ساعة المد والجزر والطقس: 9 خطوات (بالصور)

2024 مؤلف: John Day | [email protected]. آخر تعديل: 2024-01-30 07:37

على الرغم من أنه يمكنك شراء ساعات المد والجزر التناظرية التي تحتوي على يد واحدة تشير إلى ما إذا كان المد مرتفعًا أو منخفضًا أو في مكان ما بينهما ، فإن ما أردت هو شيء من شأنه أن يخبرني في أي وقت سيكون المد والجزر منخفضًا. أردت شيئًا يمكنني إلقاء نظرة سريعة عليه دون الحاجة إلى تشغيله ، أو الضغط على أي أزرار ، أو الانتظار. وأردت شيئًا بعمر بطارية طويل. لذلك استخدمت لوحة TTGO T5 ، وهي لوحة تستند إلى ESP32 مع شاشة عرض ورقية إلكترونية مقاس 2.13 بوصة ، متصلة بشريحة TTL5110. يقوم TPL5110 بتشغيل T5 كل 2.5 ساعة ، ومرة واحدة في اليوم ، يقوم T5 بتنزيل بيانات المد والجزر من NOAA وبيانات الطقس من OpenWeatherMap ، تعرض البيانات على الورقة الإلكترونية ، ثم تخبر TPL5110 بإيقاف تشغيل T5.

تحديث (25 فبراير 2020) تعمل ساعة Tide Clock منذ عام واحد الآن ، والبطارية 4.00 فولت ، لذلك يمكن تصور تشغيل الساعة لسنوات عديدة.

الخطوة 1: قائمة الأجهزة

لوحة TTGO T5 17 دولارًا

Adafruit TPL5110 board 5 دولارات

لوح Adafruit Perma-Proto ربع الحجم (اختياري) 0.71 دولار (الحد الأدنى للطلب 8.50 دولار)

بطارية Li-Poly 1200 مللي أمبير 10 دولارات (أو مصدر طاقة مناسب آخر)

كابل JST PH ثنائي السنون - رأس ذكر 0.75 دولار

مكثف 220 فائق التوهج

الخطوة 2: الأدوات

لحام حديد

قواطع الأسلاك

شاحن بطارية Li-Po ، مثل هذا.

الخطوة 3: تجميع الأجهزة

يعد تجميع الأجهزة أمرًا بسيطًا جدًا كما يظهر في الرسم التخطيطي. لقد استخدمت لوح Adafruit Perma-proto الذي يشبه اللوح الأولي العادي إلا أنه تم وضعه مثل لوح التجارب ، مع نفس التوصيلات الكهربائية مثل لوح التجارب ، وهو أمر رائع. نظرًا لأنني كنت بحاجة إلى عدد قليل من الوصلات ، وأردت أن أضع المجموعة بأكملها في صندوق صغير ، فقد قطعت أحد الألواح إلى أرباع باستخدام عجلة قطع Dremel.

مكثف 220 فائق التوهج مهم جدا. بدونها ، لن يقوم TPL5110 بتشغيل T5. ليس من الواضح سبب ذلك ، لكن الأشخاص الآخرين الذين يستخدمون TPL5110 واجهوا نفس المشكلة. ربما يرسم ESP32 تيارًا عند بدء التشغيل أكثر مما يمكن أن يوفره TTL5110؟

لا تقم بتوصيل البطارية. استخدم كابل JST-PH حتى تتمكن من فصل البطارية لشحنها. قد تكون هناك طريقة لشحن البطارية من T5 مرة أخرى عبر TPL5110 إذا كان TPL5110 "قيد التشغيل" ، لكن لا يمكنني أن أضمن هذه التقنية.

لقد صنعت صندوقًا خشبيًا كعلبة ، ولكن أي شيء بأبعاد داخلية لا تقل عن 1.5 بوصة × 2.75 بوصة × 1 بوصة ستعمل.

الخطوة 4: ضبط التوقيت

تحتوي اللوحة TPL5110 على مقياس جهد تقليم يحدد الفاصل الزمني الذي يستيقظ فيه TPL5110. استخدم مفك براغي صغير لتدويره بالكامل عكس اتجاه عقارب الساعة. على لوحي ، حدد هذا الفاصل الزمني إلى 145 دقيقة ، وهو في الواقع أكثر من الحد الأقصى المحدد وهو 120 دقيقة ، لكنه يعمل وكان ثابتًا وسيوفر طاقة أكثر من الاستيقاظ كل 120 دقيقة ، لذلك استخدمته. لا تحتاج إلى معرفة الفاصل الزمني بدقة ، لأن الهدف هو فقط تنزيل البيانات مرة واحدة تقريبًا في اليوم تقريبًا حوالي الساعة 4 صباحًا. يمكنك تحديد الفاصل الزمني (على سبيل المثال ، 145 دقيقة) ووقت الاستيقاظ (على سبيل المثال ، 4 صباحًا) في env_config.h.

(إذا كنت تريد تحكمًا أفضل في التوقيت لبعض المشاريع الأخرى ، فإن لوحة TPL5110 لها أثر على الظهر يمكنك قصه لتعطيل مقياس الجهد. ثم تقوم بتوصيل المقاوم بدبوس التأخير ، وتحدد المقاومة الفاصل الزمني ، وفقًا لـ هذا المخطط.)

الخطوة 5: البرنامج

ستحتاج إلى Arduino IDE مع حزمة ESP32. في IDE ، اضبط منتداك على "ESP32 Dev Module".

