PixelMeteo (UltraLow Power Forecast Monitor): 6 кадам (сүрөттөр менен)

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

IOT - бул сонун нерсе, анткени сиз бардыгын интернетке туташтырып, алыстан башкара аласыз, бирок дагы бир нерсе бар, ал абдан сонун жана ледтер … Бирок дагы бир нерсе бар, элдин көбү зымдарды жакшы көрүшпөйт, бирок алар Батарея клеткаларын алмаштырууну жактырбайм, андыктан ал батарейканы алмаштырбай көп жылдар бою иштесе сонун болмок. Бул идеялар менен бул долбоор жаралды.

Баштоодон мурун, эгер сиз бул Долбоорду жактырсаңыз, бул долбоорго WIRELESS AND LED Конкурсунда добуш берүүнү карап көрүңүз, мен ыраазы болом

Бул долбоор аба ырайынын монитору болуп саналат, ал кийинки саатка аба ырайын ретро пикселдик анимация менен көрсөтөт жана 3 жылга чейин иштей алат (дээрлик теориялык). Бул түзмөк ESP8266 менен иштейт жана аба ырайы жана температурасы менен пикселдик ретро анимацияны көрсөтүп, сиз тандаган жерде аба ырайын алуу үчүн Accuweather (аба ырайынын болжолдуу веби) менен туташат. Сол жактагы номер ондуктар жана оң жактагы сан температуранын маанисинин бирдиги. Маалыматты көрсөткөндөн кийин энергияны үнөмдөө үчүн өзү өчөт.

Ошентип, баштоого убакыт келди!

1 -кадам: Сизге эмне керек?

Бардык компоненттерди eBayден же Aliexpress же Bangood сыяктуу кытай желесинен оңой эле табууга болот. Көпчүлүк компоненттердин аталышында мен продукттун шилтемесин тиркеп койгом. Резистор сыяктуу кээ бир компоненттер пакеттерде сатылат, андыктан эгер сиз мынча көп резисторду каалабасаңыз, жергиликтүү дүкөндөн сатып алуу сунушталат.

Куралдар

• 3D принтер.
• TTL программисти үчүн FTDI USB
• Solder

Компоненттер

• WS2812 61Bit шакеги: 13 €
• ESP8266-01: 2.75 €
• 2x 2N2222A: 0.04 € (Окшош NPN транзитору иштейт)
• BC547 же 2N3906: 0.25 € (Окшош PNP транзистору иштейт жана балким жергиликтүү дүкөндө арзаныраак таба аласыз)
• 3X 220 Ом каршылыгы: Бул болжол менен 0.1 € болушу мүмкүн, бул шилтеме резистордун комплектине арналган.
• Бургуланган PCB 40x60mm: 1.10 € (Сизге 40x30мм гана керек).
• 1 Конденсатор 470uF/10V
• Зымдар
• 3 AAA клеткалары

2 -кадам: Электр схемасы жана ал кантип иштейт

Анын кантип иштээрин көрсөтүү үчүн мен эки сүрөттү тиркедим, биринчиси - Fritzingдеги протобордук көрүнүш (ошондой эле мен файлды жүктөйм), экинчиси - бул PCB дизайны менен Eagleдеги схема. Бир нече "аналогдук" компоненттерге ээ болгонуна карабастан, бул абдан жөнөкөй схема.

Бул схеманын иштеши: Баскычты басканда, NPN жана PNP транзисторлорунун схемасы, ESP8266 жана LEDS азыктандырат. Мындай схема "Бекитүүчү баскыч" деп аталат, сиз мындай схеманын жагымдуу түшүндүрмөсүн көрө аласыз же бул жерден. Баары бүткөндө (анимация көрсөтүлдү), микроконтроллер транзистордун базасына жогорку абалды берет жана алар схеманы өчүрүшөт. Мына ошондуктан ал экинчи NPN транзисторунун базасын жерге байланыштырат.

