PixelMeteo (UltraLow Power Forecast Monitor): 6 stappe (met foto's)

2024 Outeur: John Day | [email protected]. Laas verander: 2024-01-30 07:27

IOT is 'n gawe ding, want u kan alles op die internet koppel en dit op afstand beheer, maar daar is een ding dat dit ook cool is en LED's is … Maar daar is nog 'n ding, die meeste mense hou nie van drade nie, maar hulle hou nie Ek hou nie daarvan om batteryselle te verander nie, so dit sal wonderlik wees as dit jare kan werk sonder om die battery te verander. Met hierdie idees is hierdie projek gebore.

As u van hierdie projek hou, kan u dit oorweeg om hierdie projek te stem tydens die DRAADLOZE EN LED -KOMPETISIE wat ek waardeer

Hierdie projek is 'n weermonitor wat die weervoorspelling vir die volgende uur met 'n retro -pixel -animasie wys en tot 3 jaar kan werk (byna teoreties). Hierdie toestel werk met 'n ESP8266 en maak verbinding met Accuweather (wat 'n weervoorspellingswebwerf is) om die weer op die plek te kry wat u kies, met 'n pixel -retro -animasie met die weer en die temperatuur. Die getal aan die linkerkant is die tiene en die regterkant is die eenhede van die waarde van die temperatuur. Nadat hy die inligting gewys het, skakel hy homself af om energie te bespaar.

So dit is tyd om te begin!

Stap 1: Wat het u nodig?

Dit is maklik om al die komponente op eBay of op 'n Chinese webblad, soos Aliexpress of Bangood, te vind. By die meerderheid van die komponente se naam het ek 'n skakel na die produk aangeheg. Sommige komponente, soos weerstande, word in pakke verkoop, dus as u nie soveel weerstande wil hê nie, word dit aanbeveel om dit in 'n plaaslike winkel te koop.

Gereedskap

• 3D -drukker.
• FTDI USB na TTL programmeerder
• Soldeer

Komponente

• WS2812 61 Bytring: 13 €
• ESP8266-01: 2,75 €
• 2x 2N2222A: 0,04 € (Enige soortgelyke NPN -transitor sal werk)
• BC547 of 2N3906: 0,25 € (Enige soortgelyke PNP -transistor werk, en u kan moontlik goedkoper in 'n plaaslike winkel vind)
• 3X 220 Ohm -weerstand: dit kan ongeveer 0,1 € wees, die skakel is vir 'n stel weerstand.
• Geboorde PCB 40x60mm: 1,10 € (u benodig slegs 40x30mm).
• 1 Kondensator 470uF/10V
• Drade
• 3 AAA -selle

Stap 2: Die elektriese stroombaan en hoe dit werk

Om te wys hoe dit werk, het ek twee foto's aangeheg, die eerste een is die protobord -aansig in Fritzing (ek laai ook die lêer op) en die tweede een is die skematiese in Eagle met ook 'n PCB -ontwerp. Ten spyte van 'n paar "analoog" komponente, is 'n redelik eenvoudige kring.

Die werking van hierdie stroombaan is: As u op die knoppie druk, voed die stroombaan van die NPN- en PNP -transistors die ESP8266 en die LED's. Hierdie soort kring word 'Latching Button' genoem, en u kan 'n goeie verduideliking van hierdie soort kringe of hier sien. As alles klaar is (die animasie is getoon), gee die mikrobeheerder 'n hoë toestand aan die basis van die transistor en skakel dit die kring uit. Daarom verbind dit die basis van die tweede NPN -transitor met die grond.

Die rede om hierdie kring te gebruik, is omdat ons die minimum verbruik wil hê, en met hierdie opset kan ons ongeveer 0,75 µA bereik as dit af is, wat min of meer … niks is nie. Hierdie stroomverbruik is omdat die transistor lekstroom het.

As u nie 'n bietjie teorie wil hê nie, spring dan na die volgende reël:

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

Ek wil nie so diep met die teorie ingaan nie, maar ek dink dit is goed om te weet hoe om te bereken hoeveel outonomie 'n toestel soos hierdie kan hê. So, 'n bietjie teorie.

In IOT -toestelle bereik die 50% van die toestel 'n groot batterylewe, dus is daar 'n manier om jare se outonomie te bereik: slegs aanskakel as dit nodig is en vir 'n baie kort tyd, en 'n timer of 'n sensor besluit wanneer dit aanskakel weer. Ek dink dit is duidelik met 'n voorbeeld.

Om 'n humiditeitsensor in 'n woud te beeld wat die humiditeitsvlak in 'n bosgebied meet, en dit is baie abrupt, sodat jy iets nodig het wat jare lank kan werk sonder menslike interaksie, en dit moet op 30 sekondes wees (wat dit is die tyd wat die inligting moet meet en stuur) elke 12 uur. Die skema sou dus wees: 'n Timer wat 12 uur af is en 30 sekondes af is met die uitset van die timer, sluit aan by die toevoerinvoer van die mikrobeheerder. Hierdie timer is altyd aan, maar dit bevat 'n groot hoeveelheid nano -ampère.