الرسم متاح على https://github.com/jasonful/Tides ويتطلب 3 مكتبات:

1. "ESP8266 Weather Station" ، متاح من Arduino Library Manager (أو هنا). ستحتاج فقط إلى الملفات الستة التالية: ESPHTTPClient.h و ESPWiFi.h و OpenWeatherMapCurrent.cpp و OpenWeatherMapCurrent.h و OpenWeatherMapForecast.cpp و OpenWeatherMapForecast.h ويمكن حذف الباقي.
2. يتوفر "Json Streaming Parser" من Arduino Library Manager (أو هنا)
3. https://github.com/LilyGO/TTGO-Epape-T5-V1.8/tree/master/epa2in13-demo على الرغم من أن الشفرة ليست مجمعة كمكتبة حقيقية ، يمكنك فقط نسخها ضمن دليل المكتبات الخاصة بك وتضمينها هو - هي.

الخطوة 6: تكوين البرنامج

هناك العديد من المعلمات التي سيتعين عليك تعيينها (وبعضها قد ترغب في تعيينه) في ملف env_config.h ، بما في ذلك:

• WiFi SSID وكلمة المرور
• معرف محطة NOAA (بمعنى آخر ، أين أنت)
• معرف تطبيق OpenWeatherMap ، والذي ستحتاج إلى التسجيل فيه (إنه سهل ومجاني)
• OpenWeatherMap LocationID (مرة أخرى ، أين أنت)
• CONFIG_USE_TPL5110 ، والذي يسمح لك باستخدام T5 بدون TPL5110. بدلاً من ذلك ، سيدخل البرنامج في وضع السكون العميق. تستهلك لوحة T5 حوالي 8 مللي أمبير في نوم عميق ، لذلك أتوقع أن تدوم البطارية بضعة أيام فقط.

الخطوة 7: كيف يعمل البرنامج

(يمكنك تخطي هذا الجزء إذا كنت لا تهتم).

الهدف هو الاستيقاظ مرة واحدة يوميًا ، ولكن نظرًا لأن الحد الأقصى للفاصل الزمني لـ TPL5110 هو ساعتان فقط أو نحو ذلك ، يجب على T5 الاستيقاظ كثيرًا. لذلك ، بعد تنزيل بيانات المد والجزر والطقس ، فإنه يحسب عدد الساعات التي تبلغ ساعتين من الآن وحتى الساعة 4:00 صباحًا غدًا. الأمر معقد قليلاً بسبب حقيقة أن TPL5110 يقطع الطاقة تمامًا عن T5 ، وهو أمر جيد للبطارية ، لكن هذا يعني أننا نفقد ذاكرة الوصول العشوائي وساعة الوقت الفعلي. إنه مثل الاستيقاظ كل صباح بفقدان الذاكرة. لذا لمعرفة الوقت الآن ، فإنه يستخرجه من رأس HTTP الخاص بـ NOAA. ولتذكر عدد الساعات المتبقية من ساعتين ، فإنه يكتب هذا المقابل للتخزين غير المتطاير (فلاش). في كل مرة يستيقظ فيها ، يتحقق من هذا العداد ، ويقلل من قيمته ، ويخزنه ، وإذا كان أكبر من الصفر ، فإنه يرسل إشارة على الفور إلى TPL51110 ("تم") تطلب منه وضعه في وضع السكون. عندما يصل العداد إلى الصفر ، يقوم الكود بتنزيل بيانات جديدة ، ويعيد حساب العداد ويعيد تعيينه.

الخطوة 8: قم بتشغيله

تأكد من أن المفتاح الموجود على الجانب الأيسر من T5 في وضع أعلى (تشغيل) ، وقم بتحميل الرسم التخطيطي إلى T5 ، وفي غضون بضع ثوانٍ ، يجب تحديث الشاشة بمعلومات المد والجزر والطقس.

إذا كنت بحاجة إلى تصحيح أخطاء البرنامج ، فقم بتغيير "#define DEBUG 0" أعلى Tides.ino إلى "#define DEBUG 1". سيؤدي هذا إلى تشغيل إخراج التصحيح التسلسلي ، ويعرض أيضًا في الجزء السفلي من الورقة الإلكترونية عدد مرات إعادة التشغيل المتبقية قبل تنزيل البيانات الجديدة ، ووقت آخر تنزيل للبيانات.

الخطوة 9: الاتجاهات المستقبلية

1. يعد استخدام TPL5110 جنبًا إلى جنب مع شاشة عرض الورق الإلكتروني طريقة رائعة لعرض أي بيانات لا تتغير كثيرًا ، مع عمر بطارية ممتاز.
2. عندما كنت أصمم هذا ، فكرت في استخدام TrigBoard ، وهي لوحة ESP8266 مع TPL5111 على متنها. كان سيتطلب الحصول على شاشة عرض ورقية إلكترونية منفصلة ولوحة تشغيل للورق الإلكتروني مثل هذا أو هذا. أو سائق + لوحة التحرير والسرد مثل هذا أو هذا. لنقل الرمز إلى ESP8266 ، أعتقد أن رمز SSL سيتعين عليه استخدام بصمات الأصابع بدلاً من الشهادات ، وسيحتاج رمز التخزين غير المتطاير إلى استخدام ذاكرة EEPROM أو RTC.
3. سمعت مؤخرًا أن لوحة Lolin32 مناسبة جدًا في وضع السكون العميق: حوالي 100uA. ليست جيدة مثل لوحة TPL51110 (20uA وفقًا لـ Adafruit) ولكنها جيدة بما يكفي.
4. تقوم OpenWeatherMap بإرجاع بيانات طقس أكثر بكثير مما أعرضه. بما في ذلك معرفات الرموز ، الأمر الذي قد يتطلب البحث عن رموز أحادية اللون في مكان ما.