PixelMeteo (UltraDüşük Güç Tahmini Monitörü): 6 Adım (Resimlerle)

2024 Yazar: John Day | [email protected]. Son düzenleme: 2024-01-30 13:21

IOT harika bir şey çünkü her şeyi internete bağlamanıza ve uzaktan kontrol etmenize izin veriyor ama bir şey var ki bu da havalı ve ledler… Ama bir şey daha var, çoğu insan kabloları sevmiyor ama sevmiyorlar. Pil hücrelerini değiştirmeyi sevmiyorum, bu yüzden pili değiştirmeden yıllarca çalışabilseydi harika olurdu. Bu fikirlerle bu proje doğdu.

Başlamadan önce, bu Projeyi beğendiyseniz, lütfen bu projeyi takdir edeceğim KABLOSUZ VE LED YARIŞMASI'nda oylamayı düşünün

Bu proje, bir sonraki saat için hava tahminini retro piksel animasyonu ile gösteren ve 3 yıla kadar (neredeyse teorik) çalışabilen bir hava durumu monitörüdür. Bu cihaz bir ESP8266 ile çalışır ve Accuweather'a (bir hava durumu tahmini ağıdır) bağlanır ve seçtiğiniz yerdeki hava durumunu, hava durumu ve sıcaklık ile bir piksel retro animasyonu göstererek elde eder. Sol taraftaki sayı onlarca, sağ taraftaki sayı ise sıcaklık değerinin birimleridir. Bilgileri gösterdikten sonra enerji tasarrufu için kendini kapatır.

Öyleyse başlama zamanı!

Adım 1: Neye İhtiyacınız Var?

Tüm bileşenleri eBay'de veya Aliexpress veya Bangood gibi bazı Çin ağlarında bulmak kolaydır. Bileşen adlarının çoğunda ürüne bir bağlantı ekledim. Dirençler gibi bazı bileşenler paketler halinde satılmaktadır, bu nedenle çok fazla direnç istemiyorsanız yerel bir mağazadan satın almanız önerilir.

Aletler

• 3 boyutlu yazıcı.
• FTDI USB'den TTL programlayıcıya
• Lehim

Bileşenler

• WS2812 61Bit halkası: 13€
• ESP8266-01: 2.75€
• 2x 2N2222A: 0.04€ (Benzer herhangi bir NPN geçişi işe yarar)
• BC547 veya 2N3906: 0.25€ (Benzer herhangi bir PNP transistörü işe yarar ve belki yerel bir mağazada daha ucuza bulabilirsiniz)
• 3X 220 Ohm direnç: 0,1€ civarında olabilir, bağlantı bir direnç kiti içindir.
• Delikli PCB 40x60mm: 1.10€ (Sadece 40x30mm'ye ihtiyacınız var).
• 1 Kondansatör 470uF/10V
• teller
• 3 AAA Hücre

Adım 2: Elektrik Devresi ve Nasıl Çalışır

Nasıl çalıştığını göstermek için iki fotoğraf ekledim, ilki Fritzing'deki protoboard görünümü (dosyayı da yüklüyorum) ve ikincisi Eagle'da PCB tasarımlı şematik. Birkaç “analojik” bileşene sahip olmasına rağmen oldukça basit bir devredir.

Bu devrenin çalışması şu şekildedir: Düğmeye bastığınızda, NPN ve PNP transistörlerinin devresi, ESP8266'yı ve LED'leri besleyin. Bu tür devrelere “Mandallama Düğmesi” denir, bu tür devrelerin güzel bir açıklamasını burada veya burada görebilirsiniz. Her şey bittiğinde (Animasyon gösterildi), mikrodenetleyici transistörün tabanına yüksek bir durum verir ve devreyi kapatır. Bu nedenle, ikinci NPN transistörünün tabanını toprağa bağlar.

Bu devreyi kullanmamızın nedeni, minimum tüketime sahip olmak istememiz ve bu konfigürasyon ile kapalıyken yaklaşık 0,75 µA elde edebilmemizdir, bu aşağı yukarı… hiçbir şey değildir. Bu akım tüketimi, transistörün kaçak akıma sahip olmasıdır.

Biraz teori istemiyorsanız bir sonraki satıra geçin:

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

Teoriyle o kadar derine inmek istemiyorum ama bence böyle bir cihaza ne kadar özerklik olabileceğini hesaplamayı bilmek güzel. Yani, biraz teori.

IoT cihazlarında büyük bir pil ömrü elde edildi, cihazın %50'si kadardır, bu nedenle yıllarca özerklik elde etmenin bir yolu vardır: Sadece gerektiğinde ve çok kısa bir süre için açılır ve ne zaman açılacağına bir zamanlayıcı veya sensör karar verir Yeniden. Bir örnekle açık olduğunu düşünüyorum.

Ormandaki bir bölgedeki nem seviyesini yakalayan bir nem sensörünü görüntüleme ve bu bölge oldukça ani, bu nedenle yıllarca insan etkileşimi olmadan çalışabilecek bir şeye ihtiyacınız var ve 30 saniyede olması gerekiyor (ki bu Bilgiyi ölçmek ve göndermek için gereken süre) her 12 saatte bir. Yani şematik şu şekilde olacaktır: Zamanlayıcı çıkışı ile 12 saat ve 30 saniye kapalı olan bir zamanlayıcı, mikrodenetleyicinin besleme girişine bağlanır. Bu zamanlayıcı her zaman açıktır, ancak nanoamper tüketimi vardır.

