Жеке жардамчы: 9 кадам (сүрөттөр менен)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Акыркы өзгөртүү: 2024-01-30 10:40

Бул үйрөткүчтө, мен сизге ESP8266нын күчүн, программалык камсыздоонун дизайнында жана программалоодо кандай сонун жана билим берүүчү нерселерди колдоно алаарыңызды көрсөтөм.

Мен аны Жеке Жардамчы деп атадым, анткени анын чөнтөгү чоң, сиз менен сүйлөшөт жана сизге кээ бир пайдалуу жана (албетте) аба ырайы, убактысы жана датасы, gmail билдирүүлөрү, тирүү төрөлүү жана өлүм көрсөткүчтөрү ж.

Мен дизайнды жөнөкөй сактоого аракет кылдым. Түзмөктө эки колдонуучу интерфейси бар. Физикалык баскыч жана вебге негизделген тиркеме, бул колдонуучу ага веб -браузер аркылуу кире алат жана түзмөктүн жөндөөлөрүн жана конфигурациясын өзгөртө алат.

Бул кантип иштейт? Бул долбоордун негизги компоненттери - микроконтроллер жана Music Player модулу. Биздин микроконтроллер (NodeMCU) интернет технологиясы менен кирүү чекитине туташуу үчүн WiFi технологиясын колдонот; Ошентип, ал керектүү маалыматтарды ала алат, иштетет жана MP3 ойнотуу керек болгон музыкалык ойноткучка (DFPlayer Mini) качан айтат.

Азырынча бул жөнүндө билишиңиз керек. Мен сизге кийинки кадамдарда толук маалымат берем, андыктан кабатыр болбоңуз.

1 -кадам: Тетиктер керек

• NodeMCU ESP-12E (CP2102 USB-сериялык интерфейси)
• DFPlayer Mini
• SPST Моменталдык баскыч
• 8 Ом 2 Ватт динамик
• Micro SD картасы (Сизге бир нече килобайт керек болот, андыктан кубаттуулуктун мааниси жок)

• Гайкалар жана болттар

  • M3 жаңгактар (x6)
  • M3 болттор - 23 мм (x4)
  • M3 болттор - 15 мм (x2)
• 1N4148 Сигнал диод (x1)

• Резисторлор

  • 1K каршылыгы (x1)
  • 10K каршылыгы (x2)

Башка бөлүктөр:

• PCB (сиз онлайн прототипке заказ берсеңиз болот же жергиликтүү дүкөнгө барсаңыз болот)

• Акрил баракты лазер менен кесүү

  • Калыңдыгы 2 мм тунук барак
  • 2.8 мм калыңдыгы эки башка түстүү барактар (кызгылт сары жана жашыл, кызыл жана жашыл, бул сизге байланыштуу жана түстөр маанилүү эмес)
• Каалаган 5 вольт (жок дегенде) 1 ампердик микро USB заряддагыч түзүлүш (аппаратты иштетүү үчүн)

2 -кадам: Бул кантип иштейт

Макул, мен сизге программалык камсыздоонун кантип иштээри жөнүндө кененирээк маалымат бергим келет.

Программа кээ бир кызматтардан турат. Ар бир кызматтын өзүнүн модулдары бар. (Сиз кызматты класс катары жана анын модулдарын анын методу катары карасаңыз болот). Ар бир модул, аткарылуучу объект катары каралышы мүмкүн. Ошентип, биздин программалык камсыздоо кээ бир аткарылуучу объекттерден турат.

Бул жерде бизде кээ бир кызматтар жана суб-кызматтар же алардын модулдары бар:

• Gmail

  Окула элек билдирүүлөр

• Аба ырайы

  • Учурдагы Температура
  • Бүгүнкү Шарт
  • Бүгүн төмөн / бийик
  • Эртеңки шарт
  • Эртең Төмөн / Жогорку
  • Жаан -чачындын божомолу
  • Күндүн чыгышы / батышы

• Убакыт

  • Учурдагы убакыт
  • Учурдагы дата

• Туулган жана өлүм

  • Дүйнөлүк төрөлүү
  • Дүйнөлүк өлүм

Анда модулдарды кармаган тегерек кезек бар. Биз аны операция кезеги деп атайбыз. Мен айттым, ар бир модуль - аткарылуучу объект. Ошентип, сиз түзмөктөгү баскычты басканыңызда, ал иштөө кезегин карайт жана кийинки модулду (же объектти) аткарат.

