PixelMeteo (UltraLow Power Forecast Monitor): 6 pași (cu imagini)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Modificat ultima dată: 2024-01-30 11:46

IOT este un lucru interesant, deoarece vă permite să conectați totul la internet și să îl controlați de la distanță, dar există un lucru că este și el cool și sunt leduri … Dar mai există un lucru, majorității oamenilor nu le plac firele, dar nu le place Nu îmi place să schimbați celulele bateriei, așa că ar fi minunat dacă ar putea funcționa ani de zile fără a schimba bateria. Cu aceste idei s-a născut acest proiect.

Înainte de a începe, dacă vă place acest proiect, vă rugăm să luați în considerare să votați acest proiect la CONCURSUL WIRELESS AND LED pe care îl voi aprecia

Acest proiect este un monitor meteo care arată prognoza meteo pentru următoarea oră cu o animație retro pixel și ar putea funcționa până la 3 ani (aproape teoretic). Acest dispozitiv funcționează cu un ESP8266 și se conectează la Accuweather (care este o prognoză meteo web) pentru a obține vremea în locul pe care îl alegeți, afișând o animație retro pixel cu vremea și temperatura. Numărul din partea stângă sunt zecile, iar numărul din partea dreaptă sunt unitățile valorii temperaturii. După afișarea informațiilor, se oprește singur pentru a economisi energie.

Așa că este timpul să începem!

Pasul 1: De ce ai nevoie?

Toate componentele sunt ușor de găsit în eBay sau în unele site-uri chinezești, cum ar fi Aliexpress sau Bangood. În majoritatea numelor componentelor am atașat un link către produs. Unele componente, cum ar fi rezistențele, se vând în pachete, deci dacă nu doriți atât de multe rezistențe, vă recomandăm să cumpărați într-un magazin local.

Instrumente

• imprimantă 3d.
• Programator FTDI USB to TTL
• Solder

Componente

• WS2812 61 Inel bit: 13 €
• ESP8266-01: 2,75 €
• 2x 2N2222A: 0,04 € (Orice tranzitor NPN similar ar funcționa)
• BC547 sau 2N3906: 0,25 € (Orice tranzistor PNP similar ar funcționa și ați putea găsi mai ieftin într-un magazin local)
• Rezistor 3X 220 Ohm: ar putea fi în jur de 0,1 € link-ul este pentru un kit de rezistență.
• PCB forat 40x60mm: 1,10 € (Ai nevoie doar de 40x30mm).
• 1 condensator 470uF / 10V
• Fire
• 3 celule AAA

Pasul 2: Circuitul electric și cum funcționează

Pentru a arăta cum funcționează, am atașat două fotografii, prima este vizualizarea protoboard din Fritzing (și eu încărc fișierul), iar a doua este schema din Eagle cu un design PCB. În ciuda faptului că au câteva componente „analogice”, este un circuit destul de simplu.

Funcționarea acestui circuit este: Când apăsați butonul, circuitul tranzistorilor NPN și PNP, alimentează ESP8266 și LED-urile. Acest tip de circuit se numește „buton de blocare” puteți vedea o explicație frumoasă a acestui tip de circuit sau aici. Când totul este terminat (s-a arătat animația), microcontrolerul oferă o stare înaltă la baza tranzistorului și acestea opresc circuitul. De aceea conectează baza celui de-al doilea tranzitor NPN la sol.

Motivul utilizării acestui circuit este că dorim să avem consumul minim și cu această configurație am putea atinge în jur de 0,75 µA când este oprit, ceea ce mai mult sau mai puțin … nimic. Acest consum de curent se datorează faptului că tranzistorul are curent de scurgere.

Dacă nu doriți un pic de teorie, treceți la următoarea linie:

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

Nu vreau să merg atât de profund cu teoria, dar cred că este bine să știu cum să calculez cât de multă autonomie poate avea un dispozitiv ca acesta. Deci, un pic de teorie.

În dispozitivele IOT realizate o durată de viață imensă a bateriei este de 50% din dispozitiv, deci există o modalitate de a obține ani de autonomie: pornirea numai atunci când este necesar și pentru un timp foarte scurt și un temporizator sau un senzor decid când porniți din nou. Cred că este clar cu un exemplu.

Imaginarea unui senzor de umiditate într-o pădure care captează nivelul de umiditate într-o zonă a pădurii și zona respectivă este destul de bruscă, deci aveți nevoie de ceva care ar putea funcționa ani de zile fără interacțiunea umană și trebuie să fie activat 30 de secunde (care este timpul care trebuie măsurat și trimis informațiile) la fiecare 12 ore. Deci, schema ar fi: Un temporizator oprit 12 ore și 30 de secunde cu ieșirea temporizatorului se conectează la intrarea de alimentare a microcontrolerului. Acest cronometru este întotdeauna activ, dar are un consum de nanoamperi.