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

Einde van die teorie

Sodra ons hierdie voorbeeld gesien het, kon ons sien dat dit baie ooreenstem met hierdie projek, net as ons besluit het wat die tyd is. Om die batteryleeftyd te bereken, moet ons die formule in die prentjie toepas, en dit is die waardes wat ons moet gebruik:

• Ion: die stroom wat verbruik as dit aan is (in hierdie geval hang dit af van die weer, want elke animasie het 'n verbruik wat kan wissel van 20mA tot 180mA en a)
• Ton: die tyd wat dit aangaan. (In hierdie geval sal die toestel vir 15 sekondes aanskakel elke keer as u dit begin)
• Ioff: Huidige verbruik as dit af is.
• Toff: Tyd af. (Dit is die hele dag (in sekondes) minder as 15 sekondes as ons net een keer aanskakel).
• Die kapasiteit van die battery. (In hierdie geval 3 AAA -selle in serie met 'n kapasiteit van 1500mAh).

Die batteryleeftyd hang af van die aantal kere wat u op die dag en die weer aanskakel, want as dit sonnig is met wolk, is die huidige drein ongeveer 180 mA, maar as dit reën of sneeu, is dit slegs 50 mA.

Uiteindelik kan ons in hierdie projek 2,6 jaar bereik deur hierdie waardes toe te pas op die formule:

• Kapasiteit van die battery: 1000mAh.
• Ion: 250mA (die ergste geval-> sonnige wolk)
• Ioff: 0.75uA
• Ton: 15 seg (slegs een keer per dag aangeskakel)
• Toff: 24 uur minder as 15 sek.

Die laaste foto is die voltooide PCB, maar u kan dit ook maklik in 'n geboorde PCB doen, wat beter is as u nie weet hoe u 'n Cooper PCB moet doen nie.

Stap 3: Hoe werk die kode?

Hierdie projek loop met ESP8266-01 en Arduino IDE

Ek het 'n video aangeheg met elke animasie en gebruik van die geval. Die videokwaliteit is nie die beste nie, want dit was 'n bietjie moeilik om op te neem vir 'n ligte beweging. As jy met jou oë sien, lyk dit baie beter.

Die kode is volledig gedokumenteer, sodat u al die besonderhede kan sien, maar ek gaan verduidelik hoe dit op 'n 'skematiese' manier werk en wat dit nodig is om behoorlik te werk.

Die werkstroom van hierdie sagteware is:

1. Koppel aan u Wi-Fi-netwerk. Intussen word 'n animasie in die LED's gekoppel.
2. Skep 'n http -kliënt en maak verbinding met Accuweather Web.
3. Stuur 'n JSON -versoek vir Accuweather. Dit is basies om die voorspelling vir die volgende uur op 'n plek aan die internet te vra. Ekstra data: dit is baie interessant vir baie projekte, want met hierdie ding kry u data van u plaaslike bus-, metro-, trein- of voorraadwaardes. En met die data kan u doen wat u wil, byvoorbeeld, 'n gonser aanskakel as u bus aankom of die voorraadwaarde daal.
4. Sodra ons die inligting van die web ontvang het, is dit nodig om die inligting te "verdeel" en in die veranderlike te stoor. Die veranderlikes wat op hierdie punt gebruik word, is: temperatuur en die ikoon wat op die web gebruik word om die voorspelling te wys.
5. Sodra ons die temperatuur bereik het, is dit nodig om in die nommer van die LED wat moet aangeskakel word, te verander en watter kleur dit moet gebruik. As die temperatuur hoër is as 0º Celsius, is die kleur oranje en in die ander geval is dit blou.
6. Afhangende van die waarde van die ICON -veranderlike, kies ons watter animasie pas.
7. Uiteindelik, 5 sekondes later, skakel die toestel self af.

Sodra ons weet hoe dit werk, is dit nodig om 'n paar data in die kode te skryf, maar dit is redelik maklik. Op die aangehegte foto kan u sien watter data u moet verander en in watter reël

Eerste stap: dit is nodig om 'n Api-sleutel van Acuweather te kry, gaan na hierdie web en registreer-> API Acuweather

Tweede stap: Nadat u aangemeld het, gaan na hierdie webwerf en volg hierdie stappe. U moet 'n gratis lisensie kry en 'n APP maak, u wil net die API -sleutel hê.

Derde stap: om die ligging te kry, is dit slegs nodig om te kyk na die stad wat u in Accuweather wil hê, en hulle sien die URL en kopieer die getal wat vet in die voorbeeld is:

www.accuweather.com/es/es/Estepona/301893/weather-forecast/301893 (Hierdie nommer is spesifiek vir elke stad)

Laaste stap: Stel u Wi-Fi-data bekend en laai die kode op na die mikrobeheerder.

Stap 4: Druk die omhulsel af

Om die dele te druk, het ek hierdie instellings in Cura gebruik:

Boonste en onderste stukke:

-0,1 mm per laag.

-60 mm/s.

-Sonder ondersteuning.

Middelste deel:

-0,2 mm per laag

-600mm/s

-Ondersteun 5%.

Al die dele moet georiënteer word soos op die foto hierby

Stap 5: Sluit aan by alles

Eerste prys in die draadlose wedstryd