Утасгүй сарны үе шат: 6 алхам (зурагтай)

2024 Зохиолч: John Day | [email protected]. Хамгийн сүүлд өөрчлөгдсөн: 2024-01-30 11:04

Lunar Phase Tracker нь Сарны тухай чухал мэдээллийг цуглуулах боломжийг олгодог жижиг зөөврийн жижиг төхөөрөмж юм. Төхөөрөмж нь харагдахуйц гэрэлтүүлэг, үе шат, сарны өсөлт, тогтоосон цаг гэх мэт параметрүүдийг тайлагнадаг.

Энэхүү төхөөрөмж нь шинжлэх ухаан, одон орон судлах сонирхолтой хүмүүст зориулагдсан бөгөөд ширээний оффисын гоёл чимэглэлийг хангаж өгдөг бөгөөд энэ нь мэдээж ярианы эхлэл болно.

Төсөл нь маш энгийн бөгөөд ESP32 гэх мэт интернетэд холбогдсон төхөөрөмж шаарддаг боловч та кодыг WiFi бамбай, Ethernet бамбай эсвэл өөр интернетэд холбогдсон бусад төхөөрөмжтэй ажиллахад тохируулж болно. Lunar Phase Tracker нь лити-полимер батерейг ажиллуулахад зориулагдсан бөгөөд маш сайн хэмнэлттэй E бэх дэлгэцтэй бөгөөд энэ нь гайхалтай дэлгэцийг үзээд зогсохгүй цахилгаан тасарсан ч гэсэн хамгийн сүүлийн дүрсийг хадгалдаг.

Алхам 1: Одон орон судлалын мэдээлэлд бүртгүүлэх

Бид өөрсдийн мэдээллийг цуглуулахын тулд онлайн API ашиглаж байгаа тул энэ алхам нь маш чухал (уйтгартай ч гэсэн) юм. Сарны үе шат, гэрэлтүүлэг гэх мэтийг тооцоолох боломжтой боловч үүнийг хийх нь маш хэцүү ажил юм. Бидний ашиглаж буй API нь цаг агаарын шууд станц, хяналтын системээс хамгийн сүүлийн үеийн мэдээллээр хангадаг тул бидний хүлээн авсан өгөгдөл нь тооцоолсон утгынх биш бодит үр дүн юм.

Weather Underground руу очоод "бүртгүүлэх" дээр дарж бүх мэдээллээ бөглөнө үү. Бүртгэл нь бүрэн үнэгүй бөгөөд хэрэв та минут тутамд хэт их үр дүн хүсэхгүй эсвэл өдөрт 500 хүсэлтээс хэтрэхгүй бол таны API дуудлага хийгдэх болно. Та энэ хуудсыг хавчуургад оруулсан эсэхээ шалгаарай, та дараа нь үргэлж буцаж ирж, цаг агаарын статистик болон бусад гайхалтай мэдээллийг авахын тулд API -г ашиглаж болно. Та акаунтаа үүсгэсний дараа API сайт руу ороод "худалдан авах түлхүүр" дээр дараад үнэгүй төлөвлөгөөг сонгоорой, та хэд хэдэн дэлгэрэнгүй мэдээллийг оруулах хэрэгтэй бөгөөд түлхүүр ID -ийг өөрчлөхөд асуудал гарах болно. Энэхүү үнэмлэх нь танд өвөрмөц бөгөөд хувийн нууцад хадгалагдах ёстой. Би түлхүүрээ Arduino кодын жишээн дээр өгсөн бөгөөд үүнийг бид дараа нь үзэх болно. Миний түлхүүр ID -г туршилтын зорилгоор ашиглахад таатай байна, гэхдээ би өөрөө бүртгүүлэхийг зөвлөж байна.

Өвөрмөц үнэмлэхтэй болсны дараа та одон орон судлалын API мэдээлэл рүү орж болно. Та иймэрхүү харагдах энгийн жишээг олох болно.

api.wunderground.com/api/8c6dc2e5c6f36de9/a…

Энэ нь бидний төслийг хэрэгжүүлэхэд шаардлагатай бүх мэдээллийг бидэнд өгдөг тул энэ URL нь маш чухал юм. Үргэлжлүүлээд линк дээр дарна уу, та сарны үе, гэрэлтүүлэг болон бусад сайн мэдээлэл гэх мэт Сиднейн үр дүнг харах болно. URL -г хараарай, бид Австралийн Сидней, "8c6dcwe …" гэж эхэлдэг урт кодыг харах болно. Энэ код бол таны өмнө олж авсан түлхүүр ID юм. Энэ кодыг өөрийн өвөрмөц ID ашиглан өөрчилж, энэ нь хэрхэн ажилладагийг харвал та яг ижил үр дүнд хүрэх ёстой. Байршлаар тоглож үзээрэй. Өмнөд Африкт өөрийнхөө хувьд би Йоханнесбург, ЗА -г ашигладаг.

