PixelMeteo (monitor s nízkou předpovědí nízké spotřeby): 6 kroků (s obrázky)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy změněno: 2024-01-30 08:24

IOT je skvělá věc, protože vám umožňuje připojit vše k internetu a ovládat jej na dálku, ale je tu jedna věc, že je to také skvělé a jsou LED … Ale je tu ještě jedna věc, většina lidí nemá ráda kabely, ale ne Nelíbí se jim ani výměna článků baterie, takže by bylo úžasné, kdyby mohl fungovat roky bez výměny baterie. S těmito myšlenkami se zrodil tento projekt.

Pokud se vám tento projekt líbí, než začnete, zvažte prosím hlasování o tomto projektu na BEZDRÁTOVÉ A LED SOUTĚŽI, kterou ocením

Tento projekt je monitor počasí, který pomocí retro pixelové animace zobrazuje předpověď počasí na další hodinu a může fungovat až 3 roky (téměř teoreticky). Toto zařízení běží s ESP8266 a připojuje se k Accuweather (což je web s předpovědí počasí), aby získal počasí na místě, které si vyberete, a zobrazuje pixelovou retro animaci s počasím a teplotou. Číslo na levé straně jsou desítky a číslo na pravé straně jsou jednotky hodnoty teploty. Po zobrazení informací se sám vypne, aby ušetřil energii.

Je tedy čas začít!

Krok 1: Co potřebujete?

Všechny komponenty lze snadno najít na eBay nebo na nějakém čínském webu, jako je Aliexpress nebo Bangood. Ve většině názvů součástí jsem připojil odkaz na produkt. Některé součásti, jako jsou rezistory, se prodávají v balení, takže pokud nechcete, aby bylo tolik rezistorů, doporučujeme koupit v místním obchodě.

Nástroje

• 3D tiskárna.
• Programátor FTDI USB na TTL
• Pájka

Komponenty

• WS2812 61Bitový prsten: 13 €
• ESP8266-01: 2,75 EUR
• 2x 2N2222A: 0,04 € (jakýkoli podobný NPN transitor by fungoval)
• BC547 nebo 2N3906: 0,25 EUR (jakýkoli podobný PNP tranzistor by fungoval a v místním obchodě byste mohli najít levnější)
• 3X odpor 220 Ohm: Mohlo by to být kolem 0,1 EUR, odkaz je na sadu rezistoru.
• Vrtaná deska plošných spojů 40x60 mm: 1,10 EUR (potřebujete pouze 40x30 mm).
• 1 kondenzátor 470uF/10V
• Dráty
• 3 články AAA

Krok 2: Elektrický obvod a jeho fungování

Abych ukázal, jak to funguje, připojil jsem dvě fotografie, první je protoboardové zobrazení ve Fritzing (také nahraji soubor) a druhé je schéma v Eagle s designem PCB. Navzdory tomu, že má několik „analogických“komponent, je to docela jednoduchý obvod.

Činnost tohoto obvodu je: Když stisknete tlačítko, obvod tranzistorů NPN a PNP, napájejte ESP8266 a LED diody. Tento druh obvodu se nazývá „Blokovací tlačítko“, můžete vidět pěkné vysvětlení tohoto druhu obvodu nebo zde. Když je vše hotovo (byla ukázána animace), mikrokontrolér poskytne vysoký stav základně tranzistoru a vypne obvod. Proto spojuje základnu druhého NPN transitoru se zemí.

Důvod použití tohoto obvodu je ten, že chceme mít minimální spotřebu a s touto konfigurací bychom mohli dosáhnout kolem 0,75 µA, když je vypnuto, což víceméně … nic. Tato spotřeba proudu je způsobena tím, že tranzistor má svodový proud.

Pokud nechcete trochu teorie, přejděte na další řádek:

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

Nechci jít s touto teorií tak hluboko, ale myslím, že je dobré vědět, jak vypočítat, kolik autonomie může mít takové zařízení. Takže trochu teorie.

V zařízeních IOT je dosahováno obrovské životnosti baterie 50% zařízení, takže existuje způsob, jak dosáhnout let autonomie: Zapíná se pouze tehdy, když je to nutné a na velmi krátkou dobu, a časovač nebo senzor rozhodují o zapnutí znovu. Myslím, že na příkladu je to jasné.

Zobrazování senzoru vlhkosti v lese, který zachycuje úroveň vlhkosti v lesní zóně, a v této zóně je velmi náhlý, takže potřebujete něco, co by mohlo fungovat roky bez lidské interakce, a to je třeba 30 sekund (což je čas potřebný k měření a odeslání informací) každých 12 hodin. Schéma by tedy bylo: Časovač, který je vypnutý 12 hodin a 30 sekund s výstupem časovače, se připojí k napájecímu vstupu mikrokontroléru. Tento časovač je vždy zapnutý, ale spotřebovává nanoampery.

