PixelMeteo (Monitor Prakiraan Daya Ultra Rendah): 6 Langkah (dengan Gambar)

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Terakhir diubah: 2024-01-30 09:58

IOT adalah hal yang keren karena memungkinkan Anda untuk menghubungkan semuanya ke internet dan mengontrolnya dari jarak jauh tetapi ada satu hal yang juga keren dan dipimpin … Tapi ada satu hal lagi, kebanyakan orang tidak suka kabel, tetapi mereka tidak 'Tidak suka mengganti sel baterai, jadi akan luar biasa jika bisa berjalan selama bertahun-tahun tanpa mengganti baterai. Dengan ide tersebut lahirlah proyek ini.

Sebelum memulai, jika Anda menyukai Proyek ini, harap pertimbangkan untuk memilih proyek ini di KONTES NIRKABEL DAN LED yang akan saya hargai

Proyek ini adalah pemantau cuaca yang menampilkan ramalan cuaca untuk jam berikutnya dengan animasi piksel retro dan dapat bekerja hingga 3 tahun (hampir teoretis). Perangkat ini berjalan dengan ESP8266 dan terhubung ke Accuweather (Yang merupakan web ramalan cuaca) untuk mendapatkan cuaca di tempat yang Anda pilih menampilkan animasi retro piksel dengan cuaca dan suhu. Angka sisi kiri adalah puluhan dan angka sisi kanan adalah satuan nilai suhu. Setelah menunjukkan info itu mati sendiri untuk menghemat energi.

Jadi Saatnya untuk memulai!

Langkah 1: Apa yang Anda Butuhkan?

Semua komponen mudah ditemukan di eBay atau beberapa web Cina seperti Aliexpress atau Bangood. Di sebagian besar nama komponen, saya melampirkan tautan ke produk. Beberapa komponen seperti resistor dijual dalam kemasan jadi jika Anda tidak ingin banyak resistor disarankan untuk membeli di toko lokal.

Peralatan

• pencetak 3D.
• FTDI USB ke programmer TTL
• Pateri

Komponen

• WS2812 61Bit ring: 13€
• ESP8266-01: 2.75€
• 2x 2N2222A: 0,04€ (Transitor NPN yang serupa dapat digunakan)
• BC547 atau 2N3906: 0,25€ (Transistor PNP apa pun yang serupa akan berfungsi dan Anda mungkin dapat menemukan yang lebih murah di toko lokal)
• Resistor 3X 220 Ohm: Bisa jadi sekitar 0,1€ tautannya untuk kit resistor.
• PCB bor 40x60mm: 1,10€ (Anda hanya perlu 40x30mm).
• 1 Kapasitor 470uF/10V
• kabel
• 3 Sel AAA

Langkah 2: Rangkaian Listrik dan Cara Kerjanya

Untuk menunjukkan cara kerjanya saya melampirkan dua foto, yang pertama adalah tampilan protoboard di Fritzing (saya juga mengunggah file) dan yang kedua adalah skema di Eagle dengan juga desain PCB. Meskipun memiliki beberapa komponen "analogis", adalah rangkaian yang cukup sederhana.

Pengoperasian rangkaian ini adalah: Saat Anda menekan tombol, rangkaian transistor NPN dan PNP, beri makan ESP8266 dan LED. Rangkaian semacam ini disebut "Tombol Latching" Anda dapat melihat penjelasan yang bagus tentang rangkaian semacam ini di sini atau di sini. Setelah semuanya selesai (sudah ditunjukkan animasinya), mikrokontroler memberikan status tinggi ke basis transistor dan mereka mematikan sirkuit. Itu sebabnya menghubungkan dasar transitor NPN kedua ke ground.

Alasan menggunakan rangkaian ini adalah karena kami ingin memiliki konsumsi minimum dan dengan konfigurasi ini kami dapat mencapai sekitar 0,75 A saat dimatikan, yang kurang lebih… tidak ada. Konsumsi arus ini karena transistor memiliki arus bocor.

Jika Anda tidak ingin sedikit teori, lompat ke baris berikutnya:

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

Saya tidak ingin terlalu mendalami teorinya, tetapi saya pikir ada baiknya mengetahui cara menghitung seberapa banyak otonomi yang dapat dimiliki perangkat seperti ini. Jadi, sedikit teori.

Dalam perangkat IOT yang mencapai masa pakai baterai yang besar adalah 50% dari perangkat, jadi ada cara untuk mencapai otonomi bertahun-tahun: Hanya menyalakan saat diperlukan dan untuk waktu yang sangat sedikit dan pengatur waktu atau sensor memutuskan kapan dihidupkan lagi. Saya pikir itu jelas dengan sebuah contoh.

Pencitraan sensor kelembaban di hutan yang menangkap tingkat kelembaban di zona hutan dan zona itu cukup tiba-tiba, jadi Anda memerlukan sesuatu yang bisa bekerja selama bertahun-tahun tanpa interaksi manusia dan itu harus di 30 detik (Yang itu waktu yang diperlukan untuk mengukur dan mengirim info) setiap 12 jam. Jadi, skemanya adalah: Timer yang mati 12 jam dan 30 detik dengan output timer terhubung ke input suplai mikrokontroler. Timer ini selalu menyala, tetapi memiliki konsumsi nanoampere.