Сиз операция кезегинин мүчөлөрүн вебге негизделген колдонуучу интерфейсинде түзөтө аласыз, мен кийинчерээк түшүндүрөм. Азырынча мен сизге мисал келтирейин. Учурдагы операция кезегин мындай караңыз:

КЕЗЕК (Окула элек билдирүүлөр | Жаан -чачындын божомолу | Учурдагы убакыт)

Сиз баскычты басасыз, окулбаган билдирүүлөр аткарылышы керек.

КЕЗЕК (Окула элек билдирүүлөр | Жаан -чачындын божомолу | Учурдагы убакыт)

Ошентип, түзмөк сиз менен сүйлөшүү үчүн чогулткан маалыматын колдонот (бул жерде, google mail API түрмөгүнөн алынган окулбаган билдирүүлөрүңүздүн саны). Бирок кантип? Бул жерде, NodeMCU MP3 модулун, качан мааниси бар сүйлөм чыгаруу үчүн кайсы MP3 бөлүгүн ойнотушу керектигин айтып берет. Буга жетүү үчүн мен ар кандай кезектерди, таймерлерди жана алгоритмдерди иштеп чыктым. (Эгерде сиз c ++ жигити болсоңуз жана микроконтроллерди жактырсаңыз, анда кодду өзүңүз изилдей аласыз.)

Ошентип, сиз уга аласыз, түзмөк сүйлөй баштайт: Сизде gmail келген кутуңузда 4 окула элек билдирүү бар.

Кайра басуу баскычын басыңыз, кийинки модуль жаан -чачындын божомолу болот, аны иштетүү керек.

КЕЗЕК (Окула элек билдирүүлөр | Жаан -чачындын божомолу | Учурдагы убакыт)

Ошентип, сиз угасыз: кол чатырыңызды унутпаңыз, эртең жамгыр жаайт. Дагы бир сонун нерсе: кээ бир модулдар үчүн (жаан -чачындын божомолу сыяктуу), ошол эле штаттар үчүн туш келди сүйлөмдөрдү күтүүгө болот. Мисалы, эгер эртең жаан -чачын болуп, жамгыр жаап, кар жаабаса, анда "эртең жамгыр жаашы мүмкүн", "өз күн нуруңду алып кел, эртең жамгыр жаайт", "тут, тут, эртең жамгыр окшойт" деп күтсө болот., же…

Ар бир кызмат үчүн ар кандай маалыматтарды кантип алабыз?

• Gmail

  Окулбаган билдирүүлөрGoogle анын ар кандай кызматтарына, анын ичинде Gmailге кире турган күчтүү APIге ээ. Бирок, коопсуздук максатында, OAuth сыяктуу ар кандай аутентификация жана авторизациялоо ыкмалары керек. ESP8266 ар кандай татаал хэш алгоритмдерди иштетүү үчүн күчтүү эмес. Ошентип, мен Gmail кирүү кутусуна кирүү үчүн эски жана жөнөкөй кирүү технологиясын колдондум. Бул RSS окурмандар тарабынан да колдонула турган Google Atom Feed. Биз Gmail каналына кирүү үчүн HTTP сурамын жөнөтөбүз жана анын жообу XML форматында. Ошентип, биз окулбаган билдирүүлөрдүн санын эсептеп, программабызда колдонобуз

• Биз ар кандай аба ырайы маалыматын алуу үчүн Yahoo Weather API колдонобуз. Жакында эле, Google сыяктуу эле, Yahoo Weather API'син өзгөрттү, андыктан анын маалыматтарына жетүү үчүн OAuth стандарттарын колдонуу керек болот. Тилекке каршы, ESP8266 анын татаалдыгын чече албайт, андыктан биз маселени чечүү үчүн трюк колдонобуз. Yahoo Weather APIге түз кирүүнүн ордуна, биз сурообузду сервердеги ыңгайлаштырылган файлга жөнөтөбүз. Биздин файл Yahoo Weatherден маалыматтарды алат жана жөн гана бизге жөнөтөт.

