Wireless Lunar Phase Tracker: 6 кадам (Сүрөттөр менен)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Акыркы өзгөртүү: 2024-01-30 10:42

Ай фазасынын трекери-бул Ай жөнүндө маанилүү маалыматты чогултууга мүмкүндүк берүүчү кичинекей, жарым портативдүү аппарат. Түзмөк көрүнүп турган жарык, фаза, айдын чыгышы жана белгиленген убакыт жана башка параметрлерди билдирет.

Бул аппарат илимге же астрономияга кызыккан жана столдун кеңсе жасалгасын камсыз кылган жана сөзсүз сүйлөшүүнүн башаты болгон ар бир адам үчүн абдан маанилүү.

Долбоор абдан жөнөкөй жана ESP32 сыяктуу интернетке туташкан түзмөктү талап кылат, бирок сиз дайыма кодду WiFi калканч, Ethernet калканч же башка интернетке туташкан түзмөк менен иштөөгө ылайыкташтырсаңыз болот. Lunar Phase Tracker литий-полимердик батарейкаларды иштөө үчүн иштелип чыккан жана абдан кубаттуу E-сыя дисплейи, ал керемет экранды гана бербестен, электр өчүп калса дагы акыркы сүрөттү кармап турат!

1 -кадам: Астрономия маалыматына катталуу

Бул кадам абдан маанилүү (кызыксыз болсо да), анткени биз маалыматты чогултуу үчүн онлайн API колдонуп жатабыз. Айдын фазаларын, жарыктандырууну ж. Биз колдонгон API түз аба ырайы станциясынан жана мониторинг системасынан заманбап маалыматты камсыздайт, андыктан биз алган маалыматтар эсептелген баалуулуктар эмес, чыныгы дүйнө жыйынтыктары.

Метеорологияга барыңыз, "катталууну" чыкылдатыңыз жана бардык маалыматыңызды толтуруңуз. Аккаунт таптакыр бекер жана сиз мүнөтүнө өтө көп жыйынтык сурабасаңыз же күнүнө 500 суроо -талаптан ашпасаңыз, API чалууларыңыз ошондой. Бул баракты кыстарып турганыңызды текшериңиз, ар дайым кийинчерээк кайтып келип, аба ырайынын статистикасы жана башка сонун маалымат үчүн API колдоно аласыз. Аккаунтуңузду түзгөндөн кийин, API сайтына өтүңүз, "сатып алуу ачкычын" чыкылдатыңыз жана бекер планды тандаңыз, сиз жөн гана бир нече деталдарды киргизишиңиз керек жана сиз Devoloper Key ID менен көйгөйлөргө туш болосуз. Бул ID сиз үчүн уникалдуу жана купуя сакталууга тийиш. Мен ачкычымды Arduino кодунун мисалында бердим, биз аны бир аздан кийин карайбыз. Менин ачкыч идентификаторумду тестирлөө үчүн колдонсоңуз болот, бирок мен өзүмдүн катталууңузду сунуштайм.

Өзүңүздүн уникалдуу идентификаторуңуз бар болгондон кийин, чындыгында абдан жылаңач болгон Astronomy API маалыматына өтсөңүз болот. Сиз төмөнкүдөй көрүнгөн жөнөкөй мисалды таба аласыз:

api.wunderground.com/api/8c6dc2e5c6f36de9/a…

Бул URL өтө маанилүү, анткени бул биздин долбоорду ишке ашыруу үчүн керектүү болгон бардык маалыматты бизге берет. Алга, шилтемени чыкылдатыңыз, сиз Сиднейдин ай фазасы, жарыктандыруу жана башка жакшы маалымат сыяктуу жыйынтыктарын көрөсүз. URLге көз чаптырыңыз, биз Сиднейди, Австралияны жана "8c6dcwe …" менен башталган узун кодду көрөбүз. Бул код - биз мурда алган ачкыч идентификаторуңуз. Бул кодду уникалдуу идентификаторуңуз менен алмаштырыңыз жана анын кантип иштээрин көрүңүз, так ошол эле натыйжаны алууңуз керек. Жерлер менен ойноп көрүңүз. Түштүк Африкада өзүм үчүн Йоханнесбург менен ЗАны колдоном.

