Şəxsi köməkçi: 9 addım (şəkillərlə birlikdə)

2024 Müəllif: John Day | [email protected]. Son dəyişdirildi: 2024-01-30 07:46

Bu təlimatda, sizə ESP8266 -nın gücünü, proqram dizaynı və proqramlaşdırmada yaradıcılığı necə sərin və təhsilli etmək üçün necə istifadə edə biləcəyinizi göstərəcəyəm.

Şəxsi köməkçi adını verdim, çünki cib ölçüsündədir, sizinlə danışır və sizə bəzi faydalı və (əlbəttə) hava, vaxt və tarix, gmail mesajları, canlı doğum və ölüm nisbətləri və s.

Dizaynı sadə saxlamağa çalışdım. Cihaz iki istifadəçi interfeysinə malikdir. İstifadəçi veb brauzerdən istifadə edərək cihaz parametrlərini və konfiqurasiyasını dəyişə biləcək fiziki bir düymə və veb əsaslı bir tətbiq.

Necə işləyir? Bu layihənin əsas komponentləri Mikrokontroller və Music Player moduludur. Mikro nəzarətçimiz (NodeMCU) internet bağlantısı olan bir giriş nöqtəsinə qoşulmaq üçün WiFi texnologiyasından istifadə edir; belə ki, lazım olan məlumatları əldə edə, emal edə bilər və hansı MP3 faylının nə vaxt çalınması lazım olduğunu Music Player -ə (DFPlayer Mini) bildirir.

Hələlik, bilməniz lazım olan hər şey budur. Növbəti addımlarda sizə daha ətraflı məlumat verəcəyəm, buna görə narahat olmayın.

Addım 1: Lazım olan hissələr

• NodeMCU ESP-12E (CP2102 USB-Seri Arayüzü)
• DFPlayer Mini
• SPST ani basma düyməsi
• 8 Ohm 2 Vatt Dinamik
• Micro SD Kart (Bir neçə Kilobayt lazım olacaq, buna görə tutum fərq etməz)

• Fındıq və Boltlar

  • M3 Fındıq (x6)
  • M3 Cıvata - 23 mm (x4)
  • M3 Cıvata - 15 mm (x2)
• 1N4148 Siqnal Diyotu (x1)

• Rezistorlar

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

Digər hissələr:

• PCB (İnternetdə bir prototip sifariş edə və ya yerli bir mağazaya baş çəkə bilərsiniz)

• Akrilik təbəqə lazerlə kəsilmişdir

  • 2 mm qalınlığında şəffaf təbəqə
  • 2.8 mm qalınlığında iki fərqli rəngli təbəqə (narıncı və yaşıl, qırmızı və yaşıl, sizə bağlıdır və rənglərin əhəmiyyəti yoxdur)
• İstənilən 5 volt (ən azı) 1 amperlik mikro USB şarj cihazı (cihazı işə salmaq üçün)

Addım 2: Necə Çalışır

Tamam, proqramın necə işlədiyi ilə bağlı daha ətraflı məlumat vermək istəyirəm.

Proqram bəzi xidmətlərdən ibarətdir. Hər bir xidmətin öz modulları var. (Bir xidməti bir sinif, modullarını isə metodu hesab edə bilərsiniz). Hər bir modul, icra edilə bilən bir obyekt olaraq qəbul edilə bilər. Beləliklə, proqramımız bəzi icra olunan obyektlərdən ibarətdir.

Burada bəzi xidmətlər və alt xidmətlər və ya onların modulları var:

• Gmail

  Oxunmamış Mesajlar

• Hava
  • Cari Temperatur
  • Bugünkü Vəziyyət
  • Bu gün Aşağı / Yüksək
  • Sabah Vəziyyəti
  • Sabah Aşağı / Yüksək
  • Yağış Proqnozu
  • Günəşin doğması / Gün batımı

• Zaman

  • Cari vaxt
  • Hal-hazırki Tarix

• Doğum və Ölüm

  • Dünya Doğumu
  • Dünya Ölümü

İçərisində modulları saxlayan dairəvi növbə var. Buna Əməliyyat Sırası deyirik. Dedim ki, hər bir modul icra edilə bilən bir obyektdir. Beləliklə, cihazdakı düyməni basdığınız zaman əməliyyat sırasına baxır və növbəti modulu (və ya obyekti) icra edir.