Бул схеманы колдонуунун себеби, биз минималдуу керектөөнү каалайбыз жана ушул конфигурация менен биз 0.75 мкА айланасында өчүрүлө алабыз, бул аздыр -көптүр… эч нерсе эмес. Бул учурдагы керектөө транзистордо агып кетүүчү ток бар болгондуктан.

Бир аз теорияны каалабасаңыз, кийинки сапка өтүңүз:

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

Мен теория менен анчалык тереңирээк таанышкым келбейт, бирок мен ойлойм, бул автономия канчалык автономияга ээ болорун кантип эсептөөнү билүү жакшы. Ошентип, бир аз теория.

IOT түзмөктөрүндө батарейканын чоң иштөө мөөнөтү - бул аппараттын 50% ы, андыктан көп жылдык автономияга жетүүнүн бир жолу бар: Зарыл болгондо гана жана өтө аз убакытка күйгүзүү жана күйгүзүүнү таймер же сенсор чечет. кайра Менимче, бул мисал менен түшүнүктүү.

Токойдогу нымдуулуктун сенсорун сүрөткө тартуу токойдун зонасында жана ал зонада нымдуулуктун деңгээлин кармап турат, андыктан ал көп жылдар бою адамдын катышуусуз иштей турган нерсеге муктаж жана ал 30 секундда болушу керек (бул маалыматты өлчөө жана жөнөтүү керек болгон убакыт) ар бир 12 саатта. Ошентип, схема мындай болмок: таймердин чыгышы менен 12 саат 30 секундда өчүрүлгөн таймер микроконтроллердин кирүү туташуусуна туташат. Бул таймер дайыма күйүп турат, бирок наноамперлерди колдонот.

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

Теориянын аягы

Бул мисалды көргөндөн кийин, биз бул проектке абдан окшош экенин көрө алдык, айырмасы менен биз эс алуу убактысын чечтик. Ошентип, батареянын иштөө мөөнөтүн эсептөө үчүн биз сүрөттө тиркелген формуланы колдонушубуз керек жана бул баалуулуктар:

• Ион: Күйүп турганда керектелүүчү ток (Бул учурда аба ырайына жараша болот, анткени ар бир анимацияда 20 мАдан 180 мАга чейин керектөө бар)
• Тон: Бул убакыт. (Бул учурда, сиз 15 секунд бою түзмөктү күйгүзгөн сайын)
• Ioff: Өчүрүү учурдагы керектөө.
• Тофф: эс алуу. (Бул бир гана күндү күйгүзсөк, күн бою (секунд менен) 15 секунддан аз).
• Батарейканын кубаттуулугу. (Бул учурда кубаттуулугу 1500 мАч болгон 3 ААА клеткасы).

Батарейканын иштөө убактысы күндүз жана аба ырайына канча жолу күйгүзүлгөндүгүнө жараша болот, анткени булут каптап турганда учурдагы дренаж 180 мАга жакын, бирок жаан же кар жааганда 50 мА гана болот.

Акыры бул Долбоордо биз бул баалуулуктарды формулага колдонуп 2,6 жылга жете алабыз:

• Батарейканын сыйымдуулугу: 1000 мАч.
• Ион: 250мА (Эң начар абал-> Күнөстүү булут)
• Өчүрүү: 0.75uA
• Тон: 15 сегм (Күнүнө бир гана жолу күйгүзүү)
• Тофф: 24 саат аз 15 сек.

Акыркы сүрөт - бул даяр ПХБ, бирок сиз бургуланган ПКБда оңой эле жасай аласыз, эгер сиз Cooper PCB кантип жасоону билбесеңиз жакшы болот.

3 -кадам: Кодекс кантип иштейт?