  • Эртеңки шарт, эртеңки күн бүгүнкүгө караганда жылуураак же суук болсо, же температуранын эч кандай акылга сыярлык өзгөрүүсү болбосо, сизге айтып берет. Биз буга жетишүү үчүн "бүгүн төмөн / жогорку" менен "эртеңки төмөн / бийикти" салыштырабыз. Бул алгоритмди кантип жазганымды жана ал программанын китепкана файлында кантип иштээрин текшере аласыз.
  • Жаан -чачындын божомолу Эгерде сиз Yahoo Аба ырайы документтерин текшерсеңиз, Шарттын коддору таблицасын көрө аласыз. Ал айткандай, Шарттын коддору учурдагы шарттарды сүрөттөө үчүн жооп катары колдонулат. Биз эртең жаан -чачын болорун жана жамгыр же кар экенин билүү үчүн шарттардын коддорун жана алардын маанилерин колдонобуз.
• TimeNTP Network Time Protocol дегенди билдирет. Бул компьютер системаларынын ортосундагы саатты синхрондоштуруу үчүн тармактык протокол. Бизде Интернетке кирүү мүмкүнчүлүгү болгондуктан, биз NTP серверинен убакыт алуу үчүн NTP кардарын колдонобуз жана аны ESP8266 ички таймеринде синхрондоштурабыз (эгер сиз аны миллис () менен колдонсоңуз, эгер сиз Arduino жигити болсоңуз).
• Төрөө жана өлүм Биз төрөлгөндөрдүн жана өлгөндөрдүн санын күндүн башынан баштап эсептейбиз (NTP Кардарына рахмат, күндүн башынан бери секунддарды алуу оңой). Мен экологиядан дүйнөдөгү төрөлүү жана өлүм көрсөткүчтөрүн колдондум.

3 -кадам: Программаны орнотуу

Биз программабызды NodeMCUге жүктөө үчүн Arduino IDE колдонобуз. Сиз акыркы Arduino IDEнин расмий сайтынан жүктөп алып, орното аласыз:

Баштаардан мурун, Nodemcu үчүн Arduino IDE орнотушуңуз керек. Мен бул жердеги кадамдарды айтпайм, анткени бул темадан алыс болушу мүмкүн. Бирок сиз бул эң сонун нускаманын кадамдарын жана түшүндүрмөлөрүн ээрчип алсаңыз болот.

Биздин программанын кээ бир китепканалардан көз карандылыгы бар. Программалык көз карандылык деген эмне?

Көз карандылык - бул программалык камсыздоонун бир бөлүгү экинчисине таянганда колдонулат.

Бул жерде жеке жардамчы программасын түзүү үчүн компьютериңизде болушу керек болгон Arduino китепканаларынын тизмеси:

• ArduinoJson
• DFRobotDFPlayerMini
• NTPClient

Сиз аларды Github баракчасынан бирден жүктөп алып, zip файлдарын Arduino китепкана каталогуна чыгарсаңыз болот. Анын системаңыздагы жолу: C: / Users [your-username] Documents / Arduino

Мен кодду таза кармоо жана татаалдыктан алыс болуу үчүн китепкана жаздым. PersonalAssistant-Library.zip файлын жүктөп алып, аны Arduino китепкана каталогуна чыгарыңыз. Ошол үч китепкана үчүн сиз мурда кылган сыяктуу.

YahooWeather.php файлы

ESP8266 хэш алгоритмдерди аткарууга жетиштүү күчтүү болбогондуктан, биз аны OAuth стандарттарына негизделген Yahoo Weather APIге HTTP сурамдарын жөнөтүү үчүн түз колдоно албайбыз. Ошентип, биз түзмөгүбүз менен Yahoo Weather APIнин ортосунда файлды колдонобуз. Сиз YahooWeather.zip файлын жүктөп алып, аны чыгарып, YahooWeather.php файлын веб -серверге коё аласыз. Мисалы, эгер сиздин домен example.com болсо жана сиз файлды api каталогуна койсоңуз, анда апи чекити example.com/api/YahooWeather.php болуп калат.

Программанын эскизи жана FFS (Flash File System)

Сиздин NodeMCU тактасында маалыматтарды сактоо үчүн 4 МБ флеш файлдык тутуму бар. Демек, бизде болгондо, эмне үчүн колдонбойбуз?

