ESP-Now Rainstick: 6 bước (có hình ảnh)

2024 Tác giả: John Day | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2024-01-30 13:35

Dự án nhỏ vui nhộn này sẽ cho bạn niềm vui nhỏ bé khi để một mạng điện tử thông báo rằng bạn có mưa! Tesla đã được đồn đại là có bộ cảm biến đánh thức cần gạt nước khi trời mưa. Ở trong một cabin hoàn toàn bằng kính, bạn sẽ nghĩ rằng trời mưa sẽ khiến một cảm biến như vậy không thực sự cần thiết, nhưng nếu không có tiếng gầm của xăng nổ thì bạn phải có điều gì đó để khoe khoang. Khả năng tích hợp của bộ vi điều khiển ESP-8266 dễ sử dụng được tăng cường bởi tùy chọn mạng ESP-Now cục bộ. Bạn không cần kết nối với internet và tất cả các trách nhiệm pháp lý và điều không thực tế xảy ra sau đó. Và bạn có thể chơi với gậy tre!

Đây không phải là cần gạt mưa thực sự. Đó là cây xương rồng khô làm mưa làm gió với đậu xếp tầng - chắc chắn là công nghệ thấp. Thiết bị này bao gồm một tổ hợp Master và một Slave. Master được chỉ định ngồi bên ngoài, vận hành bằng pin Lipo, năng lượng mặt trời được tiếp sức và đánh thức bởi một tác nhân ngủ phần cứng Adafruit. Nếu trời đánh hơi được mưa, nó sẽ gửi một tin nhắn ESP-Now đến người bạn duy nhất của nó - một nô lệ - ở bên trong được kết nối với nguồn điện lắng nghe tin nhắn. Nếu nó nhận được một cái, nó sẽ bật lên một loạt các Neopixel được đặt một cách nghệ thuật. Nhóm được làm từ tre có nguồn gốc địa phương, rất thú vị khi làm việc và không cần 16 giờ để in.

Bước 1: Thu thập tài liệu của bạn

Hãy nhớ lại khi bạn còn là một đứa trẻ và người ta gợi ý rằng bạn có thể giết ai đó bằng cách buộc họ vào lưới trên những thanh tre vót nhọn và chờ đợi! Chúng tôi sẽ không làm điều đó.

1. Tre - lấy mảnh đẹp miễn là bạn muốn xâu Neopixels vào bên trong. (Của tôi khoảng 6 feet) Cũng là một đoạn cho vỏ cảm biến đủ rộng để chứa một số thiết bị điện tử. (Rộng 3 inch dài 8 inch)

2. Tế bào năng lượng mặt trời linh hoạt - như thế này:

3. Bo mạch bộ sạc TP 4056:

4. Bộ chuyển đổi mức logic:

5. Power Timer Breakout Adafruit:

6. Adafruit Feather HUZZAH với ESP8266:

7. WEMOS D1 Mini - sự lựa chọn của bạn…

8. Neopixel Strip 60 Led / M

9. Pin Lipo

10. Cảm biến mưa - Tôi đã mua cái này nhưng có rất nhiều trong số đó ngoài kia:

11. Công tắc BẬT / TẮT chung

Bước 2: Lắp ráp các thiết bị điện tử

Thực hiện theo sơ đồ Fritzing về cách đấu dây cho cả hai thiết bị. Bộ phận phụ rất đơn giản với bảng điều chỉnh lỗ để gắn các tiêu đề nữ để phù hợp với WEMOS D1 Mini có lắp đặt một bộ tiêu đề nam. Điều này làm cho việc lắp và tháo để điều chỉnh và lập trình dễ dàng. Bộ chuyển đổi mức logic nằm ở phía bên kia, rất nhỏ và dễ dàng gắn trên bảng. Đối với các phương pháp hay nhất khi sử dụng Neopixels, bạn nên kết nối một điện trở với đầu ra dữ liệu của bộ chuyển mức và Neopixels và một tụ điện lớn giữa các đường dây điện với nó. Đảm bảo bạn sử dụng nguồn điện phù hợp và kết nối riêng với đầu ra WEMOS. Bạn có thể xác định kích thước nguồn điện này bằng cách chiếc cần gạt mưa của bạn sẽ sử dụng được trong bao lâu…