Daha sonra izah edəcəyim veb əsaslı istifadəçi interfeysində əməliyyat növbəsinin üzvlərini düzəldə bilərsiniz. Hələlik sizə bir nümunə verəcəyəm. Mövcud əməliyyat növbəsini belə düşünün:

QUEUE (Oxunmamış Mesajlar | Yağış Proqnozu | Cari Zaman)

Düyməni basarsanız, Oxunmamış Mesajlar icra edilməlidir.

QUEUE (Oxunmamış Mesajlar | Yağış Proqnozu | Cari Zaman)

Beləliklə, cihaz sizinlə danışmaq üçün topladığı məlumatlardan (burada, google mail API feed -dən alınan oxunmamış mesajlarınızın sayı) istifadə edəcək. Amma necə? Burada, NodeMCU, MP3 Moduluna nə vaxt MP3 mahnının mənalı bir cümlə quracağını söyləyəcək. Buna nail olmaq üçün fərqli növbə, taymer və alqoritm hazırladım. (Bir c ++ oğlanısınızsa və mikrokontrolörləri sevirsinizsə, kodu özünüz öyrənə bilərsiniz.)

Beləliklə, eşidəcəksiniz, cihaz danışmağa başlayır: Gmail poçt qutunuzda 4 oxunmamış mesajınız var.

Yenidən basma düyməsini basdığınızda, növbəti modul idarə olunmalı olan Yağış Proqnozu olacaq.

QUEUE (Oxunmamış Mesajlar | Yağış Proqnozu | Cari Zaman)

Beləliklə, belə bir şey eşidəcəksiniz: Çətirinizi unutmayın, sabah yağış yağacaq. Və sair … Daha bir maraqlı şey: bəzi modullar üçün (yağış proqnozu kimi) eyni vəziyyətlər üçün təsadüfi cümlələr gözləmək olar. Məsələn, sabah yağış yağsa və qar yağmasa, "sabah yağış ehtimalı var", "gün işığını özün gətir, sabah yağışlı olacaq", "tut, tut, sabah üçün yağışa bənzəyir" gözləmək olar. və ya…

Hər bir xidmət üçün fərqli məlumatları necə əldə edirik?

• Gmail

  Oxunmamış MesajlarGoogle, Gmail daxil olmaqla fərqli xidmətlərinə daxil ola biləcəyiniz güclü bir API -yə malikdir. Ancaq təhlükəsizlik məqsədləri üçün OAuth kimi fərqli identifikasiya və icazə metodlarına ehtiyacınız var. ESP8266, fərqli mürəkkəb hash alqoritmlərini işə salmaq üçün o qədər də güclü deyil. Beləliklə, gmail inbox-a daxil olmaq üçün köhnə və sadə bir giriş texnologiyasından istifadə etdim. RSS oxuyanlar tərəfindən də istifadə edilə bilən Google Atom Feedidir. Gmail yeminə daxil olmaq üçün HTTP sorğusu göndəririk və cavabı XML formatındadır. Beləliklə, oxunmamış mesajların sayını hesablayırıq və proqramımızda istifadə edirik

• Fərqli hava məlumatları almaq üçün Yahoo Weather API -dən istifadə edirik. Bu yaxınlarda, Google kimi Yahoo da Hava API -sini dəyişdirdi, buna görə də məlumatlarına daxil olmaq üçün OAuth standartlarından istifadə etməlisiniz. Təəssüf ki, ESP8266 mürəkkəbliyini idarə edə bilmir, buna görə problemi həll etmək üçün bir hiylə istifadə edəcəyik. Yahoo Weather API -yə birbaşa daxil olmaq əvəzinə, sorğumuzu bir serverdəki xüsusi bir fayla göndərəcəyik. Faylımız Yahoo Hava məlumatlarını alır və sadəcə bizə göndərir.

