ESP8266 POV Fan con aggiornamento del testo dell'orologio e della pagina Web: 8 passaggi (con immagini)

2024 Autore: John Day | [email protected]. Ultima modifica: 2024-01-30 10:00

Si tratta di una velocità variabile, POV (Persistence Of Vision), Fan che visualizza l'ora in modo intermittente e due messaggi di testo che possono essere aggiornati "al volo".

Il POV Fan è anche un web server a pagina singola che ti permette di cambiare i due messaggi di testo.

Per utilizzare questo POV Fan, deve essere presente una rete wireless con "condivisione client". Se non sai cos'è la condivisione client, è facile scoprirlo. Cerca altri computer sulla tua rete. Se riesci a vederli, hai capacità di condivisione client sulla tua rete. (La maggior parte degli hotel e dei luoghi pubblici non consente la condivisione dei clienti, ovvero l'isolamento dei clienti, per ovvi motivi di sicurezza.)

Il POV utilizza la libreria "WifiManager" che semplifica la connessione alla rete wireless ovunque tu sia. Una volta connesso alla rete wireless, POV Fan visualizzerà l'indirizzo IP che devi inserire nella barra degli indirizzi del browser web. Puoi cambiare il testo nel POV Fan tramite la pagina web.

Questo istruibile è un po' al di sopra del livello principiante. Ci sono alcune operazioni di saldatura, perforazione, "colla a caldo" e test elettrici coinvolti. Se pensi che tua madre sarà sconvolta dal fatto che hai fatto a pezzi il suo fan preferito e hai messo in pericolo la tua famiglia a causa dell'elettricità esposta, forse dovresti fare qualcosa di diverso, altrimenti continua a leggere.

Forniture

Hardware:

• ESP8266---Questo può essere un NodeMCU VIN5v--3.3Logic, Super Node VIN3.3v, Weemos VIN5v--3.3Logic, Adafruit Huzzah VIN5v-3.3Logic Sparkfun Thing VIN5v--3.3Logic, o nudo ESP8266 VIN3.3v (come finché è possibile programmarlo. Non entro nei dettagli della configurazione di una scheda di programmazione per un ESP8266 nudo, quindi le schede compatibili con USB menzionate potrebbero essere le più semplici.) Notare i requisiti necessari nell'immagine sopra.
• AMS1117-3.3v e resistore 10k (per schede 3.3v)-- Questo è un regolatore di potenza 3.3v. Nota le suddette opzioni dei dispositivi ESP e le tensioni elencate accanto ad esse. Se si dispone di un sistema VIN 3.3volt, è necessario l'AMS1117-3.3v. Il nudo ESP8266 è 3.3v.
• Sensore Hall e resistore da 10k --- Io uso la varietà 3144. Sebbene siano classificati per 4.5v e oltre, ho avuto ottimi risultati con il rail 3.3v. Uso un resistore da 10k per ripristinare il trigger "perdendo" la tensione (tira il valore predefinito basso).
• (5) LED (e resistori opzionali) --- Usa tutto ciò che riesci a trovare. Le valutazioni per un LED richiedono un resistore per mantenere una corrente costante dal flusso libero attraverso il LED ed essere simile a un cortocircuito. Notare le pagine dei dati dei LED con la valutazione per l'alimentazione SUSTAINED. Per "Pulse Width Modulation, PWM" o lampeggio rapido, i LED possono sopportare una piccola variazione nella tensione, quindi il resistore è opzionale in un sistema a 3,3 V. Mi piace il bianco superbo 3mm o 5mm, ~3.4v @ 20mA. Se usi un LED rosso, tieni presente che i valori di tensione potrebbero essere significativamente inferiori, 1,8 V @ 20 mA, quindi i resistori potrebbero essere una buona precauzione. (tensione_guida - LED_tensione) / Ampere = resistenza necessaria. vale a dire, (3.3v-1.8vLED = 1.5v) diviso per.02A o 20mA = resistenza da 75 Ohm consigliata. (Nota: il miglior tutorial sui resistori che ricordo proviene da un tutorial di Raspbery Pi che stavo guardando-- https://www. youtube.com/watch?v=ZNNpoLFbL9E&t=227… a circa 2:40 mark-- È una grande rivelazione di apprendimento! Ho disegnato il cerchio sopra come riferimento.)
• Caricabatterie da muro economico da 5 V --- ne ho usato uno vecchio da un telefono. Lo apriremo e ci getteremo della saldatura. Uno economico da un negozio di dollari sarebbe adeguato.
• Bobine di ricarica wireless --- Uso qualcosa del genere o questo. È piccolo ma molto efficace. L'ESP8266 utilizza da qualche parte circa 300 mA durante la trasmissione in modalità wireless. Più grande non è necessario, solo più costoso. … inoltre, un condensatore in linea con la tensione CC stabilizza il carico quando la richiesta è maggiore.
• Condensatore elettrolitico 100uF 16v-- La tensione dovrà essere di almeno 5v. Qualsiasi cosa oltre 5v andrà bene. Un berretto da 16v è eccessivo, ma anche economico e facile da trovare.
• Magnete: avevo un paio di magneti al neodimio in giro, ma qualsiasi magnete dovrebbe funzionare.
• Ventilatore: ho usato un ventilatore economico dal negozio locale per $ 12- $ 18 durante la stagione estiva. Gli stili e le dimensioni sono illimitati ad eccezione della stanza hardware. Più grande è la ventola, più facile è spremere l'hardware. Una ventola troppo piccola sembrerà più "Ghetto Frankenstein", mentre l'hardware viene montato all'esterno. Si noti che questa ventola ha gli avvolgimenti necessari per il funzionamento del controllo della velocità della ventola.
• Controllo della velocità della ventola (opzionale): è diverso da un dimmer a luce incandescente con interruttore a parete. I controlli della velocità della ventola cambiano le lunghezze d'onda dell'elettricità per ottimizzare l'induttanza che guida all'interno di un motore CA. Trova il controller di velocità della ventola corretto per la tua ventola. Se non si utilizza un controller di velocità della ventola, è necessario attivare l'alimentazione alla guida 5V separatamente. --Alcuni potrebbero preferire questo in quanto consente di disattivare il POV e continuare a utilizzare la ventola.
• Tubo termoretraibile e/o isolante a scelta. Ho visto vernice molto spessa, silicone per calafataggio, nastro isolante e colla a caldo usati come isolamento del filo. Sulle parti rotanti è importante mantenere basso il peso.
• Super-Glue: la Super Glue è più leggera della colla a caldo e aiuta a mantenere basso il peso sulle parti rotanti.
• Il cavo isolato più piccolo e leggero che puoi trovare. (cavo telefonico, cavo ethernet, nastro HDD del bus ATA recuperato, …)

Utensili:

• La sicurezza prima di tutto: alcuni occhiali di sicurezza vanno sempre bene. Non avere quel poco d'occhio su questo progetto.
• Guanti di pelle: dovresti sempre indossare guanti di pelle quando fori qualcosa. I guanti di stoffa possono disfarsi e impigliarsi facilmente in una punta del trapano, schioccando e rompendo le dita e/o la punta del trapano.
• Saldatore, flusso e saldatura
• Drill e/o Dremel
• Tagliafili e spellafili
• Pistola per colla a caldo: mia figlia è la "ninja della pistola per colla a caldo". Penso che possa letteralmente riparare qualsiasi cosa con esso.
• Cacciavite: per smontare la ventola.
• Tester elettrico
• Carta vetrata: se hai una lima per unghie, va bene. Abbiamo solo bisogno di sgrossare i LED in modo che siano più opachi. La supercolla e il bicarbonato di sodio funzionano altrettanto bene.

Passaggio 1: il tuo POV ha bisogno di energia: ci sono opzioni

Ci sono due opzioni per alimentare la parte POV della ventola. Potresti voler attivare il POV con la ventola per impostazione predefinita, oppure potresti voler attivare il POV solo a volte.