Đơn vị Master cũng khá dễ dàng. Tôi đã sử dụng Adafruit Huzzah ESP8266 thay vì một WEMOS D1 mini khác vì nó có bộ nguồn pin riêng được tích hợp sẵn. Kích thước bất kỳ Lipo nào bạn muốn - nó chỉ phải vừa với bên trong tre. Bộ điều khiển sạc đơn giản được kết nối với pin mặt trời và pin và cung cấp năng lượng cho Power Timer Breakout và ESP8266. Nguồn cho cảm biến mưa đi qua nguồn 3,3 V trên bảng vi điều khiển. Tôi đặt một công tắc giữa dòng Bật từ Bộ hẹn giờ và chân EN của bảng để tôi có thể giữ dòng này ở mức cao để lập trình nó. (Nó được giữ ở mức thấp ngay cả khi nguồn điện của bộ hẹn giờ bị tắt đến mức khó có thể làm cho nó hoạt động mà không có nó…) Hai chân trên Huzzah được sử dụng - một cho cảm biến mưa giúp hạ nhiệt kỹ thuật số khi nước chạm vào và một chân để thông báo Bộ hẹn giờ có thể tắt nó đi. Tôi không đặt máy kiểm tra pin trên thiết bị này nhưng nếu bạn muốn, hướng dẫn có trên trang web Adafruit. Nó sử dụng chân A0 duy nhất trên bo mạch nhưng bạn có thể dễ dàng lập trình nó để truyền dữ liệu này đến Slave và để nó xuất ra dưới dạng pixel hight.

Bước 3: Xây dựng nó

Con tre vui ve lam viec. Những mảnh tôi sử dụng đã khô và chết trong một thời gian. Cát mịn bên ngoài. Khe lấy sáng dễ dàng cắt bằng cưa kiếm nhẹ. Chỉ cần sử dụng một số băng dính màu xanh dọc theo toàn bộ chiều dài và khoảng cách tự do rộng một inch vết nứt trên mặt để lại khoảng 8 inch nguyên vẹn ở các đầu. Hình dạng có thể gợn sóng như bạn muốn cắt nó. Khoan hai lỗ kích thước lưỡi để bắt đầu lối vào và lối ra của lưỡi dao của bạn ở các đầu. Tre cắt rất dễ dàng và bạn có thể đi qua các nút có đầy đủ vách ngăn trên chúng. Phần còn lại của ống rỗng. Lấy một cái đục và khoét phần còn lại bên trong của các nút sẽ tạo ra một ống rỗng hoàn chỉnh. Bạn phải cẩn thận không bắt đầu chẻ theo chiều dài của tre, nhưng điều này sẽ dễ dàng sửa chữa. Phun sơn bên trong ống bằng acrylic phẳng ngoài trời màu trắng. Bên ngoài của ống được phủ một vài lớp polyurethane kháng uv.

Thiết bị Chính có chiều dài khoảng 10 inch, rộng 3 đến 4 inch sẽ chứa cảm biến. Nó được chọn cẩn thận để nó được cắt khoảng 2 inch từ một nút ở trên cùng. Khoảng trống này sẽ giữ cảm biến và tạo ra một miếng đệm chống thấm nước cho các thiết bị điện tử bên dưới. Bạn nên khoan một lỗ 1/4 'ở cạnh của nắp nút này để cho phép các dây cảm biến xuyên qua. Một vài lỗ khác xung quanh đế nắp sẽ cho phép nước đọng lại trong cốc tự nhiên này thoát ra một cách xuyên tâm. Tôi phải cắt tấm cảm biến để vừa với không gian và hàn các đầu nối khác nhau vào để có một lỗ nhỏ. Các dây cảm biến cấp tới bảng so sánh cảm biến nằm trong phần chống thấm nước. Phun lại thiết bị này trong và ngoài bằng bình xịt polyurethane để sử dụng ngoài trời.

Bước 4: Lắp ráp nó

Bảng điều khiển năng lượng mặt trời linh hoạt là xi măng tiếp xúc được gắn bên ngoài Thiết bị Chính. Các dây kết nối nó qua các lỗ nhỏ trong vỏ ống được hàn vào các đầu của bảng điều khiển năng lượng mặt trời. Làm theo hướng dẫn về cách thực hiện việc này trên trang web của họ - rất dễ dàng. Cảm biến mưa được gắn trong cốc phía trên với các miếng silicon trên miếng đệm nylon giúp nghiêng cảm biến một góc để mưa không đọng lại. Một lỗ được khoan ở mặt bên của thiết bị để chứa công tắc BẬT / TẮT. Mọi thứ khác chỉ được nhồi vào bên trong. Bạn có thể phủ silicon một miếng nhựa nhỏ lên phía dưới, miễn là bạn để lại một số lỗ thoát khí. Tất cả các lối vào dây được bịt kín bằng các miếng silicon.

