ESP-Ara Rainstick: 6 passos (amb imatges)

2024 Autora: John Day | [email protected]. Última modificació: 2024-01-30 08:15

Aquest divertit petit projecte us permetrà la banal alegria de deixar que una xarxa electrònica anunciï que teniu pluja. S'ha rumorjat que Tesla, controlada per la IA, va provocar llàgrimes, que tenia sensors que desperten els netejadors del parabrisa a l'inici de la pluja. Estant en una cabina completament tancada de vidre, es pensaria que l’obvietat de la pluja faria que aquest sensor no fos del tot necessari, però sense el rugit de la gasolina que explota s’ha de tenir alguna cosa per presumir. Les opcions integrades dels microcontroladors ESP-8266 fàcilment utilitzats es veuen millorades per l’opció de xarxa local ESP-Now. No necessiteu una connexió a Internet ni totes les obligacions i pràctiques que es derivin. I podreu jugar amb pals de bambú!

Això no és un veritable rainstick. Es tracta d’un cactus sec que fa soroll de pluja amb mongetes en cascada, definitivament de baixa tecnologia. Aquest dispositiu consta d’un combinat Master i Slave. El mestre designat es troba fora, amb bateria Lipo, amb energia solar i despertat per un agent de son de maquinari Adafruit que beu energia i encén un sensor de pluja aproximadament un cop cada deu minuts. Si ensuma la pluja, envia un missatge ESP-Now al seu únic amic, un esclau, que es troba dins connectat a l’alimentació, escoltant missatges. Si en rep, engega una cascada de neopíxels artísticament col·locats. L’equip està format per bambú d’origen local, que és divertit de treballar i que no necessita 16 hores per imprimir.

Pas 1: reuniu els vostres materials

Recordeu quan era un nen i es va suggerir que podríeu matar algú lligant-lo a una malla per sobre de pals de bambú afilats i esperant. Doncs no ho farem.

1. Bambú: obteniu una bona peça sempre que vulgueu encadenar Neopixels a l'interior. (El meu tenia uns 6 peus) També un tros per a la carcassa del sensor prou ampli com per contenir alguns components electrònics. (3 polzades d'ample i 8 polzades de llarg)

2. Cèl·lules solars flexibles: com ara:

3. Tauler de carregador TP 4056:

4. Convertidor de nivell lògic:

5. Power Timer Breakout Adafruit:

6. Adafruit Feather HUZZAH amb ESP8266:

7. WEMOS D1 Mini: la vostra elecció …

8. Neopixel Strip 60 Led / M

9. Bateria Lipo

10. Sensor de pluja: el vaig comprar, però n'hi ha molts:

11. Interruptor genèric d'encès / apagat

Pas 2: munteu l'electrònica

Seguiu el diagrama de Fritzing sobre com es fa el cablejat dels dos dispositius. La unitat esclava és molt senzilla, amb una placa perfecta per muntar capçaleres femenines per acomodar el WEMOS D1 Mini que té instal·lat un conjunt de capçaleres masculines. Això facilita el muntatge i la retirada dels ajustaments i la programació. El canvi de nivell lògic es troba a l’altre costat i és petit i fàcil de muntar al tauler. Per a les pràctiques recomanades amb Neopixels, es recomana connectar una resistència a la sortida de dades del desplaçador de nivell i els Neopixels i un gran condensador entre les línies elèctriques. Assegureu-vos que utilitzeu una font d’alimentació adequada i connecteu-la per separat de la sortida WEMOS. Podeu dimensionar aquesta font d’energia per quant de temps durarà la barra de pluja …

La unitat principal també és bastant fàcil. He utilitzat un Adafruit Huzzah ESP8266 en lloc d’un altre WEMOS D1 mini, ja que té la seva pròpia unitat d’alimentació de la bateria. Mideu el Lipo que vulgueu, només ha d’adaptar-se dins del bambú. El senzill controlador de càrrega està connectat a la cèl·lula solar i a la bateria i subministra energia al Power Timer Breakout i a l’ESP8266. L’alimentació del sensor de pluja prové de l’alimentació de 3,3 V de la placa del microcontrolador. Vaig canviar entre la línia Habilita el temporitzador d’alimentació i el pin EN de la placa per poder mantenir aquesta línia alta per programar-la. (Es manté baix fins i tot quan l’alimentació del temporitzador està tan apagada perquè funcioni sense ell …) S’utilitzen dos pins de l’Huzzah: un per al sensor de pluja que el fa digitalment baix quan hi ha aigua i un per dir el temporitzador d’alimentació està bé per apagar-lo. No he posat cap provador de bateria en aquesta unitat, però si voleu, les instruccions es troben a la pàgina web d'Adafruit. Utilitza l’únic pin A0 del tauler, però podeu programar-lo fàcilment per transmetre aquestes dades a l’esclau i fer-les sortir com a píxels d’altura.

