ESP-Now Rainstick: 6 passaggi (con immagini)

2024 Autore: John Day | [email protected]. Ultima modifica: 2024-01-30 10:04

Questo piccolo progetto divertente ti permetterà la gioia banale di lasciare che una rete elettronica ti annunci che piove! Si dice che la Tesla, controllata dall'intelligenza artificiale e che provoca lacrime, abbia sensori che risvegliano i tergicristalli all'inizio della pioggia. Essendo in una cabina completamente vetrata penseresti che l'evidenza della pioggia renderebbe un tale sensore non del tutto necessario, ma senza il rombo della benzina che esplode devi avere qualcosa di cui vantarti. Le funzionalità integrate dei microcontrollori ESP-8266 di facile utilizzo sono migliorate dall'opzione di rete ESP-Now locale. Non hai bisogno di una connessione a Internet e di tutte le responsabilità e le impraticabilità che ne derivano. E puoi giocare con i bastoncini di bambù!

Questo non è un vero bastone della pioggia. Questo è un cactus essiccato che fa il rumore della pioggia con i fagioli a cascata, decisamente low tech. Questo dispositivo è costituito da una combinazione Master e Slave. Il Master designato si trova all'esterno, alimentato a batteria Lipo, alimentato a energia solare e risvegliato da un agente di sospensione hardware Adafruit che assorbe energia e accende un sensore di pioggia circa una volta ogni dieci minuti. Se annusa la pioggia, invia un messaggio ESP-Now al suo unico amico, uno schiavo, che si trova all'interno ed è collegato all'alimentazione in ascolto dei messaggi. Se ne riceve uno, accende una cascata di Neopixel posizionati ad arte. Il team è composto da bambù di provenienza locale, con cui è divertente lavorare e non richiede 16 ore per la stampa.

Passaggio 1: raccogli i tuoi materiali

Ricorda quando eri un bambino e ti è stato suggerito che potresti uccidere qualcuno legandolo a una rete su bastoncini di bambù affilati in crescita e aspettando! Beh, non lo faremo.

1. Bambù: prendi un bel pezzo finché vuoi infilare i Neopixel all'interno. (Il mio era di circa 6 piedi) Anche un pezzo per l'alloggiamento del sensore abbastanza largo da ospitare alcuni componenti elettronici. (3 pollici di larghezza 8 pollici di lunghezza)

2. Celle solari flessibili, come queste:

3. Scheda caricabatterie TP 4056:

4. Convertitore di livello logico:

5. Power Timer Breakout Adafruit:

6. Adafruit Feather HUZZAH con ESP8266:

7. WEMOS D1 Mini: la tua scelta…

8. Striscia Neopixel 60 Led/M

9. Batteria Lipo

10. Sensore pioggia--Ho comprato questo ma ce ne sono molti là fuori:

11. Interruttore generico ON/OFF

Passaggio 2: assemblare l'elettronica

Segui lo schema di Fritzing su come è fatto il cablaggio per entrambi i dispositivi. L'unità slave è molto semplice con una scheda perf per il montaggio di intestazioni femmina per ospitare il WEMOS D1 Mini che ha una serie di intestazioni maschio installate. Ciò semplifica il montaggio e la rimozione per le regolazioni e la programmazione. Il cambio di livello logico è dall'altra parte ed è piccolo e facile da montare sulla scheda. Per le migliori pratiche utilizzando Neopixel è consigliabile collegare un resistore all'uscita dati del traslatore di livello e dei Neopixel e un grande condensatore tra le linee di alimentazione ad esso. Assicurati di utilizzare un alimentatore adeguato e collegalo separatamente dall'uscita WEMOS. Puoi dimensionare questa fonte di alimentazione in base alla durata del tuo bastone della pioggia…

Anche l'unità Master è abbastanza semplice. Ho usato un Adafruit Huzzah ESP8266 invece di un altro WEMOS D1 mini in quanto ha una propria unità di alimentazione a batteria integrata. Taglia qualunque Lipo desideri: deve solo adattarsi all'interno del bambù. Il semplice controller di carica è collegato alla cella solare e alla batteria e fornisce alimentazione al Power Timer Breakout e all'ESP8266. L'alimentazione al sensore pioggia viene fornita tramite l'alimentazione a 3,3 V sulla scheda del microcontrollore. Ho messo un interruttore tra la linea Enable dal Power Timer e il pin EN della scheda in modo da poter mantenere alta questa linea per programmarlo. (È mantenuto basso anche quando l'alimentazione del timer è così difficile da farlo funzionare senza di esso…) Vengono utilizzati due pin sull'Huzzah: uno per il sensore pioggia che lo abbassa digitalmente quando l'acqua colpisce e uno per dire il Power Timer va bene per spegnerlo. Non ho messo un tester della batteria su questa unità, ma se vuoi le istruzioni sono sulla pagina web di Adafruit. Utilizza l'unico pin A0 sulla scheda ma puoi facilmente programmarlo per trasmettere questi dati allo Slave e farli emettere come altezza pixel.