Đơn vị nô lệ được trang bị với một chiều dài Neopixels để lại một vài inch ở trên cùng và dưới cùng. Những thứ này dễ dàng được bọc silicon vào vị trí - hãy đảm bảo rằng bạn tháo ống bọc silicon ra nếu bạn đi kèm với một chiếc - không thể dán vào. Đặt Neopixels lệch sang một bên để nó không bị nhìn thấy từ hầu hết mọi góc độ nhưng hướng ánh sáng của nó vào khoang được sơn trong khi. Sau khi bảo vệ nguồn điện bằng tụ điện lớn, bảng WEMOS nhỏ sẽ dễ dàng nằm gọn trong đáy ống. Mặc dù thiết bị phụ có thể đi ra ngoài nhưng nó không được thiết kế để chống thấm nước.

Bước 5: Lập trình nó

Anh chàng này đã làm rất tốt khi đưa ra một số ví dụ về cảm biến và ESP-Now: https://github.com/HarringayMakerSpace/ESP-Now. Andreas Spiess đã làm một video rất hay với ví dụ rằng tôi đã sử dụng mã để bắt đầu dự án này. Đơn vị Master / Slave hạn chế này hoàn toàn không cần internet nên tôi đã loại bỏ những phần đó - nó chỉ chuyển thông tin về việc trời có mưa hay không. Tôi quyết định không sử dụng các tùy chọn ngủ sâu đã được báo trước cho ESP vì tôi đã tìm thấy trong một dự án trước đó, nó trở nên không ổn định ngẫu nhiên sau một thời gian và ngẫu nhiên sẽ hết pin năng lượng mặt trời. Tùy chọn phần cứng chỉ khởi động lại Adafruit Huzzah mười phút một lần, kiểm tra cảm biến xem có tín hiệu thấp báo hiệu trời mưa hay không, nếu không thấy nó sẽ gửi tín hiệu cao / thấp đến chân Xong trên bộ hẹn giờ. Mã khác sẽ chuyển sang gửi thông tin (thực sự không có thông tin nào ngoại trừ chính chức năng gửi) tới nô lệ để kích hoạt mã của nó. Mã nô lệ chỉ khởi động máy và đợi một tin nhắn và khi nó nhận được, nó sẽ bật chức năng neopixel trong một phút. Bạn có thể thay đổi điều này trong phần mềm nhưng nó chỉ tiếp tục đợi kích hoạt mưa một lần nữa. Đọc các bình luận trong phần mềm để xem nơi thay đổi các giá trị. Mã thác sao băng tuyệt vời đến từ nguồn này: https://www.tweaks4all.com/hardware/arduino/adruino-led-strip-effects/ Tôi chỉ thêm một số hằng số ngẫu nhiên và thay đổi màu sắc.

Bước 6: Sử dụng nó

Chiết áp nhỏ trên cảm biến mưa phải được điều chỉnh ở mức độ nhỏ giọt nào kích hoạt tổng thể gửi thông báo. Bạn cũng phải điều chỉnh chiết áp mạch hẹn giờ Adafruit để xác định tần suất cảm biến của bạn bật để kiểm tra mưa - phạm vi từ vài giây đến hai giờ - tùy chọn của bạn. Sạc pin lipo trên thiết bị chính và bật nó lên và gắn nó bên ngoài và nó sẽ tự đảm bảo nhu cầu năng lượng trừ khi bạn sống ở Alaska, nơi trời thường xuyên mưa và tối. Thiết bị phụ hoạt động ở bất kỳ đâu trong phạm vi Wi-Fi của thiết bị chính và rất linh hoạt trong những ngày chờ đợi tin nhắn - chỉ cần cắm nó vào một ổ cắm trên tường 5 volt với đủ nguồn điện để cung cấp cho độ dài Neopixel của bạn và sử dụng. Nếu bạn muốn một màn hình hiển thị ánh sáng không thường xuyên trong khi chờ mưa, điều này rất dễ lập trình - đặc biệt nếu bạn sống ở một nơi nào đó không có mưa.