L'OPZIONE 1 consiste nel non utilizzare affatto il regolatore di velocità variabile. Devi solo collegare l'alimentazione che arriva alla ventola a un interruttore separato che accenda il POV. Questo è autoesplicativo. Questa potrebbe essere un'opzione migliore per i ventilatori più piccoli che non hanno molto spazio all'interno dell'alloggiamento per il controller di velocità variabile.

L'OPZIONE 2 consiste nel sostituire l'interruttore a tre velocità con un controller a velocità variabile. Usa l'alimentazione dopo il controller di velocità per accendere il POV ogni volta che la ventola è accesa. Questo DEDIcherà il tuo fan come segno POV. Questo potrebbe essere quello che vuoi se non vuoi che tutti prendano in prestito il tuo duro sforzo per rinfrescare una stanza mentre dormono. Ho usato questa opzione nella ventola della scatola raffigurata sopra.

Immagino che ci sia una terza opzione. Potresti fare entrambe le cose, ramificare l'alimentazione POV dalla linea di alimentazione in ingresso a un interruttore E utilizzare un controller di velocità variabile solo per avere un migliore controllo della velocità della ventola.

Passaggio 2: utilizzo del controller a velocità variabile

Prima di fare qualsiasi cosa, collega il ventilatore al muro e impostalo al massimo. Una volta impostata l'impostazione più alta del ventilatore, staccare la spina dalla parete. Lasciare l'interruttore nella posizione più alta e togliere la manopola. Questo ci aiuterà a trovare il cavo corretto per il controller della velocità della ventola.

I controller a velocità variabile devono avere la ventola impostata alla massima velocità. Un tipico interruttore della ventola della scatola (l'interruttore originale che andrai a sostituire) ha un filo proveniente dalla fonte di alimentazione (estremità della presa a muro) e tre fili che vanno a diverse parti dell'avvolgimento nel motore della ventola. Uno dei tre fili tra l'interruttore e il motore della ventola porta la ventola alla massima impostazione. Devi trovare quale cavo è l'impostazione della velocità della ventola più alta ed etichettarlo. Gli altri due fili non saranno necessari e possono essere isolati e/o chiusi. Ora puoi sostituire l'interruttore a tre velocità con il controller di velocità variabile utilizzando il cavo etichettato.

Alcune ventole potrebbero avere una piccola scatola bianca adiacente all'interruttore. Non scherzare con esso. Molto probabilmente è il condensatore e il sensore termico che azionano la ventola.

Era da molto tempo che volevo cambiare l'interruttore di questa ventola perché il nostro cane randagio adottato ha masticato la manopola e si è spostato sulla protuberanza che vedete nella foto sopra. La mia ventola ha preso un cacciavite a croce n. 2 per rimuovere facilmente la griglia anteriore dalla ventola. Una volta tirata la griglia, potevo facilmente raggiungere l'interruttore. Ho etichettato i fili come l'immagine sopra per tenerli organizzati. Ho messo una striscia sulla linea neutra, "N", e ho punteggiato le altre linee.

Una volta etichettati i fili, puoi tagliare l'interruttore. Usa un ohmmetro per vedere quale filo va all'avvolgimento più veloce del motore. Il mio era il filo n.1.

Passaggio 3: breadboard il tuo ESP8266 (opzionale)

OK, mi piace fare il breadboard dei miei progetti solo per assicurarmi che non abbiano sorprese. Ho messo tutte le mie cose su una breadboard e l'ho eseguito.

ESP-12F Le prime tre illustrazioni sopra sono i pin ESP-12F nudi. La prima illustrazione è per la programmazione della scheda. La seconda illustrazione riguarda solo i collegamenti della ventola. Puoi usare entrambi, o semplicemente programmarlo e mettere solo i secondi allegati.

Super Node La quarta e la quinta illustrazione utilizzano la scheda Super Node. Puoi semplicemente programmare anche questa scheda ed eliminare un paio di interruttori e un FTDI sulla ventola. Nota che non ho messo il condensatore necessario nell'illustrazione. Ne avrai ancora bisogno per una potenza costante.