2 -кадам: Компоненттер

Эми кызыктуу нерселер үчүн. Бизге бир нече компоненттер керек болот, анча көп эмес жана алардын бири да өтө кымбат эмес жана мен колдонгон компоненттер үчүн Amazon шилтемелерин бердим. Эсиңизде болсун, эгер сиз программалоону жакшы билсеңиз, сизде бар болгон дисплейди же интернетти колдоно аласыз. Курулуш үчүн мен төмөнкүлөрдү колдондум:

Waveshare E-Ink SPI 4.2 "SPI дисплейи

• ESP32 Dev Board (Жалпы)
• Adafruit Power Boost 500
• 5000mAh Lipo Батарея пакети
• Stripboard (Protoboard)

Сиз ofcouse сыяктуу негизги куралдарды керек болот:

• Кандооч
• Solder
• Мультиметр
• Калибрлер
• Протоботтогу тректерди бөлүү үчүн бургулоо
• Зым
• Wire Snips
• Клей (ысык клей иштейт)
• Arduino IDE орнотулган ноутбук

Сизге керек болгон жалгыз өнүккөн курал - бул корпус жасоо үчүн 3D принтери. Эгерде сизде жок болсо, анда жакшы, корпусун жыгачтан жана кол ара менен же колуңузда бар нерседен жасаңыз. Ооба, менин 3D принтерим эски жана чаң.

3 -кадам: ЭЭМ үчүн программалык камсыздоо

Райондо жана программалоодо иштөөнү баштаардан мурун, биринчи кезекте, бул жерде жайгашкан Arduino IDEнин эң акыркы версиясы керек болот.

Биз ESP32ди Arduino ядросу менен колдонуп жаткандыктан, бул өзөктү Arduino IDEге орнотушубуз керек болот. Githubдан келген бул жөнөкөй көрсөтмөнү ээрчиңиз, анда сизге Arduino IDE ичинде ESP32 түзмөгүңүздү колдонуу үчүн кандай программалык камсыздоо жана конфигурация керек экени көрсөтүлөт.

Системабыздын иштеши үчүн бизге дагы эки кошумча китепкана керек болот. Биринчиси, Arduino JSON китепканасы, бул бизге JSON сурамдарын окууга жана талдоого мүмкүндүк берет, бул биз Weather Undergroundдон алган нерсебиз. Бул эки китепкананы жеке Dropboxтон же ылдый түшүрүп алсаңыз болот. Файлдарыңыз болгондон кийин, аларды чыгарып, Arduino китепкана папкаңызга салыңыз. Ал жалпысынан C: / Users / YOUR_NAME / Documents / Arduino / китепканаларында жайгашкан. IDEди кайра жүктөөңүздү текшериңиз, антпесе Arduino жаңы толуктоолорду албайт. Негизги Arduino SRC коду дагы ошол папкада. Китепкана Waveshare дисплейлеринен алынган үлгүнүн өзгөртүлгөн версиясын да камтыйт. Файлдар GPIOдору менен ESP32 модулунда иштөө үчүн өзгөртүлдү жана мен айдын ар кандай фазалары үчүн бардык сүрөттөрдү камтыган жаңы "шрифтти" ишке киргиздим.

4 -кадам: Circuit

Макул, мунун схемасы өтө жөнөкөй жана бир нече компоненттерди жана зымдарды талап кылат.

Жалпы идея, бизде Lipo заряддагыч схемасы, 5В берүүчү күчөткүч, анан 3.3V чыңалууну төмөндөтүүчү ESP32 Dev Kit бар. Бул 3.3V Waveshare E-Ink дисплейи үчүн дагы колдонулат. Ооба, бул бир аз эффективдүү эмес, анткени линиялык жөндөгүч менен күчөтүлөт, бирок ESP32 абдан коркунучтуу чыңалуу диапазонунда иштейт. Бир жерде болжол менен 2,5 - 3,6В. Бул батарейка долбоорлору үчүн, айрыкча, литий полимердик клеткаларды колдонгондор үчүн ылайыктуу эмес.