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

Teorinin sonu

Bu örneği gördükten sonra, bu projeye oldukça benzer olduğunu ancak ara vermemize karar vermemiz dışında görebiliriz. Bu yüzden pil ömrünü hesaplamak için resimdeki formülü uygulamamız gerekiyor ve kullanılacak değerler bunlar:

• İyon: Açıldığında tüketen akım (Bu durumda hava durumuna bağlıdır çünkü her animasyonun 20mA'dan 180mA'ya kadar çıkabilen bir tüketimi vardır ve a)
• Ton: Açık olduğu saat. (Bu durumda cihaz her başlattığınızda 15 saniye boyunca açık kalacaktır)
• Ioff: Kapalıyken akım tüketimi.
• Toff: Zaman aşımı. (Bu, yalnızca bir kez açarsak, tüm gün (saniye cinsinden) 15 saniyeden az).
• Pilin kapasitesi. (Bu durumda, 1500 mAh kapasiteli seri halinde 3 AAA hücre).

Pil ömrü, gün içinde kaç kez açtığınıza ve hava durumuna bağlıdır, çünkü bulutlu güneşli havalarda akım tüketimi 180 mA civarındadır, ancak yağmur veya kar yağdığında sadece 50 mA'dır.

Son olarak bu Projede, bu değerleri aşağıdaki formüle uygulayarak 2,6 yıla ulaşabiliriz:

• Pil kapasitesi: 1000mAh.
• İyon: 250mA (En kötü durum-> Güneşli bulut)
• Kapalı: 0.75uA
• Ton: 15 seg (Günde yalnızca bir kez açın)
• Toff: 24 saat daha az 15 sn.

Son fotoğraf bitmiş PCB'dir, ancak bir bakır PCB yapmayı bilmiyorsanız daha iyi olan delinmiş bir PCB'de de kolayca yapabilirsiniz.

Adım 3: Kod Nasıl Çalışır?

Bu proje ESP8266-01 ve Arduino IDE ile çalışmaktadır

Her animasyon ve vaka kullanımı ile bir video ekledim. Video kalitesi en iyi değil, çünkü hafif bir hareketli kayıt yapmak biraz zordu. Gözlerinle gördüğünde çok daha iyi görünüyor.

Kod tamamen belgelenmişse, tüm ayrıntıları görebilirsiniz ancak nasıl çalıştığını "şematik" bir şekilde ve düzgün çalışması için neyin gerekli olduğunu açıklayacağım.

Bu yazılımın iş akışı:

1. Wi-Fi ağınıza bağlanır. Bu arada bağlanıyor led'lerde bir animasyon gösteriyor.
2. Bir http İstemcisi oluşturun ve Accuweather Web'e bağlanır.
3. Accuweather'a bir JSON Alma isteği gönderin. Bu temelde web'e bir yerdeki bir sonraki saat için tahmini sormaktır. Ekstra veriler: Bu, birçok proje için çok ilginç çünkü bu şeyle yerel otobüs, metro, tren… veya stok değerlerinden veri alırsınız. Ve bu verilerle ne istersen yapabilirsin, örneğin otobüsün geldiğinde veya bazı stok değerleri düştüğünde zili aç.
4. Bilgiyi web'den aldığımızda, bilgiyi "Bölmek" ve değişkene kaydetmemiz gerekiyor. Bu noktada kullanılan değişkenler: tahmini göstermek için web'de sıcaklık ve simge kullanımı.
5. Sıcaklığı bulduktan sonra, açılması gereken led sayısını ve hangi rengin kullanılması gerektiğini çevirmek gerekiyor. Sıcaklık 0º Santigrattan yüksekse renk turuncu, diğer durumda mavidir.
6. ICON değişkeninin değerine bağlı olarak, hangi animasyonun uyduğunu seçiyoruz.
7. Nihayet 5 saniye sonra cihaz kendini kapatacaktır.

Nasıl çalıştığını öğrendikten sonra, koda bazı veriler yazmamız gerekiyor, ancak bu oldukça kolay. Ekteki fotoğrafta hangi verileri değiştirmeniz gerektiğini ve hangi satırda olduğunu görebilirsiniz

İlk adım: Acuweather'ın bir Api Anahtarını almak için bu web'e gidin ve kaydolun-> API Acuweather

İkinci adım: Giriş yaptıktan sonra bu siteye gidin ve bu adımları izleyin. Ücretsiz bir lisans almanız ve herhangi bir APP oluşturmanız gerekiyor, yalnızca API anahtarını istiyorsunuz.

Üçüncü adım: Konumu elde etmek için yalnızca Accuweather'da istediğiniz şehri aramanız ve URL'yi görmeleri ve örnekte kalın harflerle yazılan numarayı kopyalamanız yeterlidir:

www.accuweather.com/es/es/Estepona/301893/weather-forecast/301893 (Bu numara her şehir için özeldir)

Son adım: Wi-Fi verilerinizi tanıtın ve kodu Mikrodenetleyiciye yükleyin.

Adım 4: Muhafazayı Yazdırma

Cura'da bu ayarları kullandığım parçaları yazdırmak için:

Üst ve alt parçalar:

-0.1mm katman başına.

-60 mm/sn.

-Destek olmadan.

Orta kısım:

-0.2mm katman başına

-600 mm/sn

-% 5'i destekleyin.

Tüm parçalar ekli fotoğraftaki gibi yönlendirilmelidir

Adım 5: Her Şeye Katılmak

Kablosuz Yarışmada Birincilik Ödülü