Бул долбоор ESP8266-01 жана Arduino IDE менен иштейт

Мен ар бир анимация жана корпустун колдонулушу менен видео тиркеп койдум. Видеонун сапаты жакшы эмес, анткени жарык кыймылга жазылуу бир аз кыйын болгон. Көзүңүз менен көргөндө, ал алда канча жакшы көрүнөт.

Код толугу менен документтештирилген болсо, сиз бардык деталдарды көрө аласыз, бирок мен анын "схемалык" жол менен кантип иштээрин жана туура иштеши үчүн эмне керек экенин түшүндүрөм.

Бул программалык камсыздоонун иштөө процесси:

1. Wi-Fi тармагыңызга туташат. Ошол эле учурда аны LED диоддорунда анимация көрсөтүү менен байланыштырып жатат.
2. Http Кардарын түзүңүз жана Accuweather Webге туташыңыз.
3. JSON алуу өтүнүчүн Accuweatherге жөнөтүңүз. Бул негизинен Интернеттен бир жерде кийинки сааттын божомолун сурап жатат. Кошумча маалыматтар: Бул көптөгөн долбоорлор үчүн абдан кызыктуу, анткени бул нерсе менен сиз жергиликтүү автобустан, жер астынан, поездден … же баалуу кагаздардан маалымат аласыз. Ал маалыматтар менен сиз каалаган нерсеңизди жасай аласыз, мисалы, автобус келгенде же кандайдыр бир акциялардын баасы түшүп кеткенде, коңгуроону күйгүзүңүз.
4. Биз маалыматты интернеттен алган соң, маалыматты "Бөлүү" жана өзгөрмөгө сактоо керек. Бул учурда колдонулуучу өзгөрмөлөр: болжолдоону көрсөтүү үчүн желедеги температура жана сөлөкөттү колдонуу.
5. Бизде температура болгондон кийин, күйгүзүлүшү керек болгон светодиодго жана кайсы түстү колдонуу керек экендигин өзгөртүү керек. Эгерде температура 0º Цельсийден жогору болсо, түсү кызгылт сары, ал эми башка учурда көк.
6. Алар ICON өзгөрмөсүнүн маанисине жараша, кайсы анимация туура келерин тандайбыз.
7. Акыры 5 секунддан кийин аппарат өзү өчүп калат.

Биз анын кантип иштээрин билгенден кийин, кээ бир маалыматтарды кодго жазуу керек, бирок бул абдан оңой. Тиркелген сүрөттө сиз кайсы маалыматты өзгөртүү керектигин жана кайсы сапта экенин көрө аласыз

Биринчи кадам: Acuweatherдин Api ачкычын алуу үчүн бул вебге кирип, каттоодон өтүү керек-> API Acuweather

Экинчи кадам: Сиз киргенден кийин бул сайтка кирип, бул кадамдарды аткарыңыз. Сиз бекер лицензия алып, каалаган APP түзүшүңүз керек, сизге API ачкычы гана керек.

Үчүнчү кадам: Жайгашкан жерди алуу үчүн Accuweatherден каалаган шаарды издеп, URL дарегин көрүп, мисалда жоон тамга менен жазылган номурду көчүрүү керек:

www.accuweather.com/es/es/Estepona/301893/weather-forecast/301893 (Бул сан ар бир шаарга тиешелүү)

Акыркы кадам: Wi-Fi маалыматыңызды киргизиңиз жана кодду Микроконтроллерге жүктөңүз.

4 -кадам: Корпусту басып чыгаруу

Бөлүктөрдү басып чыгаруу үчүн мен бул жөндөөлөрдү Курада колдондум:

Жогорку жана төмөнкү бөлүктөр:

Бир катмарга -0.1мм.

-60 мм/с.

-Колдоосуз.

Ортоңку бөлүгү:

Бир катмарга -0.2мм

-600 мм/с

-5%колдоо.

Бардык бөлүктөр тиркелген сүрөттөгүдөй багытталышы керек

5 -кадам: Баарына кошулуу

Зымсыз конкурстун биринчи сыйлыгы