  • Sabah Vəziyyəti, sabahın bu gündən daha isti və ya daha soyuq olacağını və ya temperaturda həssas bir dəyişiklik olmayacağını söyləyəcək. Buna nail olmaq üçün "bu gün aşağı / yüksək" ilə "sabah aşağı / yüksək" ilə müqayisə edirik. Bu alqoritmi necə yazdığımı və proqram kitabxana faylında necə işlədiyini yoxlaya bilərsiniz.
  • Yağış Proqnozu Yahoo Hava sənədlərini yoxlasanız, Vəziyyət Kodları cədvəlini görə bilərsiniz. Necə deyərlər, Şərt kodları mövcud şərtləri təsvir etmək üçün cavab olaraq istifadə olunur. Yağışın olub -olmadığını və ya yağış və ya qar olduğunu öyrənmək üçün sabahkı vəziyyət kodlarından və onların mənalarından istifadə edəcəyik.
• TimeNTP, Şəbəkə Zaman Protokolu deməkdir. Kompüter sistemləri arasında saat sinxronizasiyası üçün bir şəbəkə protokolu. İnternetə çıxışımız olduğu üçün, NTP Serverindən vaxt almaq üçün NTP Müştəri istifadə edəcəyik və onu ESP8266 daxili taymeri ilə sinxronlaşdıracağıq (əgər Arduino oğlanısınızsa millis () ilə istifadə etdiyiniz kimi).
• Doğum və Ölüm Günün başından etibarən doğum və ölüm sayını hesablayacağıq (NTP Müştəri sayəsində günün əvvəlindən bəri saniyələri əldə etmək çox sadədir). Dünya doğum və ölüm nisbətlərini ekologiyadan istifadə etdim.

Addım 3: Proqramı qurun

Proqramımızı NodeMCU -ya yükləmək üçün Arduino IDE -dən istifadə edəcəyik. Ən son Arduino IDE -ni rəsmi saytından yükləyə və quraşdıra bilərsiniz:

Başlamadan əvvəl Nodemcu üçün Arduino IDE qurmalısınız. Buradakı addımları sizə deməyəcəyəm, çünki mövzudan kənar ola bilər. Ancaq bu əla təlimatlandırmanın addımlarını və izahlarını izləyə bilərsiniz.

Proqramımızın bəzi kitabxana asılılıqları var. Bir proqram asılılığı nədir?

Asılılıq, bir proqram parçası digərinə güvəndiyi zaman istinad etmək üçün istifadə olunan geniş bir proqram mühəndisliyi terminidir.

Şəxsi köməkçi proqramını tərtib etmək üçün kompüterinizdə olması lazım olan Arduino kitabxanalarının siyahısı:

• ArduinoJson
• DFRobotDFPlayerMini
• NTPClient

Github səhifələrindən bir -bir yükləyə, sonra zip fayllarını Arduino kitabxana qovluğuna çıxara bilərsiniz. Sisteminizdəki yolu: C: / İstifadəçilər [istifadəçi adınız] Sənədlər / Arduino

Kodu təmiz saxlamaq və mürəkkəbliyin qarşısını almaq üçün kitabxana yazdım. PersonalAssistant-Library.zip faylını yükləyin və Arduino kitabxana qovluğuna çıxarın. Eynilə əvvəllər bu üç kitabxana üçün etdiyiniz kimi.

YahooWeather.php faylı

ESP8266 hash alqoritmlərini yerinə yetirmək üçün kifayət qədər güclü olmadığından, OAuth standartlarına əsaslanaraq Yahoo Weather API -yə HTTP sorğuları göndərmək üçün birbaşa istifadə edə bilmərik. Beləliklə, cihazımızla Yahoo Weather API arasında bir fayl istifadə edəcəyik. YahooWeather.zip faylını yükləyə, çıxara və YahooWeather.php faylını veb serverə qoya bilərsiniz. Məsələn, domeniniz example.com olarsa və faylı api qovluğuna qoysanız, api son nöqtəniz example.com/api/YahooWeather.php olur Bu hava nöqtəsinə hava məlumatları sorğularını göndərəcəksiniz.

Proqram Sketch və FFS (Flash Fayl Sistemi)

NodeMCU lövhənizdə məlumatların saxlanması üçün 4 MB həcmli flash fayl sistemi mövcuddur. Elə isə əlimizdə olan zaman niyə istifadə etməyək?