Биздин түзмөктө эки колдонуучу интерфейси бар деп айтканым эсиңиздеби? Бул жалгыз баскычтан тышкары, биздин экинчи колдонуучу интерфейси вебге негизделген жөнөкөй колдонмо. Бул колдонмо менен, сиз ар бир модулду иштетүү / өчүрүү, тейлөө жөндөөлөрүн же түзмөктүн конфигурациясын өзгөртүү менен, операциянын кезегин башкара аласыз, мисалы, WiFi SSID жана сырсөздү коюу. Биз бул файлдардын бардыгын NodeMCU Flash File тутумунда сактайбыз жана колдонуучулардын суроо -талаптарын веб браузерден иштетүү үчүн жеңил веб -серверди иштетебиз.

Config файлын түзөтүү

PersonalAssistant-Sketch.zip файлын жүктөп алып, аны компьютериңиздин бир жеринен алыңыз. Файлды config.json ачыңыз:

PersonalAssistant/data/config.json

Сиз каалаган блокнот, блокнот ++, Atom сыяктуу текст же код редакторун колдоно аласыз. Файл - бул json маалымат структурасы, андыктан ал адам окуй турган ачкыч / маани жубу жана сиз аны оңой оңдой аласыз. Сиз бул талааларды өзгөртө аласыз:

• Gmail

  • колдонуучу аты: сиздин Gmail колдонуучу атыңыз @gmail.com менен
  • пароль: сиздин Gmail сырсөзүңүз

• Аба ырайы

  • woeid: аба ырайы жөнүндө маалымат алгыңыз келген жер. WOEID (Where On Earth IDentifier) - бул Yahoo тарабынан жайгашкан жери үчүн колдонулган маалымдама идентификатору. Бул шилтемеден WOEID жерлеринде издөө жүргүзсөңүз болот.
  • api: бул APIдин акыркы чекити. Yahooweather.php файлыңызга шилтеме.
  • appId, ConsumerKey жана ConsumSecret: Yahoo Weather APIге кирүү үчүн Yahoo иштеп чыгуучулар бетинде долбоор түзүшүңүз керек. Бул сизге API колдонуу үчүн керектөөчү ачкычын жана сырын берет. Баштоо үчүн Yahoo Weather Developer баракчасына кирип, APP түзүңүз.

• Убакыт зонасы

  убакыт алкагы: жайгашкан жериңизге жараша убакыт алкагын киргизиңиз. Бул оң же терс флот номери болушу мүмкүн жана анын бирдиги саат

• WiFi

  • ssid: тармагыңыздын SSID.
  • пароль: сиздин тармак сырсөзүңүз. NodeMCU Wi -Fi тармагыңызга туташуу үчүн ssid жана сырсөздү колдонот.

Программа эскизин жана FFS маалыматын жүктөө

NodeMCU'ду компьютериңизге микро-USBден USB кабелине туташтырыңыз.

Эми PersonalAssistant.ino файлын ачыңыз:

PersonalAssistant/PersonalAssistant.ino

In Arduino IDE, from Tools> Board, NodeMCU 1.0 (ESP-12E Module) тандаңыз. Tools> Portтон, туура портту тандаңыз. Бул сиздин NodeMCU билдирет.

Эми, Tools> ESP8266 Sketch Data Upload тандаңыз, бул маалымат папкасынын мазмунун ESP8266га жүктөйт. Ал бүткөнчө бир аз күтө туруңуз. Андан кийин, Эскиз> Жүктөө тандап же программаны жүктөөнү баштоо үчүн клавиатураңыздагы Ctrl + U баскычтарын басыңыз. "Жүктөө бүттү" деген билдирүүнү көргөнчө күтө туруңуз.

4 -кадам: Micro SD картасын орнотуу

MP3 файлдарын сактоо үчүн микро SD картаны колдонобуз. Кайсы файл кайсы убакта ойнотулушу керектигин NodeMCU чечет жана DFPlayer Mini ага MP3 файлдарын декоддоо аркылуу маанилүү сүйлөм чыгарууга жардам берет.

Мен Amazon Polly'ди колдонуп, керектүү үн бөлүктөрүн чыгардым.