Алхам 2: бүрэлдэхүүн хэсгүүд

Тиймээс одоо сонирхолтой зүйлсийн талаар. Бидэнд цөөн хэдэн бүрэлдэхүүн хэсэг хэрэгтэй болно, гэхдээ тийм ч их биш бөгөөд тэдгээрийн аль нь ч үнэтэй биш бөгөөд би ашигласан бүрэлдэхүүн хэсгүүдийнхээ төлөө Amazon холбоосыг өгсөн болно. Хэрэв та програмчлах чадвартай бол өөрт байгаа дэлгэц эсвэл интернет төхөөрөмжөө чөлөөтэй ашиглаарай. Би бүтээхдээ дараахь зүйлийг ашигласан.

Waveshare E-Ink SPI 4.2 "SPI дэлгэц

• ESP32 хөгжүүлэгч самбар (ерөнхий)
• Adafruit Power Boost 500
• 5000 мАч багтаамжтай Lipo батерейны багц
• Stripboard (Protoboard)

Гэрт танд дараах үндсэн хэрэгслүүд хэрэгтэй болно.

• Гагнуурын төмөр
• Гагнуур
• Мультиметр
• Диаметр хэмжигч
• Протобоард дээрх замуудыг салгахын тулд өрөмдлөг хийх
• Утас
• Утасны Snips
• Цавуу (Халуун цавуу ажиллах болно)
• Arduino IDE суулгасан зөөврийн компьютер

Танд хэрэгтэй цорын ганц дэвшилтэт хэрэгсэл бол хаалт хийх 3D принтер юм. Хэрэв танд байхгүй бол зүгээр, модон болон гар хөрөө эсвэл өөрт байгаа бүх зүйлээр хашаагаа хий. Тийм ээ, миний 3D принтер хуучирсан, тоостой байна хэхэ.

Алхам 3: Компьютерийн програм хангамж

Цахилгаан хэлхээ, програмчлал дээр ажиллаж эхлэхийн өмнө эхлээд эндээс олж болох Arduino IDE -ийн хамгийн сүүлийн хувилбар хэрэгтэй болно.

Бид ESP32 -ийг Arduino цөмтэй ашиглаж байгаа тул энэ цөмийг Arduino IDE дээр суулгах шаардлагатай болно. Github -ийн энэхүү энгийн зааврыг дагана уу, энэ нь танд ямар програм хангамж, тохиргоо хийх шаардлагатайг харуулах бөгөөд ингэснээр та Arduino IDE дотор ESP32 хөгжүүлэгч самбараа ашиглах боломжтой болно.

Манай системийг ажиллуулахын тулд бидэнд хоёр нэмэлт номын сан хэрэгтэй болно. Эхнийх нь Arduino JSON номын сан бөгөөд JSON -ийн хүсэлтийг унших, задлан шинжлэх боломжийг олгодог бөгөөд энэ нь Weather Underground -аас яг авдаг зүйл юм. Та эдгээр хоёр номын санг миний хувийн Dropbox эсвэл доороос татаж авах боломжтой. Файлуудыг авсны дараа тэдгээрийг задалж Arduino номын сангийн фолдерт байрлуулна уу. Ерөнхийдөө C: / Users / YOUR_NAME / Documents / Arduino / номын санд байрладаг. IDE -г дахин эхлүүлэхээ мартуузай, эс тэгвээс Arduino шинэ нэмэлтүүдийг авахгүй. Үндсэн Arduino SRC код нь мөн энэ хавтсанд байна. Номын сан нь Waveshare дэлгэцээс авсан дээжийн өөрчлөгдсөн хувилбарыг агуулдаг. Файлуудыг ESP32 модуль дээр ажиллуулахаар өөрчилсөн бөгөөд би сарны янз бүрийн үе шатуудын бүх зургийг агуулсан шинэ "фонт" -ыг хэрэгжүүлсэн.

Алхам 4: Хэлхээ

За, энэ схем нь маш энгийн бөгөөд хэдхэн бүрэлдэхүүн хэсэг, утас шаардагдана.

Ерөнхий санаа бол бид Lipo цэнэглэгчийн хэлхээ, 5В хүчдэл өгөх хүчдэл хувиргагч, дараа нь хүчдэлийг 3.3 В хүртэл бууруулдаг ESP32 Dev хэрэгсэл юм. Энэхүү 3.3V нь Waveshare E-Ink дэлгэц дээр бас ашиглагддаг. Тийм ээ, энэ нь бага зэрэг үр ашиггүй, учир нь шугаман зохицуулагчийн тусламжтайгаар огцрох боловч ESP32 нь маш аймшигтай хүчдэлийн хязгаарт ажилладаг. Хаа нэгтээ 2.5 - 3.6 В орчим. Энэ нь батерейны төслүүдэд, ялангуяа лити полимер эс ашигладаг төхөөрөмжүүдэд тохиромжгүй байдаг.