NodeMCU La terza opzione è semplicissima. Usa un NodeMCU o equivalente (Huzzah Feather, Weemos, Sparkfun Thing, …) ed elimina tutti gli interruttori e i regolatori 3.3v. La differenza è il costo del NodeMCU, che è quasi tre o quattro volte il costo di un ESP-12F nudo.

Passaggio 4: programmare ESP8266

Diamo un'occhiata al codice.

Ci sono alcune librerie richieste in questo schizzo. Questi saranno necessari nel tuo IDE Arduino. La maggior parte di essi può essere aggiunta da "Libraries Manager" nell'IDE Arduino. Vai al tuo IDE Arduino e apri "Strumenti >> Library Manger". Il più importante è WifiManager di tzapu.

#include //https://github.com/esp8266/Arduino

#includere

#includere

#includere

#include //https://github.com/tzapu/WiFiManager ESP8266WebServer server(80); #includere; WiFiUDP UDP;

Nota che ci sono un sacco di commenti nel codice, quindi può essere facilmente seguito.

Ho anche cambiato una serie di linee dall'utilizzo della semplice connessione Wifi al più dinamico WifiManager. Ho lasciato le linee di connessione IP statiche, ma le ho commentate. Inoltre, ho accesso al server NTP ogni 24 ore anziché accedere al server ogni ciclo. Il tuo server NTP ti bloccherà come un virus TSR se ci accedi troppo spesso.

Potrebbe sembrare un po' disordinato con tutto il codice extra commentato. Sentiti libero di eliminare il codice commentato. L'ho lasciato lì per le opzioni.

Farò menzione delle linee più importanti.

Sulla riga 42 viene dichiarato "hall_interval". L'intervallo di sala è il tempo tra la commutazione del messaggio di testo. È impostato a 10 secondi. Ogni dieci secondi, il sensore hall legge la velocità di rotazione della ventola e regola il testo di conseguenza. Passa anche tra l'ora, il testo 1 e il testo 2. Questo può essere modificato a proprio piacimento.

Sulla riga 52, potresti voler cambiare il server NTP da cui ti connetterai e prenderai il tuo tempo.

Il credito dovrebbe essere dato dove è dovuto il credito! Ho creato il mio primo POV utilizzando un Altoids Tin, un ATTiny85 e un cavo telefonico. Sulla riga 131 menziono la fonte originale per il concetto di lettering POV. Ho modificato il codice in modo abbastanza significativo per essere più efficiente per questo progetto, ma non sarebbe esistito senza questo inizio.

Alle righe 291-365 viene indotta la pagina web con le librerie jquery. Le librerie Ajax provengono da una risorsa esterna, quindi potrebbe essere meglio assicurarsi che siano aggiornate.

Sulla linea 498 la password di WifiManager dovrebbe essere cambiata per riflettere quello che vuoi che sia. Questa è la password necessaria per configurare il POV Fan solo la prima volta.

Sentiti libero di sfogliare il resto del codice. Se sei in modalità bread boarding, puoi rimuovere il commento dalle righe di feedback seriale per il debug.

Dopo aver caricato lo schizzo sul tuo ESP8266, dovresti vedere un altro punto di accesso Wifi sul tuo telefono o laptop chiamato POV_Fan. Collegati ad esso, apri un browser web e digita l'indirizzo IP nella barra degli indirizzi "192.168.4.1". Dovresti essere in grado di connettere il tuo ventilatore al router Wi-Fi della rete domestica. Perderai la connessione con POV_Fan. Niente panico. Muovi un magnete avanti e indietro sul sensore del corridoio, dalla parte anteriore a quella posteriore. Il tuo POV_Fan si connetterà al server NTP e riceverà l'ora (potrebbe volerci un minuto). Dovresti vedere i LED lampeggiare.

Passaggio 5: preparati a creare il tuo Frankenstein

Metti tutto insieme, sì!!!!!

Dai sfogo alla tua creatività per questa parte. Quando hai rimosso la griglia anteriore della ventola, probabilmente hai notato che non c'è molto spazio tra la parte anteriore del gruppo delle pale della ventola e la griglia. La prima foto inclusa sopra mostra una ventola con un dado che tiene la lama sull'albero motore. La seconda foto mostra una ventola con una pala della ventola modellata sul mandrino.