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

Akhir dari teori

Setelah kami melihat contoh ini, kami dapat melihat bahwa ini sangat mirip dengan proyek ini hanya dengan perbedaan kami memutuskan waktu istirahat. Jadi untuk menghitung masa pakai baterai kita harus menerapkan rumus yang terlampir pada gambar dan ini adalah nilai yang digunakan:

• Ion: Arus yang dikonsumsi saat dihidupkan (Dalam hal ini tergantung cuaca karena setiap animasi memiliki konsumsi yang dapat berkisar dari 20mA hingga 180mA dan a)
• Ton: Waktunya menyala. (Dalam hal ini setiap kali Anda memulai perangkat akan menyala selama 15 detik)
• Ioff: Konsumsi arus saat mati.
• Toff: Waktu istirahat. (Ini sepanjang hari (dalam detik) kurang 15 detik jika kita menyalakan hanya satu kali).
• Kapasitas baterai. (Dalam hal ini 3 sel AAA secara seri dengan kapasitas 1500mAh).

Masa pakai baterai tergantung dari berapa kali Anda menyalakannya pada siang hari dan cuaca, karena saat cerah berawan, aliran arus sekitar 180 mA tetapi saat hujan atau bersalju hanya 50 mA.

Akhirnya dalam Proyek ini kami dapat mencapai 2,6 tahun menerapkan nilai-nilai ini dengan rumus:

• Kapasitas baterai: 1000mAh.
• Ion: 250mA (Kasus terburuk-> awan Cerah)
• Mati: 0.75uA
• Ton: 15 seg (Hanya menyala sekali per hari)
• Toff: 24 jam kurang 15 detik.

Foto terakhir adalah PCB yang sudah jadi tetapi Anda juga dapat dengan mudah melakukannya di PCB yang dibor yang lebih baik jika Anda tidak tahu cara membuat PCB cooper.

Langkah 3: Cara Kerja Kodenya?

Proyek ini berjalan dengan ESP8266-01 dan Arduino IDE

Saya melampirkan video dengan setiap animasi dan penggunaan case. Kualitas videonya kurang bagus, karena agak sulit merekam dengan gerakan ringan. Ketika Anda melihat dengan mata Anda, itu terlihat jauh lebih baik.

Kode jika sepenuhnya didokumentasikan sehingga Anda dapat melihat semua detailnya tetapi saya akan menjelaskan cara kerjanya dengan cara "skema" dan apa yang diperlukan untuk bekerja dengan benar.

Alur kerja perangkat lunak ini adalah:

1. Terhubung ke jaringan Wi-Fi Anda. Sementara itu menghubungkannya menunjukkan animasi di LED.
2. Buat Klien http dan sambungkan ke Web Accuweather.
3. Kirim JSON Dapatkan permintaan ke Accuweather. Ini pada dasarnya meminta ke web ramalan untuk jam berikutnya di suatu tempat. Data tambahan: Ini sangat menarik untuk banyak proyek karena dengan benda ini Anda mendapatkan data dari bus lokal, kereta bawah tanah, kereta… atau nilai stok. Dan dengan data tersebut Anda dapat melakukan apapun yang Anda inginkan misalnya menyalakan bel ketika bus Anda tiba atau beberapa nilai saham turun.
4. Setelah kami menerima info dari web, perlu untuk "Membagi" info dan menyimpannya di variabel. Variabel yang digunakan pada saat ini adalah: suhu dan ikon yang digunakan di web untuk menunjukkan ramalan.
5. Setelah kita memiliki suhu, perlu diubah menjadi jumlah led yang harus dinyalakan dan warna apa yang perlu digunakan. Jika suhunya lebih tinggi dari 0º Celcius, warnanya oranye dan sebaliknya biru.
6. Mereka tergantung nilai variabel ICON, kami memilih animasi mana yang cocok.
7. Akhirnya 5 detik kemudian perangkat akan mati sendiri.

Setelah kita mengetahui cara kerjanya, kita perlu menulis beberapa data dalam kode, tetapi cukup mudah. Pada foto terlampir Anda dapat melihat data mana yang harus Anda ubah dan di baris mana

Langkah pertama: Anda perlu mendapatkan Api Key dari Acuweather, buka web ini dan daftar-> API Acuweather

Langkah kedua: Setelah Anda masuk, buka situs ini dan ikuti langkah-langkah ini. Anda perlu mendapatkan lisensi gratis dan membuat APP apa pun, Anda hanya menginginkan kunci API.

Langkah ketiga: Untuk mendapatkan lokasi hanya perlu mencari kota yang Anda inginkan di Accuweather dan mereka melihat URL dan menyalin nomor yang dicetak tebal pada contoh:

www.accuweather.com/es/es/Estepona/301893/weather-forecast/301893 (Nomor ini khusus untuk setiap kota)

Langkah terakhir: Perkenalkan data Wi-Fi Anda dan unggah kode ke Mikrokontroler.

Langkah 4: Mencetak Enklosur

Untuk mencetak bagian saya menggunakan pengaturan ini di Cura:

Bagian atas dan bawah:

-0.1mm per lapisan.

-60 mm/dtk.

-Tanpa dukungan.

Bagian tengah:

-0,2mm per lapisan

-600mm/dtk

-Dukungan 5%.

Semua bagian harus berorientasi seperti pada foto terlampir

Langkah 5: Bergabung dengan Semuanya

Hadiah Pertama dalam Kontes Nirkabel