Үндсэн утас нь дараах байдалтай байна.

• ESP32 Dev Kit дээр 5V гаралтын Vin & GND хөрвүүлэгчийг нэмэгдүүлэх
• ESP32 3.3V 3.3V & GND E-Ink Display
• ESP32 PIN 18 CLK цахим бэх дэлгэц
• ESP32 PIN 23 DIN/MOSI цахим бэх дэлгэц
• ESP32 PIN 5 CS/SS цахим бэх дэлгэц
• ESP32 PIN 32 DC E-Ink Display
• ESP32 PIN 33 RST цахим бэх дэлгэц
• ESP32 PIN34 BUSY цахим бэх дэлгэц

Таны харж байгаагаар утас нь маш энгийн бөгөөд миний DIY хавтанг бүтээхэд ердөө 15 минут зарцуулсан байна. Цахилгаан өгөхөөс өмнө мультиметрээр богино холболт байгаа эсэхийг шалгаарай.

Унтах горимд байхдаа 40 мА хүч хэмнэхийн тулд би ESP32 болон Lipo өргөлтийн самбараас LED -ийг салгасан. Энэ нь батерейг бага зэрэг удаан байлгахад тусална. Хэрэв та хүсвэл цахилгаан унтраалга, цахилгаан хэмнэх хэлхээ, автоматаар салгах гэх мэтийг ашиглаж болно. Та энэ төслийг өргөжүүлж, хүссэн хэмжээгээрээ цогц болгох боломжтой.

Алхам 5: Код

Кодыг 3 -р алхмын үеэр хавтаснаас олж болно, эсвэл.ino файлыг доороос татаж авах боломжтой. Бүх зүйл хамтдаа ажиллахын тулд та 3 -р алхамд дурдсанчлан холбогдох номын сангуудыг суулгах хэрэгтэй болно. Кодыг ажлын нөхцөлд нийлүүлсэн тул энэ талаар хэлэх зүйл алга. Програмыг туршихаасаа өмнө SSID болон сүлжээний нууц үгээ оруулахаа мартуузай, та ESP32 WiFi скан хийж, ойролцоох утасгүй сүлжээг илрүүлэх боломжтой боловч миний програмд сүлжээний мэдээллийг зөвхөн код, кодоор тохируулсан болно. Та аль сүлжээнд холбогдохыг хүсч байгаагаа асуухын тулд үүнийг өөрчилж болно:)

Код нь маш энгийн бөгөөд ойрын хэдэн долоо хоногт би үүнийг тайлбарлаж, боловсруулахад хэсэг хугацаа зарцуулах болно. Бид үндсэндээ сүлжээнд, миний хувьд гэрийн сүлжээнд холбогддог. Дараа нь бид Weather Underground -тэй холбогдож JSON текстийг вэб хуудаснаас авахыг оролдож байна. Дараа нь ArduinoJSON номын санг задлахад ашигладаг. JSON кодыг char массив эсвэл мөр болгон задлан шинжилж, хэрэглэгчдэд үзүүлэхээс өмнө утгыг өөрчлөх боломжийг бидэнд олгодог. Хамгийн сүүлийн код нь GUI програмчлахад зориулагдсан бөгөөд туршилт, алдааны дагуу хийгдсэн болно. Би дэлгэц рүү харж, хөрөнгийн байрлалыг нэмэгдүүлж, бууруулж, фонтын хэмжээ, зохион байгуулалт, зураг хэрхэн харагдаж байгаад сэтгэл хангалуун байх хүртэл кодыг дахин ажиллуулав.

Би эрчим хүч хэмнэхийн тулд ESP32 -ийн гүн нойрны дэглэмийг хэрэгжүүлсэн. Анхдагч утга нь 60 секунд боловч шинэчлэлт дор хаяж хэдэн цагийн турш хийгддэггүй тул утгыг нэг эсвэл хоёр цаг болгон өөрчлөхийг танд зөвлөж байна. Жишээ нь секундыг хүлээж авдаг тул хөрвүүлэлтийг зөв хийсэн эсэхээ шалгаарай.

Би мөн Dot Factory програмыг ашиглан шинэ үсгийн зургаан өнцөгт массив үүсгэсэн. Энэ фонт нь сарны үе шатанд зориулсан "дүрс" үүсгэхэд ашиглагддаг. Хэрэв та фонт файлыг засварлахыг хүсч байвал дээр дурдсан програмыг үе үе ашиглаж байгаа эсэхээ шалгаарай. E-Ink номын сангийн талаар сайн баримтжуулагдаагүй байгаа бөгөөд миний амжилтын ихэнх хэсэг нь туршилт, алдааны ачаар байсан нь ойлгомжгүй юм. Би энэ кодтой илүү их цагийг өнгөрөөхөд би олж мэдсэн зүйлийнхээ талаар илүү их мэдээлэл өгөх үүднээс зааварчилгааг шинэчлэх болно.