Sono stato in grado di rimuovere il gruppo lame con il dado e utilizzare anche tutto lo spazio vuoto dietro le lame: molto bello! avrei dovuto fare di più. Ho usato un Super Node, quindi ho dovuto mettere tutti gli altri componenti intorno al mandrino.

Il secondo set di lame è stato difficile perché il mandrino centrale era così vicino alla griglia. Ho dovuto incassare alcuni componenti. Vorrei aver appena usato il bordo esterno del gruppo lame interno per posizionare i componenti invece di provare a usare la parte anteriore. Ho usato un ESP-12F che era un po' più piccolo. Funziona bene. Ho incluso anche i componenti per la programmazione in modo da poterlo modificare in seguito, se lo desiderassi.

Regole d'ingaggio

• Prova a considerare l'equilibrio della ventola. Posizionare un componente di controbilanciamento ai LED e al sensore Hall. Se trovi che la tua ventola vibra troppo, usa qualcosa per contrappesare le pale (una piccola vite, del nastro adesivo, globi di colla a caldo, qualunque cosa…).
• Più lontano dal centro della ventola, maggiore sarà la forza centrifuga sul componente. Fissali bene.

Passaggio 6: proteggi i tuoi LED e il tuo sensore Hall

Per saldare insieme i LED, ho usato una punta da trapano da 1/4 e ho misurato su una linea retta 1,5 cm in una scheda 2x4. I LED si trovavano al loro interno e sono stato facilmente in grado di saldarli in un array. Penso che 1 cm sarebbe meglio poiché le lettere tendono ad essere molto alte e allungate a 1,5 cm.

Misura la tua lama e usa una punta da 3/16 di pollice per praticare i fori. I LED dovrebbero adattarsi molto strettamente ai fori ed essere molto sicuri. Usa la carta vetrata sulla parte anteriore dei LED per diffondere meglio la luce. Mi piace usare anche la supercolla e il bicarbonato di sodio per incollare i LED e creare una migliore diffusione della luce. La supercolla è anche leggera rispetto alla colla a caldo.

All'altra estremità del gruppo ventola, praticare tre piccoli fori per il sensore di hall. Notare nell'immagine che il sensore di hall è perpendicolare alla corsa della lama. Ancora una volta, assicurati bene i fili. Passarli attraverso i fori nel gruppo lame per stabilità.

Passaggio 7: saldare il prodotto finale

Posiziona le bobine il più vicino possibile senza toccarle. Un paio di cesoie per un vecchio CDROM è un buon distanziatore se hai bisogno di spessorare le bobine. Poiché le bobine si trovano nel mezzo del gruppo pale della ventola rotante, non c'è troppa forza centrifuga. Puoi colla a caldo con fiducia.

Ho usato un cavo USB (uno economico, non il tuo bel programmatore) per alimentare la bobina sulla griglia. Ricorda, le linee di alimentazione di un cavo USB standard a quattro fili sono rosse e nere. Le linee bianca e verde sono linee digitali.

Completa la tua saldatura. Dato che ho effettuato il breadboard sul mio, installo solo un componente alla volta. Prenditi il tuo tempo. Assicurati che i LED siano collegati nell'ordine corretto. Il LED n. 1 dovrebbe essere il più esterno.

Quando hai finito di saldare, posiziona un magnete nel percorso del sensore di hall. Vuoi che sia il più vicino possibile al sensore di hall durante la rotazione senza colpirlo.

Passaggio 8: accendilo

Una volta che il tuo Fan è completo, accendilo!

Se hai già configurato il tuo ventilatore sul Wifi, dovresti vedere l'indirizzo IP nel POV del ventilatore. Potrebbe volerci un minuto per connettersi al Wi-Fi. Vai a un browser web e digita l'indirizzo IP nella barra degli indirizzi. Il testo cambierà magicamente nei due testi che hai digitato.

FATTO!!!