Amazon Polly-бул текстти жандуу сүйлөөгө айландыруучу кызмат, ал сүйлөөчү тиркемелерди түзүүгө жана сүйлөөгө жөндөмдүү продукциянын таптакыр жаңы категорияларын түзүүгө мүмкүндүк берет.

Унутпаңыз, биздин түзмөк динамикалык сүйлөө үчүн Amazon Polly API колдонбойт. Бизде статикалык оффлайн үн бөлүктөрү бар жана аларды бириктирүү менен биз ар кандай сүйлөмдөрдү түзөбүз.

Бул сайтты MP3 файлдарын түзүү үчүн колдондум. Мен тандаган үн чыгармасы US English / Salli болду.

Сизге керек болгон нерсе - microSD.zip файлын жүктөө, андан кийин аны микро SD картаңызга чыгаруу. Ал бардык 78 керектүү MP3 файлдарын камтыйт.

Балким, сиздин Micro SD картаңыз жана адаптериңиз менен кошо келет. Сиз Micro SD картаңызды анын адаптерине салып, ноутбукка тиркей аласыз. Эгерде сиздин компьютер карта окууну колдобосо, анда тышкы карта окурманды колдонушуңуз керек.

5 -кадам: Схемаларды иштеп чыгуу жана ПХБны орнотуу

Мен Autodesk EAGLEдин жардамы менен схеманы жана тактаны иштеп чыккам. Мен SCH жана BRD файлдарын PersonalAssistant-PCB.zipге коштум. Тактаңызды заказ кылуу жана алуу үчүн аны оңдоп жана / же жергиликтүү же онлайн ПКБ өндүрүүчүсүнө жөнөтө аласыз.

Дагы бир айта кетчү нерсе, ESP8266 3.3vде иштейт, ал эми DFPlayer Mini 5vде иштейт. Бул эки модуль сериялык интерфейс аркылуу бири -бири менен сүйлөшүшү керек болгондуктан, биз 5v чыгарууну 3.3v киришке түз байланыштыра албайбыз, анткени бул сиздин ESP8266ңызга зыян келтирет. Ошентип, биз 5vдан 3.3v чейин деңгээлге айландырууга муктаж болобуз. Биз муну ишке ашыруу үчүн сигнал диодун жана 10K каршылыгын колдонобуз.

6 -кадам: Аны ээрчиңиз

Тактаны чогултуу абдан жөнөкөй, анткени сизде бир нече компоненттер бар. 5 -кадамдын схемасын жана тактай дизайнын ээрчип, ар бир нерсени оңой жерге коюңуз.

Мен резисторлорду жана диодду кичине эле ширетүүдөн баштадым. Зым кескич менен алардын керексиз куйруктарын оңой эле кесип салсаңыз болот. Жогорудан төмөн карай 1K, 10K жана 10K каршылыгын коюу керек.

PCBдеги бардык NodeMCU жана DFPlayer Mini казыктарын ширетүүнүн кажети жок. Пинчаларды жол менен ширетүү жетиштүү.

Унутпаңыз, динамиктер менен диоддордун полярдуулугу бар. Сиздин компоненттериңизде бир динамик жана бир диод бар. Диод үчүн кара сызыгы бар тарап анын терс жагы же катод болуп саналат.

7 -кадам: Корпус

Мен чыгармачыл түрдө кооз корпусту долбоорлоону чечтим. Дизайн учурунда анын кызыктай формасы жөнүндө тынчсызданчумун, бирок аягында анчалык деле жаман болгон жок. Жок дегенде рояльга окшош жана колуңда кармап тургандай сезилет!

6 бети бар классикалык алты бурчтуу куб формасынын ордуна мен көп катмарлуу корпусту иштеп чыктым. Төмөндөн өйдө карай, ар бир катмар өзүнүн астыңкы катмарында жатат. (Мен аларды L0дон L6га чейин, төмөндөн өйдө атагам)

Түстөр жана коюу

Сиз эң күчтүү контрастты түзүү үчүн эки кошумча түстү колдоно аласыз, мисалы:

• Кызыл жана Жашыл
• Көк жана кызгылт сары
• Сары жана кызгылт
• Көк жана Сары

Мен үстүнкү катмар үчүн тунук акрил колдондум, андыктан аппараттын ичин көрө аласыз.