Pas 3: construïu-lo

El bambú és divertit de treballar. Les peces que vaig fer servir van estar assecades i mortes durant un temps. Posa la part exterior suau. La ranura de la llum és fàcil de tallar amb una serra de sabre lleugera. Simplement utilitzeu una cinta blava al llarg de tota la longitud i aproximadament a mà alçada una polzada d’ampleta esquerdant la cara deixant uns 8 polzades intactes als extrems. La forma pot ser tan ondulada com vulgueu tallar-la. Practicar dos forats de mida de fulla per iniciar l’entrada i sortir dels extrems de la fulla. El bambú es talla molt fàcilment i es pot passar pels nodes que tenen un deflector complet. La resta del tub és buit. Agafeu un cisell i desfeu les restes interiors dels nodes que permetran un tub buit complet. Cal tenir precaució que no comenceu a dividir la longitud del bambú, però es pot reparar fàcilment. Pintar en aerosol l'interior del tub amb un acrílic exterior pla blanc. L'exterior del tub està recobert amb un parell de capes de poliuretà resistent als uv.

La unitat mestra té una peça d’amplada de 3 a 4 polzades d’uns 10 polzades de llarg que allotjarà el sensor. Es tria acuradament perquè es talli a uns 2 centímetres d’un node a la part superior. Aquest espai mantindrà el sensor i permetrà un segell impermeable per a l’electrònica que hi ha a continuació. Haureu de perforar un forat de 1/4 'a la vora d'aquest tap node per permetre que els cables del sensor caiguin. Un altre parell de forats al voltant de la base de la tapa permetrà que la recollida d’aigua d’aquesta tassa natural surti radialment. Vaig haver de retallar la placa del sensor perquè encaixés a l'espai i soldar diferents connectors per obtenir un petit forat. Els cables del sensor s’alimenten a una placa de comparació de sensors que es troba a la secció impermeable. Torneu a ruixar aquesta unitat dins i fora amb esprai de poliuretà per a ús exterior.

Pas 4: muntar-lo

El panell solar flexible és de ciment de contacte muntat a l'exterior de la unitat principal. Els cables que el connecten a través de petits forats a la carcassa del tub es solden als extrems del panell solar. Seguiu les instruccions sobre com fer-ho al seu lloc web: és molt fàcil. El sensor de pluja està muntat a la copa superior amb taques de silici en separadors de niló que inclinen el sensor en un angle perquè la pluja no s’agrupi. Es fa un forat al lateral de la unitat per acomodar l’interruptor ON / OFF. Tota la resta només s’omple dins. Podeu siliconar una petita tapa de plàstic a la part inferior sempre que deixeu alguns forats d’aire. Totes les entrades de filferro estan segellades amb taques de silici.

La unitat esclava està equipada amb una longitud de Neopíxels per deixar un parell de centímetres a la part superior i inferior. Aquests es poden siliconar fàcilment al seu lloc; assegureu-vos de treure la màniga de silici si en veniu amb un, impossible d’enganxar. Col·loqueu els Neopixels cap al lateral de manera que no es vegi des de gairebé tots els angles, sinó que dirigeixi la seva llum cap a la cavitat pintada. Després de protegir la font d'energia amb un condensador gran, la petita placa WEMOS s'adaptarà fàcilment a la part inferior del tub. Tot i que la unitat esclava pot sortir a l'exterior, no va ser dissenyada per ser impermeable.

Pas 5: programeu-lo

Aquest noi va fer una bona feina exposant alguns exemples de sensors i ESP-Now: https://github.com/HarringayMakerSpace/ESP-Now. Andreas Spiess va fer un bon vídeo amb un exemple que vaig utilitzar el codi per iniciar aquest projecte. Aquesta unitat limitada de Mestre / Esclau no necessita Internet, de manera que he eliminat aquestes seccions; només transfereix la informació sobre si plou o no. Vaig decidir no utilitzar les anunciades opcions de son profund per a l'ESP, ja que vaig trobar en un projecte anterior que es va convertir aleatòriament inestable al cap d'un temps i es descarregaria a l'atzar per la bateria solar. L'opció de maquinari acaba de reiniciar l'Adafruit Huzzah un cop cada deu minuts més o menys, comprova si el sensor té un senyal baix que significa pluja, si no troba que envia un senyal alt / baix al pin Fet del temporitzador. Altrament, el codi passa a enviar la informació (realment no hi ha informació, excepte la pròpia funció d’enviament) a l’esclau per activar el seu codi. El codi esclau només arrenca la màquina i espera un missatge i quan s’obri activa la funció neopixel durant un minut. Podeu variar-ho al programari, però continua esperant la activació de la pluja. Llegiu els comentaris del programari per veure on canvieu els valors. El gran codi de cascada de meteorits prové d'aquesta font: https://www.tweaking4all.com/hardware/arduino/adruino-led-strip-effects/ Acabo d'afegir algunes constants aleatòries i un canvi de color.

Pas 6: utilitzar-lo

El petit potenciòmetre del sensor de pluja s’ha d’ajustar a quin nivell de degoteig activa el mestre per enviar un avís. També heu d’ajustar el potenciòmetre del circuit del temporitzador Adafruit per determinar amb quina freqüència s’encén el sensor per comprovar si hi ha pluja (el rang és de segons a dues hores). Carregueu la bateria lipo de la unitat principal, engegueu-la i munteu-la a l'exterior i hauria de tenir cura de si mateixa per necessitats energètiques tret que visqueu a Alaska, on plou i és fosc per sempre. La unitat esclava funciona a qualsevol punt del rang Wifi del mestre i és molt resistent durant els dies d’espera de missatges; només cal que la connecteu a una berruga de paret de 5 volts amb prou energia per subministrar la longitud de Neopixel. Si voleu que aparegui una llum ocasional mentre espereu la pluja, és fàcil de programar, sobretot si viviu en un lloc on no plou gens.