Негизги зым төмөнкүдөй:

• ESP32 Dev Kit боюнча 5V чыгаруу Vin & GND конвертерин күчөтүңүз
• ESP32 3.3V 3.3V & GND E-сыя дисплейи
• ESP32 PIN 18 CLK E-Ink Display
• ESP32 PIN 23 DIN/MOSI E-Ink Display
• ESP32 PIN 5 CS/SS E-Ink Display
• ESP32 PIN 32 DC E-Ink Display
• ESP32 PIN 33 RST E-Ink Display
• ESP32 PIN34 BUSY E-Ink Display

Сиз зымдардын өтө жөнөкөй экенин көрө аласыз жана менин DIY такталарым конструкциялоо үчүн болжол менен 15 мүнөткө созулду. Электр энергиясын берүүдөн мурун мультиметр менен кыска туташууларды текшериңиз.

Уйку режиминде болжол менен 40 мА кубатты үнөмдөө үчүн, мен ESP32 жана Lipo күчөтүү тактасынан LEDди алып салдым. Бул батарейкалардын бир аз көбүрөөк иштешине жардам берет. Кааласаңыз, электр которгучту, энергияны үнөмдөө схемасын, автоматтык ажыратууну ж.б. Сиз бул долбоорду кеңейте аласыз жана аны өзүңүз каалагандай татаалдаштыра аласыз.

5 -кадам: Кодекс

Кодду 3 -кадамдын ичинде берилген папкадан тапса болот же.ino файлын төмөндөн түшүрүп алсаңыз болот. Баары чогуу иштеши үчүн 3 -кадамда айтылгандай, байланышкан китепканаларды орнотушуңуз керек болот. Бул кадам үчүн айта турган көп нерсе жок, анткени код иштөө шартында берилет. Программаны текшерүүдөн мурун SSID менен тармактын сырсөзүн киргизүүнү тактаңыз, ар дайым жакын жердеги зымсыз тармактарды аныктоо үчүн ESP32 WiFi сканерин иштете аласыз, бирок менин программамда тармак маалыматы код менен коддо гана белгиленген. Балким, сиз кайсы тармакка туташкыңыз келгенин сураш үчүн аны өзгөртө аласыз:)

Код абдан жөнөкөй жана мен кийинки бир нече жумада комментарий берүүгө жана тактоого бир аз убакыт бөлөм. Биз негизи бир тармакка, менин учурда, менин үй тармагыма туташам. Андан кийин Weather Underground менен туташууга жана веб -баракчадан JSON текстин алууга аракет кылабыз. ArduinoJSON китепканасы андан кийин чыгаруу үчүн колдонулат. же талдоо, JSON кодун колдонуучуларга көрсөтүүдөн мурун баалуулуктарды башкарууга мүмкүндүк берген char массивдерине же саптарына бөлүңүз. Акыркы код коду GUIди программалоо үчүн жана сыноо жана ката аркылуу жасалган. Мен дисплейди карадым, активдердин позициясын көбөйтүп же азайтып, шрифт өлчөмү, макети жана сүрөттөрү кандай болгонуна ыраазы болгонго чейин кодду кайра иштеттим.

Мен энергияны үнөмдөө үчүн ESP32 үчүн терең уйку режимин киргиздим. Демейки 60 секунд болот, бирок мен сизге маанини бир же эки саатка алмаштырууну сунуштайм, анткени жаңыртуулар жок дегенде бир нече саатка созулбайт. Мисал секунддарды кабыл алат, андыктан конверсияны туура жасаганыңызды текшериңиз.

Мен дагы Dot Factory программасын колдонуп, жаңы шрифт үчүн он алтылык массивдерди түздүм. Бул шрифт айдын фазалары үчүн "сүрөттөрдү" түзүү үчүн колдонулат. Эгерде сиз шрифт файлын түзөткүңүз келсе, анда жогоруда аталган программаны муун үчүн колдонгонуңузду текшериңиз. Бул бир аз түшүнүксүз, анткени E-Ink китепканасы жакшы документтештирилген эмес жана менин ийгилигимдин көбү сыноо менен катанын аркасында болгон. Мен бул код менен көбүрөөк убакыт өткөргөндө, мен көрсөтмөлөрдү жаңыртып, жыйынтыктарым жөнүндө көбүрөөк маалымат берем.