Сарны үе шатанд ашигладаг фонтыг ASCII стандартын дагуу хийх ёстой. Хэрэв та EPD-мастер хавтсанд font24-ийг нээвэл 1-р графикийг цагаан зайгаар тодорхойлсон байрлалыг харж болно, хоёр дахь нь "!" (анхаарлын тэмдэг) гэх мэт. Би кодын сүүлчийн бит дэх 3 -р тоо эсвэл hashtag тэмдгийг ашиглан холбогдох фонтыг татаж авсныг харах болно (getLunarChar функц). Энэ нь Arduino нь ASCII стандартыг 32 -оос 127 хүртэл хүлээж байна. Учир нь бид жинхэнэ фонтуудтай огт хамаагүй фонт ашигладаг бөгөөд сарны фазын график матрицыг ашигладаг тул ASCII тэмдэгт нь бидний сонгосон сарны фазын дүрсийг зааж өгөх ёстой. Энэ нь! тэмдэг, бидний сарны фазын фонт нь тэр жагсаалтын хоёр дахь сарны фазын графикийг бидэнд харуулдаг. Хэрэв та сарны фазын фонтыг харвал гэрэлтүүлгийн түвшин өөр өөр сарны бүхэл бүтэн үе шатыг харах болно. Ирээдүйд би хэрэгжүүлсэн бүх графикийг ашиглахын тулд илүү их код оруулах болно. Одоогийн байдлаар бид цөөхөн хэдийг ашиглаж байгаа боловч графикийг сарны фонт дээр аль хэдийн хэрэгжүүлсэн байгаа бөгөөд үүнийг ашиглахын тулд кодыг хэрэгжүүлэх шаардлагатай байна.

Алхам 6: Эцсийн чуулган

Барилгын сүүлчийн хэсэг бөгөөд хамгийн сэтгэл ханамжтай нь угсрах үйл явц юм. Би самбар дээрээ таарсан хашлага хийж, 3D хэвлэсэн. Төсөл нь маш DIY бөгөөд мэргэжлийн ПХБ эсвэл ганц стандарт схем байдаггүй. Ихэнх тохиолдолд миний ашигладаг хайрцаг нь таны сонгосон lipo цэнэглэгч эсвэл өргөлтийн хөрвүүлэгчийг байрлуулахад хангалттай том хэмжээтэй байдаг. Хэрэв тэд энэ зааварт заасан ижил үндсэн функцийг хангаж байвал та зүгээр байх ёстой.

Би 4 эрэг ашиглан хашлагын дээд ба доод талыг барьж, DIY хэлхээг суурилуулах халуун цавуу ашигласан. Би зайгаа барихын тулд маш бага хэмжээний дусал цавуу хэрэглэсэн боловч хэрэв надад илүү их цаг байвал би бүх цахилгаан хэрэгсэлд зориулж тусгай хаалт хийх байсан.

Би мөн арын түгжээний товчлуурыг нүхлэхээр шийдсэн. Энэ нь батерейг хурдасгуур хөрвүүлэгчээс салгадаг бөгөөд хэрэв та төхөөрөмжийг 24/7 ажиллуулахаар төлөвлөөгүй бол энэ нь ашигтай болно. Харамсалтай нь таны ESP32 гүн унтах горимд байсан ч гэсэн хүчдэл хувиргагч нь хүчийг ашигладаг хэвээр байна.

Ерөнхийдөө би үр дүнд маш их баяртай байна. Би ESP32 -ийг ашиглаж байхдаа маш их зүйлийг сурч мэдсэн бөгөөд ирээдүйд үүнийг янз бүрийн төслүүдэд ашиглаж байгааг би харж байна.

Хэрэв танд ямар нэгэн асуулт байвал асуугаарай, би туслахад бэлэн байх болно, хэрэв та энэ зааварт алдаа гарсан бол надад мэдэгдээрэй.

EDIT: Би үнэндээ CNC машиныг 3D хэвлэсэн хувилбарын оронд жижиг хайрцаг хийсэн бөгөөд үүнийг онцлох зургуудаас харж болно.

EDIT: Онцлох зургуудаас бид 99% гэрэлтүүлэгтэй бүтэн сарыг харж байна. Тиймээс цагаан тойрог нь сар ердийн үе шатуудаа өнгөрөх тусам сарны дүр төрх өөрчлөгдөх болно. Сарны үе шат дамжих тусам бусад зургуудыг байршуулах бөгөөд ингэснээр та график дүрслэлийг авах боломжтой болно.

Сансрын сорилтын тэмцээнд хоёрдугаар байр эзэлсэн