Passaggio 3: costruiscilo

Il bambù è divertente con cui lavorare. I pezzi che ho usato sono stati asciugati e morti per un po'. Carteggiare l'esterno liscio. La fessura per la luce è facile da tagliare con una sega a spada laser. Basta usare del nastro adesivo blu per tutta la lunghezza e a mano libera circa un pollice di larghezza sul viso lasciando circa 8 pollici intatti alle estremità. La forma può essere ondulata quanto vuoi tagliarla. Praticare due fori delle dimensioni della lama per iniziare l'ingresso della lama e l'uscita alle estremità. Il bambù taglia molto facilmente e puoi passare attraverso i nodi che hanno un deflettore completo su di loro. Il resto del tubo è cavo. Prendi uno scalpello e rimuovi i resti interni dei nodi che consentiranno un tubo cavo pieno. Bisogna fare attenzione a non iniziare una spaccatura lungo la lunghezza del bambù, ma questo è facilmente riparabile. Spruzza la vernice all'interno del tubo con un acrilico bianco piatto per esterni. L'esterno del tubo è rivestito con un paio di mani di poliuretano resistente ai raggi UV.

L'unità Master è lunga circa 10 pollici e larga da 3 a 4 pollici che ospiterà il sensore. Viene scelto con cura in modo che venga tagliato a circa 2 pollici di distanza da un nodo in alto. Questo spazio conterrà il sensore e consentirà una tenuta impermeabile per l'elettronica sottostante. Dovresti praticare un foro da 1/4 di pollice sul bordo di questo cappuccio del nodo per consentire il passaggio dei cavi del sensore. Un altro paio di fori attorno alla base del cappuccio consentirà all'acqua raccolta in questa tazza naturale di uscire radialmente. Ho dovuto tagliare la piastra del sensore per adattarla allo spazio e saldare diversi connettori per ottenere un piccolo foro. I fili del sensore alimentano una scheda comparatore del sensore che si trova nella sezione impermeabile. Spruzzare di nuovo questa unità dentro e fuori con spray in poliuretano per uso esterno.

Passaggio 4: assemblalo

Il pannello solare flessibile è cementato a contatto montato all'esterno dell'unità principale. I fili che lo collegano attraverso piccoli fori nell'alloggiamento del tubo sono saldati alle estremità del pannello solare. Segui le istruzioni su come farlo sul loro sito Web: è molto semplice. Il sensore pioggia è montato nella coppa superiore con tocchi di silicone su distanziali in nylon che inclinano il sensore ad angolo in modo che la pioggia non si accumuli. Un foro è praticato sul lato dell'unità per ospitare l'interruttore ON/OFF. Tutto il resto è semplicemente farcito all'interno. Puoi siliconare una piccola copertura di plastica sul fondo purché lasci dei fori per l'aria. Tutti gli ingressi dei cavi sono sigillati con gocce di silicone.

L'unità slave è dotata di una lunghezza di Neopixel per lasciare un paio di pollici in alto e in basso. Questi sono facilmente siliconati in posizione - assicurati di togliere la guaina di silicone se la tua ne è arrivata con uno - impossibile da incollare. Posiziona i Neopixel di lato in modo che non sia visto da quasi tutte le angolazioni ma diriga la sua luce nella cavità mentre è dipinta. Dopo aver protetto la fonte di alimentazione con un grande condensatore, la piccola scheda WEMOS si adatterà facilmente al fondo del tubo. Sebbene l'unità slave possa uscire all'esterno, non è stata progettata per essere impermeabile.

Passaggio 5: programmalo

Questo ragazzo ha fatto un buon lavoro nel definire alcuni esempi di sensori e ESP-Now: https://github.com/HarringayMakerSpace/ESP-Now. Andreas Spiess ha realizzato un bel video con un esempio di cui ho usato il codice per avviare questo progetto. Questa unità limitata Master/Slave non ha affatto bisogno di Internet, quindi ho eliminato quelle sezioni: trasferisce solo le informazioni sulla pioggia o meno. Ho deciso di non utilizzare le opzioni di sospensione profonda annunciate per l'ESP poiché ho scoperto che in un progetto precedente diventava casualmente instabile dopo un po' e scaricava casualmente la batteria solare. L'opzione hardware riavvia semplicemente l'Adafruit Huzzah una volta ogni dieci minuti circa, controlla il sensore per un segnale basso che indica pioggia, se non lo trova invia un segnale alto/basso al pin Done sul timer. Altrimenti il codice passa all'invio delle informazioni (in realtà nessuna informazione tranne la stessa funzione di invio) allo slave per attivare il suo codice. Il codice slave avvia semplicemente la macchina e attende un messaggio e quando lo riceve attiva la funzione neopixel per un minuto. Puoi variare questo nel software, ma continua ad aspettare di nuovo l'attivazione della pioggia. Leggi i commenti nel software per vedere dove modificare i valori. Il grande codice della cascata di meteoriti proviene da questa fonte: https://www.tweaking4all.com/hardware/arduino/adruino-led-strip-effects/ Ho appena aggiunto alcune costanti casuali e un cambio di colore.

Passaggio 6: utilizzo

Il piccolo potenziometro sul sensore pioggia deve essere regolato per quale livello di gocciolamento attiva il master per inviare un avviso. Devi anche regolare il potenziometro del circuito del timer di Adafruit per determinare la frequenza con cui il sensore si accende per verificare la presenza di pioggia - l'intervallo va da secondi a due ore - la tua scelta. Carica la batteria lipo sull'unità principale e accendila e montala all'esterno e dovrebbe provvedere da sola per il fabbisogno energetico a meno che tu non viva in Alaska dove piove perennemente ed è buio. L'unità slave funziona ovunque all'interno della portata Wi-Fi del master ed è molto resistente nei giorni di attesa per i messaggi: basta collegarla a una verruca a muro da 5 volt con energia sufficiente per fornire la lunghezza del Neopixel e partire. Se desideri un'illuminazione occasionale mentre aspetti la pioggia, questo è facile da programmare, specialmente se vivi in un posto dove non piove affatto.