Cihazımızın iki istifadəçi interfeysi olduğunu dediyimi xatırlayırsınız? Yalnızlıq düyməsinin yanında ikinci istifadəçi interfeysi sadə veb əsaslı bir tətbiqdir. Bu proqramla, hər bir modulu işə salmaq / söndürmək, xidmət parametrlərini və ya WiFi konfideri və şifrəsini təyin etmək kimi cihaz konfiqurasiyasını dəyişdirərək əməliyyat növbəsini idarə edə bilərsiniz. Bütün bu faylları NodeMCU Flash Fayl Sistemində saxlayacağıq və veb brauzerindən istifadəçi istəklərini idarə etmək üçün yüngül bir veb server işlədəcəyik.

Konfiqurasiya faylını redaktə edin

PersonalAssistant-Sketch.zip faylını yükləyin və kompüterinizdən bir yerə çıxarın. Faylını açın config.json:

PersonalAssistant/data/config.json

Notepad, notepad ++, Atom və s. Kimi hər hansı bir mətn və ya kod redaktorundan istifadə edə bilərsiniz. Fayl bir json məlumat quruluşudur, buna görə də insan tərəfindən oxunan açar / dəyər cütüdür və asanlıqla redaktə edə bilərsiniz. Bu sahələri dəyişə bilərsiniz:

• Gmail

  • istifadəçi adı: Gmail istifadəçi adınız @gmail.com ilə
  • parol: Gmail parolunuz
• Hava
  • woeid: hava məlumatlarını almaq istədiyiniz yer. WOEID (Where On Earth IDentifier), Yahoo tərəfindən yer üçün istifadə edilən bir istinad identifikatorudur. Bu bağlantıda WOEID yerlərində axtarış edə bilərsiniz.
  • api: bu API son nöqtəsidir. Yahooweather.php faylınıza keçid.
  • appId, ConsumerKey və ConsumerSecret: Yahoo Weather API -yə daxil olmaq üçün Yahoo developers səhifəsində bir layihə yaratmalısınız. Bu, API istifadə etmək üçün lazım olan bir İstehlakçı Açarı və Gizli məlumat verəcəkdir. Başlamaq üçün Yahoo Weather Developer səhifəsinə daxil olun və APP yaradın.

• Saat qurşağı

  saat qurşağı: yerləşdiyinizə görə saat dilimini daxil edin. Müsbət və ya mənfi float sayı ola bilər və vahidi saatlardır

• WiFi

  • ssid: şəbəkənizin SSID.
  • parol: şəbəkə parolunuz. NodeMCU, wifi şəbəkənizə qoşulmaq üçün ssid və şifrədən istifadə edəcək.

Proqram Sketch və FFS məlumatlarının yüklənməsi

NodeMCU-nu mikro-USB-dən USB kabelinə istifadə edərək kompüterinizə qoşun.

İndi yerləşən PersonalAssistant.ino faylını açın:

PersonalAssistant/PersonalAssistant.ino

Arduino IDE-də Alətlər> İdarə Heyətindən NodeMCU 1.0 (ESP-12E Modulu) seçin. Alətlər> Limandan doğru portu seçin. NodeMCU'nuzu təmsil edir.

İndi Alətlər> ESP8266 Sketch Məlumat Yükləməsini seçin, bu məlumat qovluğunun məzmununu ESP8266 -ya yükləyəcək. Tamamlanana qədər bir neçə dəqiqə gözləyin. Sonra, Eskiz> Yüklə seçin və ya proqramı yükləməyə başlamaq üçün klaviaturanızdakı Ctrl + U düymələrini basın. "Yükləmə tamamlandı" mesajını görənə qədər gözləyin.

Addım 4: Micro SD Kartı qurun

MP3 fayllarını saxlamaq üçün micro SD kartdan istifadə edirik. Hansı faylın nə vaxt çalınacağına qərar verən NodeMCU və DFPlayer Mini, MP3 fayllarının kodunu açaraq mənalı bir cümlə qurmasına kömək edir.

Lazım olan səs parçalarını yaratmaq üçün Amazon Polly -dən istifadə etdim.