Үстүнкү катмардын калыңдыгы (катмар-6) 2 мм, калган катмарлардын калыңдыгы (катмар-0дон катмар-5ке чейин) 4 мм болушу керек. Эгерде сиз мага окшоп 2,8 мм акрил калкан колдонууну кааласаңыз, анда эч кандай көйгөй жок. Бирок сиз офсет үчүн катмар-1 жана катмар-3төн эки серияны кесип алышыңыз керек.

Корпусту чогултуу үчүн астыңкы катмардан баштаңыз (L0). Үстүнө такта коюп, кыска болтторду колдонуңуз жана гайкаларды колдонуп бекемдеңиз. Сиз азыр катмардын астынан төрт узунураак болттарды тиркей аласыз-0. Мунара сыяктуу бир нерсе. Андан кийин башка катмарларды оңой эле уланта берсеңиз болот.

Эскертүү: Сиз төмөнкү катмар менен тактайдын ортосунда кошумча шайба колдоно аласыз.

Мен ошондой эле түзмөктүн порттору үчүн маалымат тексттерин коштум (кубат жана микро SD карта). Сиз үстүңкү катмарга лазердик гравировканы колдоно аласыз.

Мен CDR жана DXF файл форматтарын коштум. Сиз аларды жүктөп, түзөтүп жана лазердик кесүү үчүн колдоно аласыз.

8 -кадам: Вебге негизделген колдонуучу интерфейсине кирүү

Түзмөктү иштетүү

Сиз каалаган 5v микро USB заряддагычты колдонуп, түзмөктү кубаттай аласыз. Микро USB түзмөгүнүн Power портуна тиркеңиз, бул сиздин NodeMCU'ңуздагы микро USB кириши.

Колдонуучу интерфейсине кирүү

Кээ бир файлдарды ESP8266 Flash файл тутумуна жүктөгөнүбүз эсиңиздеби? Колдонууга убакыт келди. Сизге керектүү нерсе - бул тармакта ESP8266га дайындалган IP дареги. IP дарегин табуунун көптөгөн жолдору бар. Мен алардын айрымдарын бул жерде тизмектейм:

• Сиздин роутерди конфигурациялоо баракчасында, DHCP ижара тизмесинин бир жеринде, тармагыңыздагы IP даректери бар түзмөктөрдүн тизмесин көрө аласыз.
• Microsoft Windows жана macOSто терминалда arp -a сыяктуу командаларды иштете аласыз.
• Android жана iOSто Fing сыяктуу тиркемелерди колдоно аласыз. (Android / iOS)
• Linuxто Nmap сыяктуу куралдарды колдоно аласыз.

IP дарегин тапкандан кийин, аны веб -браузериңиз аркылуу ачыңыз. Сиз модулдарды иштетүү / өчүрүү аркылуу операция кезегин башкара аласыз.

9 -кадам: Акыркы ойлор

Бул долбоор абдан көп убакытты жана энергияны талап кылды. Жеке жардамчыга дагы көптөгөн параметрлерди кошсоңуз болот. Мен кээ бир бөлүктөрүн келечектеги өнүгүү үчүн ачык калтырдым. Кээ бир бөлүктөрү сыяктуу:

1. Көбүрөөк кызматтарды жана модулду кошуу. Мисалы, сандарды эсептөө, чүкөнү тоголотуу же тыйынды айлантуу.
2. Тармакка туташкандан кийин, түзмөк IP дарегин сүйлөй алат. Бул опцияны IP дарегин табуу процессин жөнөкөйлөтүү үчүн кошсоңуз болот.
3. Интернетке негизделген башкаруу панелинде WiFi жөндөөлөрүн өзгөртүү мүмкүнчүлүгүн кошуу.
4. Желе негизиндеги башкаруу панелинде кызмат жөндөөлөрүн өзгөртүү мүмкүнчүлүгүн кошуу. (Алардын html формасы даяр. Сурамдарды иштетүү керек)
5. Түзмөктүн ар кандай абалдарына көбүрөөк үн жоопторун кошуу.
6. Вебге негизделген башкаруу панели үчүн кирүү баракчасын кошуу. Сиз муну HTTP аталыш линияларына кукилерди кошуу / салыштыруу аркылуу жасай аласыз.

Жана, мен бул үйрөткүч жөнүндө сиздин оюңузду билгим келет.:)