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

Sfârșitul teoriei

Odată ce am văzut acest exemplu, am putut vedea că este destul de asemănător cu acest proiect numai cu diferența dintre care am decis să ne oprim. Deci, pentru a calcula durata de viață a bateriei, trebuie să aplicăm formula atașată în imagine și acestea sunt valorile de utilizat:

• Ion: curentul care consumă când este pornit (în acest caz depinde de vreme, deoarece fiecare animație are un consum care poate merge de la 20mA la 180mA și a)
• Ton: Timpul în care a trecut. (În acest caz, de fiecare dată când porniți dispozitivul va fi pornit timp de 15 secunde)
• Ioff: consum curent când este oprit.
• Toff: Timp liber. (Aceasta este toată ziua (în secunde) mai puțin 15 secunde dacă pornim o singură dată).
• Capacitatea bateriei. (În acest caz, 3 celule AAA în serie cu o capacitate de 1500mAh).

Durata de viață a bateriei depinde de numărul de ori pe care îl porniți în timpul zilei și de vreme, deoarece atunci când este însorit cu nor, curentul de scurgere este de aproximativ 180 mA, dar când plouă sau ninge, este doar 50 mA.

În cele din urmă, în acest proiect putem realiza 2,6 ani aplicând aceste valori la formula:

• Capacitatea bateriei: 1000mAh.
• Ion: 250mA (Cel mai rău caz-> Sunny cloud)
• Ioff: 0,75uA
• Ton: 15 seg (Porniți numai o dată pe zi)
• Toff: 24 de ore mai puțin 15 sec.

Ultima fotografie este PCB-ul finit, dar puteți face cu ușurință și într-un PCB forat, ceea ce este mai bine dacă nu știți cum să faceți un PCB cooper.

Pasul 3: Cum funcționează codul?

Acest proiect rulează cu ESP8266-01 și Arduino IDE

Am atașat un videoclip cu fiecare animație și utilizare a carcasei. Calitatea videoclipului nu este cea mai bună, deoarece a fost puțin dificilă înregistrarea la o lumină în mișcare. Când vezi cu ochii, arată mult mai bine.

Codul este complet documentat, astfel încât să puteți vedea toate detaliile, dar voi explica cum funcționează într-un mod „schematic” și ce este necesar pentru a funcționa corect.

Fluxul de lucru al acestui software este:

1. Se conectează la rețeaua dvs. Wi-Fi. Între timp, se conectează, arată o animație în LED-uri.
2. Creați un client http și vă conectați la Accuweather Web.
3. Trimiteți o solicitare JSON pentru a primi Accuweather. Acest lucru solicită practic pe web prognoza pentru următoarea oră într-un loc. Date suplimentare: Acest lucru este foarte interesant pentru o mulțime de proiecte, deoarece cu acest lucru obțineți date din autobuzul dvs. local, metrou, tren … sau valorile stocului. Și cu aceste date puteți face orice doriți, de exemplu, porniți un buzzer când sosesc autobuzul sau când o valoare a stocului scade.
4. Odată ce primim informațiile de pe web, este necesar să „împărțim” informațiile și să le salvăm în variabilă. Variabilele utilizate în acest moment sunt: temperatura și pictograma utilizată pe web pentru a afișa prognoza.
5. Odată ce avem temperatura, este necesar să ne transformăm în numărul ledului care ar trebui să fie aprins și ce culoare trebuie să utilizăm. Dacă temperatura este mai mare de 0º Celsius, culoarea este portocalie, iar în celălalt caz este albastru.
6. În funcție de valoarea variabilei ICON, alegem ce animație se potrivește.
7. În cele din urmă, 5 secunde mai târziu, dispozitivul se va opri singur.

Odată ce știm cum funcționează, este necesar să scriem niște date în cod, dar este destul de ușor. În fotografia atașată puteți vedea ce date ar trebui să modificați și în ce linie sunt

Primul pas: este necesar să obțineți o cheie Api a Acuweather accesați acest web și înregistrați-vă -> API Acuweather

Al doilea pas: Odată ce v-ați conectat, accesați acest site și urmați acești pași. Trebuie să obțineți o licență gratuită și să creați orice aplicație, doriți doar cheia API.

Al treilea pas: pentru a obține locația, este necesar doar să căutați orașul pe care îl doriți în Accuweather, iar aceștia să vadă adresa URL și să copieze numărul care este aldin în exemplu:

www.accuweather.com/es/es/Estepona/301893/weather-forecast/301893 (Acest număr este specific pentru fiecare oraș)

Pasul final: introduceți datele Wi-Fi și încărcați codul pe microcontroler.

Pasul 4: Tipărirea carcasei

Pentru a imprima piesele, am folosit aceste setări în Cura:

Piese de sus și de jos:

-0,1 mm per strat.

-60 mm / s.

-Fără suport.

Partea de mijloc:

-0,2 mm per strat

-600mm / s

-Suport 5%.

Toate părțile trebuie orientate ca în fotografia atașată

Pasul 5: Alăturarea totul

Premiul I la Concursul Wireless