Amazon Polly, mətni canlı danışmağa çevirən, danışan tətbiqlər yaratmağa və tamamilə yeni nitq kateqoriyalı məhsullar yaratmağa imkan verən bir xidmətdir.

Unutmayın, cihazımız dinamik danışmaq üçün Amazon Polly API -dən istifadə etmir. Bəzi statik oflayn səs parçalarımız var və bunları bir araya gətirərək fərqli cümlələr qururuq.

Bu saytdan MP3 faylları yaratmaq üçün istifadə etdim. Seçdiyim səs çıxışı ABŞ İngilis dili / Salli idi.

Etməyiniz lazım olan tək şey microSD.zip faylını yükləmək və sonra onu micro SD kartınıza çıxarmaqdır. Lazım olan 78 MP3 faylının hamısını ehtiva edir.

Yəqin ki, Micro SD Kartınız və adapteriniz var. Micro SD Kartınızı adapterə daxil edib noutbuka qoşa bilərsiniz. Kompüteriniz kart oxumağı dəstəkləmirsə, xarici kart oxuyucusundan istifadə etməlisiniz.

Addım 5: Şemaların Dizaynı və PCB -nin Qurulması

Şematik və lövhəni Autodesk EAGLE istifadə edərək hazırladım. PersonalAssistant-PCB.zip-ə həm SCH, həm də BRD fayllarını daxil etdim. Lövhənizi sifariş etmək və almaq üçün asanlıqla redaktə edə və / və ya yerli və ya onlayn bir PCB istehsalçısına göndərə bilərsiniz.

Qeyd etmək lazım olan başqa bir şey, ESP8266 3.3v -də, DFPlayer Mini isə 5v -də işləyir. Bu iki modulun ardıcıl interfeys vasitəsi ilə bir -biri ilə danışması lazım olduğundan, ESP8266 -ya zərər verdiyindən 5v çıxışı 3.3v girişə birbaşa qoşa bilmərik. Beləliklə, 5v -dən 3.3v -ə qədər bir səviyyəyə çevrilməyə ehtiyacımız olacaq. Bunu etmək üçün bir siqnal diodundan və 10K rezistordan istifadə edirik.

Addım 6: Lehimləyin

Bir neçə komponentdən ibarət olduğu üçün lövhənin yığılması olduqca sadədir. Hər bir maddəni düzgün yerə asanlıqla qoymaq üçün 5 -ci addımdakı sxematik və lövhə dizaynlarını izləyin.

Kiçik olduğu üçün rezistorları və diodları lehimləməklə başladım. Tel kəsici istifadə edərək lazımsız quyruqlarını asanlıqla kəsə bilərsiniz. Yuxarıdan aşağıya 1K, 10K və 10K rezistor qoymalısınız.

PCB -də bütün NodeMCU və DFPlayer Mini pinlərini lehimləməyinizə ehtiyac yoxdur. Sancaqları bir yolla lehimləmək kifayətdir.

Unutmayın, dinamiklərin və diodların polaritesi var. Komponentlərinizdə bir dinamik və bir diod var. Diyot üçün qara xətti olan tərəf onun mənfi tərəfi və ya katodudur.

Addım 7: Kassa

Yaradıcı bir şəkildə gözəl bir korpus dizayn etmək qərarına gəldim. Dizayn zamanı qəribə formasından narahat idim, amma sonunda o qədər də pis deyildi. Ən azından böyük bir pianoya bənzəyir və əlinizdə əla tutma hiss edir!

6 üzlü klassik altıbucaqlı kub şəkli əvəzinə çox qatlı bir korpus hazırladım. Aşağıdan yuxarıya doğru hər bir təbəqə aşağı qatına uzanır. (Onları L0 -dan L6 -ya, aşağıdan yuxarıya adlandırdım)

Rənglər və Qalınlıq

Ən güclü kontrast yaratmaq üçün iki tamamlayıcı rəngdən istifadə edə bilərsiniz, məsələn:

• Qırmızı və Yaşıl
• Mavi və Portağal
• Sarı və Bənövşəyi
• Mavi və Sarı

Üst qat üçün şəffaf akril istifadə etdim, buna görə cihazın içərisində görə bilərsiniz.