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

Konec teorie

Jakmile jsme viděli tento příklad, mohli jsme vidět, že je docela podobný tomuto projektu, jen s tím rozdílem, že jsme se rozhodli pro volno. Abychom mohli vypočítat životnost baterie, musíme použít vzorec přiložený na obrázku a toto jsou hodnoty, které je třeba použít:

• Ion: Proud, který se spotřebovává, když je zapnutý (V tomto případě závisí na počasí, protože každá animace má spotřebu, která může jít od 20mA do 180mA a)
• Ton: Čas, kdy je zapnutý. (V tomto případě bude zařízení při každém spuštění zapnuto po dobu 15 sekund)
• Ioff: Aktuální spotřeba, když je vypnutá.
• Toff: Volno. (To je celý den (v sekundách) méně než 15 sekund, pokud zapneme pouze jednou).
• Kapacita baterie. (V tomto případě 3 články AAA v sérii s kapacitou 1500mAh).

Výdrž baterie závisí na počtu zapnutí za den a na počasí, protože když je slunečno s oblačností, aktuální odtok je kolem 180 mA, ale když prší nebo sněží, je to jen 50 mA.

Konečně v tomto Projektu můžeme dosáhnout 2,6 roku aplikací těchto hodnot do vzorce:

• Kapacita baterie: 1000 mAh.
• Ion: 250mA (nejhorší případ-> Sunny cloud)
• Ioff: 0,75uA
• Ton: 15 seg (zapněte pouze jednou denně)
• Toff: 24 hodin méně 15 sekund.

Poslední fotka je hotový PCB, ale můžete také snadno provádět vrtané PCB, což je lepší, pokud nevíte, jak udělat Cooper PCB.

Krok 3: Jak funguje kodex?

Tento projekt běží s ESP8266-01 a Arduino IDE

Ke každé animaci a použití případu jsem připojil video. Kvalita videa není nejlepší, vzhledem k tomu, že bylo trochu obtížné zaznamenat pohybující se světlo. Když vidíte očima, vypadá to mnohem lépe.

Pokud je kód plně zdokumentován, můžete vidět všechny podrobnosti, ale vysvětlím, jak to funguje „schematicky“a co je nutné pro správnou funkci.

Pracovní postup tohoto softwaru je:

1. Připojí se k vaší síti Wi-Fi. Mezitím se připojením zobrazí animaci v LED.
2. Vytvořte http klienta a připojte se k Accuweather Web.
3. Odeslat žádost o získání JSON do Accuweather. To v podstatě žádá web o předpověď na další hodinu na místě. Extra data: To je velmi zajímavé pro mnoho projektů, protože s touto věcí získáte data z místního autobusu, metra, vlaku … nebo hodnoty akcií. A s těmito daty si můžete dělat, co chcete, například zapnout bzučák, když přijíždí váš autobus nebo klesne nějaká hodnota akcií.
4. Jakmile přijmeme informace z webu, je nutné je „rozdělit“a uložit do proměnné. V tomto okamžiku se používají proměnné: teplota a ikona použitá na webu k zobrazení předpovědi.
5. Jakmile máme teplotu, je nutné ji převést na počet LED, které by měly být zapnuty a jakou barvu je nutné použít. Pokud je teplota vyšší než 0 ° C, barva je oranžová a ve druhém případě je modrá.
6. V závislosti na hodnotě proměnné ICON zvolíme, která animace se hodí.
7. Nakonec o 5 sekund později se zařízení samo vypne.

Jakmile víme, jak to funguje, je potřeba do kódu zapsat nějaká data, ale je to docela snadné. Na přiložené fotografii vidíte, která data byste měli změnit a v jakém řádku jsou

První krok: Je nutné získat Api Key of Acuweather, přejít na tento web a zaregistrovat se-> API Acuweather

Druhý krok: Jakmile se přihlásíte, přejděte na tento web a postupujte podle těchto kroků. Musíte získat bezplatnou licenci a vytvořit libovolnou aplikaci, chcete pouze klíč API.

Třetí krok: Chcete -li zjistit polohu, je nutné pouze vyhledat požadované město v Accuweather a oni uvidí adresu URL a zkopírují číslo, které je v příkladu tučně:

www.accuweather.com/es/es/Estepona/301893/weather-forecast/301893 (Toto číslo je specifické pro každé město)

Poslední krok: Představte svá data Wi-Fi a nahrajte kód do mikrokontroléru.

Krok 4: Tisk přílohy

K tisku dílů jsem použil toto nastavení v Cura:

Horní a spodní díl:

-0,1 mm na vrstvu.

-60 mm/s.

-Bez podpory.

Střední část:

-0,2 mm na vrstvu

-600 mm/s

-Podpora 5%.

Všechny části musí být orientovány jako na přiložené fotografii

Krok 5: Spojení všeho

První cena v bezdrátové soutěži