko stanje bazi tranzistora i oni isključuju krug. Zato povezuje bazu drugog NPN tranzitora sa zemljom.

Razlog za korištenje ovog kruga je taj što želimo imati minimalnu potrošnju i s ovom konfiguracijom mogli bismo postići oko 0,75 µA kada je isključeno, što manje -više … ništa. Ova potrošnja struje je zbog toga što tranzistor ima struju curenja.

Ako ne želite malo teorije, pređite na sljedeći red:

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

Ne želim tako duboko ulaziti u teoriju, ali mislim da je dobro znati izračunati koliko autonomije može imati uređaj poput ovog. Dakle, malo teorije.

U IOT uređajima postignut je veliki vijek trajanja baterije od 50% uređaja, pa postoji način da se postignu godine autonomije: uključuje se samo kada je potrebno i na vrlo kratko vrijeme, a mjerač vremena ili senzor odlučuju kada se uključe opet. Mislim da je to jasno sa primjerom.

Snimanje senzora vlažnosti u šumi koji bilježi razinu vlažnosti u zoni šume i ta je zona prilično nagla, pa vam je potrebno nešto što bi moglo raditi godinama bez ljudske interakcije i potrebno je 30 sekundi (što je vrijeme potrebno za mjerenje i slanje informacija) svakih 12 sati. Dakle, shema bi bila sljedeća: Tajmer koji je isključen 12 sati i na 30 sekundi s izlazom tajmera spaja se na ulaz napajanja mikrokontrolera. Tajmer je uvijek uključen, ali troši nanoampere.

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

Kraj teorije

Nakon što smo vidjeli ovaj primjer, mogli smo vidjeti da je prilično sličan ovom projektu, samo što smo odlučili o slobodnom vremenu. Dakle, za izračunavanje vijeka trajanja baterije moramo primijeniti formulu priloženu na slici, a ovo su vrijednosti koje treba koristiti:

• Ion: Struja koja se troši dok je uključena (u ovom slučaju ovisi o vremenskim prilikama jer svaka animacija ima potrošnju koja može ići od 20mA do 180mA i a)
• Ton: Vrijeme u kojem je uključeno. (U ovom slučaju svaki put kada pokrenete uređaj će biti uključen 15 sekundi)
• Ioff: Trenutna potrošnja kada je isključena.
• Toff: Slobodno vrijeme. (Ovo je cijeli dan (u sekundama) manje 15 sekundi ako uključimo samo jednom).
• Kapacitet baterije. (U ovom slučaju 3 AAA ćelije u seriji kapaciteta 1500mAh).

Trajanje baterije ovisi o broju uključivanja po danu i vremenu, jer kada je sunčano uz oblak trenutni odvod je oko 180 mA, ali kada pada kiša ili snijeg to je samo 50 mA.

Konačno u ovom projektu možemo postići 2,6 godina primjenjujući ove vrijednosti na formulu:

• Kapacitet baterije: 1000mAh.
• Ion: 250mA (najgori slučaj-> sunčani oblak)
• Ioff: 0.75uA
• Tona: 15 seg (uključuje se samo jednom dnevno)
• Toff: 24 sata manje 15 sek.

Posljednja fotografija je gotova PCB, ali možete je lako i izbušiti u PCB -u, što je bolje ako ne znate kako napraviti bakarnu ploču.

Korak 3: Kako funkcionira Kodeks?

Ovaj projekt radi s ESP8266-01 i Arduino IDE

Priložio sam video sa svakom animacijom i upotrebom kućišta. Kvaliteta videa nije najbolja, jer je bilo malo teško snimiti na lagani pokret. Kad vidite očima, izgleda mnogo bolje.

Kôd je u potpunosti dokumentiran tako da možete vidjeti sve detalje, ali objasnit ću kako radi na "shematski" način i što je potrebno za ispravan rad.

Tok rada ovog softvera je:

1. Povezuje se na vašu Wi-Fi mrežu. U međuvremenu se povezuje prikazuje animaciju u LED diodama.
2. Kreirajte http klijenta i povežite se s Accuweather Webom.
3. Pošaljite JSON Get zahtjev Accuweather -u. Ovo u osnovi traži od weba prognozu za sljedeći sat na nekom mjestu. Dodatni podaci: Ovo je vrlo zanimljivo za mnoge projekte jer pomoću ove stvari dobivate podatke s vašeg lokalnog autobusa, podzemne željeznice, vlaka … ili vrijednosti dionica. S tim podacima možete učiniti sve što želite, na primjer uključiti zvučni signal kada vam autobus stiže ili se neka vrijednost dionice smanji.
4. Nakon što primimo informacije s weba, potrebno ih je "podijeliti" i spremiti u varijablu. Varijable koje se koriste u ovom trenutku su: temperatura i ikona koja se koristi na webu za prikaz prognoze.
5. Kada imamo temperaturu potrebno je transformirati u broj LED dioda koje treba uključiti i koju boju je potrebno koristiti. Ako je temperatura viša od 0º Celzijusa, boja je narandžasta, au drugom slučaju plava.
6. Ovisno o vrijednosti ICON varijable, biramo koja animacija odgovara.
7. Konačno 5 sekundi kasnije uređaj će se sam isključiti.

Kad saznamo kako to funkcionira, potrebno je unijeti neke podatke u kôd, ali to je prilično jednostavno. Na priloženoj fotografiji možete vidjeti koje podatke trebate promijeniti i u kojem se redu nalaze

Prvi korak: Potrebno je nabaviti Api ključ Acuweather-a, posjetite ovu web stranicu i registrirajte se-> API Acuweather

Drugi korak: Nakon što se prijavite, idite na ovu web lokaciju i slijedite ove korake. Morate nabaviti besplatnu licencu i stvoriti bilo koju aplikaciju, samo želite API ključ.

Treći korak: Da biste dobili lokaciju, potrebno je samo potražiti grad koji želite u Accuweatheru, a oni će vidjeti URL i kopirati broj koji je podebljan u primjeru:

www.accuweather.com/es/es/Estepona/301893/weather-forecast/301893 (Ovaj broj je specifičan za svaki grad)

Završni korak: Predstavite svoje Wi-Fi podatke i prenesite kôd na mikrokontroler.

Korak 4: Odštampajte kućište

Za ispis dijelova koristio sam ove postavke u Curi:

Gornji i donji komadi:

-0,1 mm po sloju.

-60 mm/s.

-Bez podrške.

Srednji deo:

-0,2 mm po sloju

-600mm/s

-Podrška 5%.

Svi dijelovi moraju biti orijentirani kao na priloženoj fotografiji

Korak 5: Pridruživanje svemu

Prva nagrada na bežičnom takmičenju