Üst qatın (qat-6) qalınlığı 2 mm, digər təbəqələrin qalınlığı (qat-0-dan təbəqə-5) 4 mm olmalıdır. Mənim kimi 2,8 mm akril qalxan istifadə etmək istəyirsinizsə, heç bir problem yoxdur. Ancaq ofset üçün qat-1 və qat-3-dən iki seriyanı kəsməlisiniz.

Korpusu yığmaq üçün alt qatdan (L0) başlayın. Lövhəni üzərinə qoyun, daha qısa boltlardan istifadə edin və qoz -fındıqdan istifadə edərək bərkidin. İndi, qatın altından daha uzun dörd boltu bağlaya bilərsiniz-0. Qüllə kimi bir şey. Sonra asanlıqla digər təbəqələri quraşdırmağa davam edə bilərsiniz.

Qeyd: Alt qat və lövhə arasında isteğe bağlı yuyucudan istifadə edə bilərsiniz.

Cihaz portları üçün məlumat mətnləri də əlavə etdim (güc və mikro SD kart). Üst təbəqədə lazer oyma istifadə edə bilərsiniz.

Həm CDR, həm də DXF fayl formatlarını daxil etdim. Onları yükləyə, redaktə edə və lazer kəsmə üçün istifadə edə bilərsiniz.

Addım 8: Veb əsaslı istifadəçi interfeysinə daxil olmaq

Cihazı Gücləndirin

İstənilən 5v mikro USB şarj cihazından istifadə edərək cihazı yandıra bilərsiniz. Mikro USB -ni NodeMCU -dakı mikro USB girişi olan cihazın Güc portuna qoşun.

İstifadəçi Arayüzünə daxil olun

Bəzi faylları ESP8266 Flash Fayl Sisteminə yüklədiyimizi xatırlayırsınızmı? İstifadə etməyin vaxtıdır. Lazım olan tək şey, şəbəkədəki ESP8266 -ya təyin edilmiş IP ünvanıdır. IP ünvanını tapmağın bir çox fərqli yolu var. Bəzilərini burada sadalayacağam:

• Router konfiqurasiya səhifənizdə, DHCP İcarə Siyahısının bir yerində, şəbəkənizdə IP ünvanları olan cihazların siyahısını görə bilərsiniz.
• Microsoft Windows və macOS -da terminalda arp -a kimi əmrləri işlədə bilərsiniz.
• Android və iOS -da Fing kimi tətbiqlərdən istifadə edə bilərsiniz. (Android / iOS)
• Linux -da Nmap kimi vasitələrdən istifadə edə bilərsiniz.

IP ünvanını tapdıqdan sonra veb brauzerinizdən istifadə edərək açın. Modulları işə salmaq / söndürməklə əməliyyat növbəsini idarə edə bilərsiniz.

Addım 9: Son Düşüncələr

Bu layihə çox vaxt və enerji sərf edirdi. Şəxsi köməkçiyə daha çox seçim əlavə edə bilərsiniz. Gələcək inkişaf üçün bəzi hissələri açıq qoymuşam. Bəzi hissələr kimi:

1. Daha çox xidmət və modul əlavə olunur. Məsələn ədədləri saymaq, bir zar atmaq və ya bir sikkə çevirmək.
2. Şəbəkəyə qoşulduqdan sonra cihaz IP ünvanını danışa bilər. IP ünvanı tapma prosesini asanlaşdırmaq üçün bu seçimi əlavə edə bilərsiniz.
3. Veb əsaslı idarəetmə panelində WiFi parametrlərini dəyişdirmək imkanı əlavə olunur.
4. Veb əsaslı idarəetmə panelində xidmət parametrlərini dəyişdirmək imkanı əlavə olunur. (Onların html forması hazırdır. İstəkləri idarə etməlisiniz)
5. Cihazın fərqli vəziyyətlərində daha çox səsli cavab əlavə edin.
6. Veb əsaslı idarəetmə paneli üçün giriş səhifəsi əlavə etmək. Bunu HTTP başlıq xətlərinə Çerezlər əlavə edərək / müqayisə edərək edə bilərsiniz.

Və bu təlimatlandırıcı haqqında fikirlərinizi bilmək istərdim.:)