PixelMeteo (UltraLow Power Forecast Monitor): 6 addım (şəkillərlə)

2024 Müəllif: John Day | [email protected]. Son dəyişdirildi: 2024-01-30 07:48

IOT sərin bir şeydir, çünki hər şeyi internetə bağlamağa və uzaqdan idarə etməyə imkan verir, amma bir şeyin də sərin olması və led olmasıdır … Amma bir şey daha var ki, insanların çoxu telləri sevmir, amma sevmirlər Batareya hüceyrələrini dəyişdirmək istəmirəm, buna görə də batareyanı dəyişdirmədən illərlə işləyə bilsəydi əla olardı. Bu fikirlərlə bu layihə yarandı.

Başlamazdan əvvəl, əgər bu Layihəni bəyənirsinizsə, zəhmət olmasa bu layihəni SÖZSÜZ və LED MÜSABİQƏSİNDƏ səs verməyi düşünürəm

Bu layihə, retro piksel animasiya ilə gələn saat üçün hava proqnozunu göstərən və 3 ilə qədər işləyə bilən (demək olar ki, nəzəri) bir hava monitorudur. Bu cihaz bir ESP8266 ilə işləyir və hava və temperatur ilə piksel retro animasiya göstərərək seçdiyiniz yerdə hava əldə etmək üçün Accuweather -ə (hava proqnozu vebidir) qoşulur. Sol tərəfdəki nömrə onlar, sağdakı nömrə isə temperaturun vahidləridir. Məlumatı göstərdikdən sonra enerjiyə qənaət etmək üçün özünü söndürür.

Beləliklə, başlamağın vaxtı gəldi!

Addım 1: Nə lazımdır?

Bütün komponentləri eBay -də və ya Aliexpress və ya Bangood kimi bəzi Çin veblərində tapmaq asandır. Komponent adının əksəriyyətində məhsula bir keçid əlavə etdim. Rezistorlar kimi bəzi komponentlər paket şəklində satılır, buna görə də bu qədər rezistor istəmirsinizsə, yerli mağazada satın alın.

Alətlər

• 3D printer.
• FTDI USB - TTL proqramçısı
• Lehim

Komponentlər

• WS2812 61Bit üzük: 13 €
• ESP8266-01: 2.75 €
• 2x 2N2222A: 0.04 € (Hər hansı bir oxşar NPN ötürücü işləyəcək)
• BC547 və ya 2N3906: 0.25 € (Hər hansı bir oxşar PNP tranzistoru işləyəcək və bəlkə də yerli mağazada daha ucuz tapa bilərsiniz)
• 3X 220 Ohm müqavimət: Bağlantı bir rezistor dəsti üçün təxminən 0.1 € ola bilər.
• Qazılmış PCB 40x60mm: 1.10 € (Yalnız 40x30mm lazımdır).
• 1 kondansatör 470uF/10V
• Tellər
• 3 AAA Hüceyrəsi

Addım 2: Elektrik dövrəsi və necə işləyir

Necə işlədiyini göstərmək üçün iki fotoşəkil əlavə etdim, birincisi Fritzing -də protoboard görünüşü (eyni zamanda faylı yükləyirəm), ikincisi də PCB dizaynı olan Eagle -dakı sxemdir. Bir neçə "analoji" komponentə malik olmasına baxmayaraq, olduqca sadə bir sxemdir.

Bu dövrənin işi belədir: NPN və PNP tranzistorlarının düyməsini basdığınız zaman ESP8266 və LED -ləri qidalandırın. Bu cür dövrə "kilidləmə düyməsi" adlanır, bu cür bir dövrə və ya burada gözəl bir izahat görə bilərsiniz. Hər şey bitdikdə (animasiya göstərildi), mikro nəzarətçi tranzistorun bazasına yüksək bir vəziyyət verir və dövrəni söndürür. Bu səbəbdən ikinci NPN tranzitorunun əsasını yerə bağlayır.