Айдын фазалары үчүн колдонулган шрифт ASCII стандарттык схемасына ылайык жасалышы керек. Эгерде сиз font24ти EPD-master папкасында ачсаңыз, анда 1-график ак боштук менен аныкталган жайгашууну көрө аласыз, экинчиси "!" (илеп белгиси) жана башкалар. Мен байланышкан шрифтти коддун акыркы битиндеги 3 санын же хэштег символун колдонуп тартканымды көрөсүз (getLunarChar функциясы). Бул Arduino ASCII стандартын 32ден 127ге чейин күтөт, анткени биз чыныгы шрифттерге эч кандай тиешеси жок шрифттерди колдонуп жатабыз, тескерисинче ай фазасынын графикалык матрицасы, биз ASCII тамгасы биздин тандалган айдын фазалык сүрөтүнө шилтеме беришин камсыз кылышыбыз керек. Бул колдонууну билдирет! белги, биздин ай фазасынын шрифти бизге ошол тизмедеги экинчи ай фазасынын графигин көрсөтөт. Эгерде сиз айдын фазасынын шрифтин карасаңыз, анда айдын бардык баскычтарын көрөсүз. Келечекте мен киргизген бардык графиканы колдонуу үчүн дагы кодду кошом. Учурда биз бир нечесин гана колдонуп жатабыз, бирок графика ай фазасынын шрифтинде ишке ашырылган жана аны колдонуу үчүн жөн гана коддо ишке ашырылышы керек.

6 -кадам: Акыркы жыйын

Куруунун акыркы бөлүгү жана эң канааттандырарлык нерсе - бул монтаждоо процесси. Мен тактайыма туура келген корпусту 3D кылып басып чыгардым. Долбоор абдан DIY, эч кандай профессионалдык ПХБ же бирдиктүү стандарттык макет жок. Көпчүлүк учурда, мен колдонгон кутуча чоңураак, сиз каалаган липо заряддагычты же тездеткичти колдоно аласыз. Алар ушул Нускамада айтылган негизги функцияларды камсыз кылышса, анда сиз жакшы болушуңуз керек.

Мен 4 бураманы колдонуп, корпустун үстүнкү жана астыңкы жарымын бирге кармап, DIY схемамды орнотуу үчүн ысык желимди колдондум. Мен батарейканы кармап туруу үчүн кичинекей желим тамчыларын колдондум, бирок эгерде менде көбүрөөк убакыт болсо, мен бардык электроника үчүн атайын кронштейн жасамакмын.

Мен дагы арткы жагындагы баскычты ачуу үчүн тешик жасоону чечтим. Бул батарейканы тездеткичтен ажыратат, эгер сиз түзмөктү 24/7 иштетүүнү пландабасаңыз, бул пайдалуу. Тилекке каршы, ESP32 терең уйку режиминде болсо дагы, күчөткүч өзгөрткүч дагы деле күчүн колдонот.

Жалпысынан мен жыйынтыгына абдан кубанычтамын. Мен ESP32ди колдонуп жатып көп нерсени үйрөндүм жана келечекте аны ар кандай долбоорлордо колдонуп жатканымды көрө алам.

Эгерде сизде кандайдыр бир суроолор болсо, тартынбастан сураңыз, мен жардам берүүгө даярмын жана эгер сиз бул Нускамада кандайдыр бир каталарды тапсаңыз, анда мага кабарлаңыз.

ТҮЗӨТҮҮ: Мен чынында CNC машинасын 3D басып чыгарылган версиянын ордуна кичинекей коробка кылдым, бул сиз өзгөчөлөнгөн сүрөттөрдө көрүнүп турат.

ТҮЗӨТҮҮ: Тандалган сүрөттөрдө биз 99% жарык менен толук айды көрөбүз. Демек, ак чөйрө, ай өзүнүн типтүү фазаларын басып өткөн сайын, айдын сүрөтү ошого жараша өзгөрөт. Кийинки сүрөттөр айдын фазалары боюнча жылган сайын жүктөлүп берилет, андыктан графиканын өкүлчүлүгүн ала аласыз.

Космос чакырыгында Runner Up