Bu dövrəni istifadə etməyimizin səbəbi, minimum istehlaka sahib olmaq istəyimizdir və bu konfiqurasiya ilə az və ya çox heç bir şey olmayan, söndürüldükdə təxminən 0.75 µA əldə edə bilərik. Bu cərəyan, tranzistorun sızma cərəyanının olması ilə əlaqədardır.

Bir az nəzəriyyə istəmirsinizsə növbəti sətrə keçin:

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

Teoriya ilə bu qədər dərindən məşğul olmaq istəmirəm, amma düşünürəm ki, belə bir cihazın nə qədər muxtariyyətə sahib ola biləcəyini necə hesablamaq olar. Beləliklə, bir az nəzəriyyə.

IOT cihazlarında əldə edilən böyük bir batareya ömrü cihazın 50% -ni təşkil edir, buna görə də illərlə muxtariyyət əldə etmək üçün bir yol var: Yalnız lazım olduqda açmaq və çox az bir müddətə və açıldıqda bir taymer və ya sensor qərar verir. yenidən. Bir nümunə ilə aydın olduğunu düşünürəm.

Meşədə və o zonada rütubətin səviyyəsini tutan bir meşədə rütubət sensoru görüntüləmək olduqca qəfildir, buna görə də illərlə insan müdaxiləsi olmadan işləyə bilən və 30 saniyədə olması lazım olan bir şeyə ehtiyacınız var. məlumatı ölçmək və göndərmək üçün lazım olan vaxt) hər 12 saatda. Beləliklə, sxem belə olacaq: Taymerin çıxışı ilə 12 saat və 30 saniyədə sönən bir taymer mikrokontrolörün giriş girişinə qoşulur. Bu taymer həmişə aktivdir, lakin nanoamper istehlakına malikdir.

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

Nəzəriyyənin sonu

Bu nümunəni gördükdən sonra, yalnız bu fasiləyə qərar verdiyimiz fərqlə bu layihənin olduqca bənzər olduğunu görə bildik. Batareyanın ömrünü hesablamaq üçün şəkildəki formulu tətbiq etməliyik və bu dəyərlər bunlardır:

• İon: Aktiv olduqda istehlak edən cərəyan (bu vəziyyətdə hava şəraitindən asılıdır, çünki hər bir animasiyada 20mA -dan 180mA və a qədər gedə bilən bir istehlak var)
• Ton: İşlədiyi vaxt. (Bu vəziyyətdə hər dəfə işə saldığınız zaman cihaz 15 saniyə yanacaq)
• Ioff: Cari istehlak söndürüldükdə.
• Toff: fasilə. (Bütün gün (saniyələrlə) yalnız bir dəfə açsaq 15 saniyədən azdır).
• Batareyanın tutumu. (Bu halda 1500 mAh tutumlu 3 AAA hüceyrə).

Batareyanın ömrü, gündüz açdığınız vaxtdan və hava şəraitindən asılıdır, çünki buludlu günəşli olduqda cərəyan təxminən 180 mA, ancaq yağış və ya qar yağanda yalnız 50 mA olur.

Nəhayət bu layihədə bu dəyərləri düstura tətbiq edərək 2,6 il əldə edə bilərik:

• Batareyanın tutumu: 1000mAh.
• İon: 250mA (Ən pis vəziyyət-> Günəşli bulud)
• Atış: 0.75uA
• Ton: 15 seg (Gündə yalnız bir dəfə yandır)
• Toff: 24 saat az 15 saniyə.

Son fotoşəkil bitmiş PCB -dir, ancaq bir işlənmiş PCB necə edəcəyinizi bilmirsinizsə daha yaxşı olan bir qazılmış PCB -də də asanlıqla edə bilərsiniz.

Addım 3: Kod necə işləyir?

Bu layihə ESP8266-01 və Arduino IDE ilə işləyir

Hər animasiya və kassanın istifadəsi ilə bağlı bir video əlavə etdim. Videonun keyfiyyəti ən yaxşı deyil, çünki yüngül bir hərəkəti qeyd etmək bir az çətin idi. Gözlərinizlə gördüyünüz zaman daha yaxşı görünür.

Kod tam sənədləşdirildikdə bütün detalları görə bilərsiniz, ancaq bunun "sxematik" bir şəkildə necə işlədiyini və düzgün işləməsi üçün nəyin lazım olduğunu izah edəcəyəm.

Bu proqramın iş axını belədir:

1. Wi-Fi şəbəkənizə qoşulur. Bu arada LED -lərdə bir animasiya göstərərək birləşdirir.
2. Http Müştəri yaradın və Accuweather Web -ə qoşulun.
3. Accuweather -a JSON alın sorğusu göndərin. Bu, əsasən bir yerdə növbəti saat üçün proqnozu vebdən soruşmaqdır. Əlavə məlumatlar: Bu, bir çox layihə üçün çox maraqlıdır, çünki bununla yerli avtobus, yeraltı, qatar və ya səhm dəyərlərindən məlumat əldə edirsiniz. Və bu məlumatlarla istədiyiniz hər şeyi edə bilərsiniz, məsələn, avtobusunuz gəldikdə və ya səhm dəyəriniz aşağı düşəndə səs siqnalı yandırın.
4. Vebdən məlumat aldıqdan sonra, məlumatı "Bölmək" və dəyişəndə saxlamaq lazımdır. Bu nöqtədə istifadə olunan dəyişənlər bunlardır: proqnozu göstərmək üçün internetdə temperatur və nişanın istifadəsi.
5. İstiliyə sahib olduqdan sonra açılmalı olan LED sayına çevrilmək və hansı rəngdən istifadə etmək lazımdır. Temperatur 0 ° C -dən yuxarı olarsa, rəng narıncı, digər halda isə mavidir.
6. ICON dəyişəninin dəyərindən asılı olaraq hansı animasiyanın uyğun olduğunu seçirik.
7. Nəhayət 5 saniyə sonra cihaz özü sönəcək.

Necə işlədiyini bildikdən sonra koda bəzi məlumatlar yazmaq lazımdır, amma bu olduqca asandır. Əlavə edilmiş fotoşəkildə hansı məlumatları dəyişdirməli olduğunuzu və hansı sətirdə olduğunu görə bilərsiniz

İlk addım: Acuweather-in Api Açarını bu vebə daxil olub qeydiyyatdan keçmək lazımdır-> API Acuweather

İkinci addım: Giriş etdikdən sonra bu sayta daxil olun və bu addımları izləyin. Pulsuz bir lisenziya almalı və hər hansı bir APP yaratmalısınız, yalnız API açarını istəyirsiniz.

Üçüncü addım: Məkanı əldə etmək üçün Accuweather -da istədiyiniz şəhəri axtarmalısınız və URL -ni görüb nümunədə qalın olan nömrəni kopyalayın:

www.accuweather.com/es/es/Estepona/301893/weather-forecast/301893 (Bu nömrə hər şəhər üçün spesifikdir)

Son addım: Wi-Fi məlumatlarınızı təqdim edin və kodu Mikrokontrolörə yükləyin.

Addım 4: Kassanı çap edin

Parçaları çap etmək üçün bu parametrləri Cura -da istifadə etdim:

Üst və alt hissələr:

Hər qat üçün 0,1 mm.

-60 mm/s.

-Dəstək olmadan.

Orta hissə:

Hər qat üçün 0,2 mm

-600 mm/s

-5%dəstək.

Bütün hissələr fotoşəkildə olduğu kimi istiqamətləndirilməlidir

Addım 5: Hər şeyə qoşulun

Simsiz Müsabiqədə Birinci Mükafat