Online Μετεωρολογικός Σταθμός (NodeMCU): 7 βήματα (με εικόνες)

2024 Συγγραφέας: John Day | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2024-01-30 08:32

Γεια σας παιδιά! Ελπίζω να σας άρεσε ήδη το προηγούμενο εκπαιδευτικό μου "Arduino Robot 4WR" και είστε έτοιμοι για ένα νέο, ως συνήθως έκανα αυτό το σεμινάριο για να σας καθοδηγήσω βήμα προς βήμα ενώ φτιάχνετε το δικό σας ηλεκτρονικό έργο.

Κατά την εκπόνηση αυτού του έργου, προσπαθήσαμε να διασφαλίσουμε ότι αυτό το εκπαιδευτικό θα είναι ο καλύτερος οδηγός για να σας βοηθήσει ενώ επιλέξατε να φτιάξετε το δικό σας ηλεκτρονικό έργο, οπότε ελπίζουμε ότι αυτό το εκπαιδευτικό περιέχει τα απαραίτητα έγγραφα.

Αυτό το έργο είναι τόσο βολικό για να γίνει ειδικά μετά την απόκτηση του προσαρμοσμένου PCB που παραγγείλαμε από το JLCPCB για να βελτιώσουμε την εμφάνιση της ηλεκτρονικής μας συσκευής και επίσης υπάρχουν αρκετά έγγραφα και κωδικοί σε αυτόν τον οδηγό που θα σας επιτρέψουν να δημιουργήσετε τον όμορφο μετεωρολογικό σταθμό σας.

Έχουμε κάνει αυτό το έργο σε μόλις 2 ημέρες, μόνο μία ημέρα για να αποκτήσουμε όλα τα απαραίτητα μέρη και να ολοκληρώσουμε την κατασκευή του υλικού και τη συναρμολόγηση, στη συνέχεια μια ημέρα για να προετοιμάσουμε τον κώδικα που ταιριάζει στο έργο μας και όταν ξεκινήσαμε τις δοκιμές και προσαρμογές.

Τι θα μάθετε από αυτό το διδακτικό:

1. Κάνοντας τη σωστή επιλογή υλικού για το έργο σας ανάλογα με τις λειτουργίες του.
2. Κατανοήστε τη ροή εργασίας του μετεωρολογικού σταθμού.
3. Προετοιμάστε το διάγραμμα κυκλώματος για να συνδέσετε όλα τα επιλεγμένα εξαρτήματα.
4. Δημιουργήστε το δικό σας σχέδιο PCB.
5. Συγκολλήστε τα ηλεκτρονικά μέρη στο PCB.
6. Συγκεντρώστε όλα τα μέρη του έργου.
7. Ξεκινήστε την πρώτη δοκιμή και επικυρώστε το έργο.

Βήμα 1: Πώς λειτουργεί ο μετεωρολογικός σταθμός

Όπως πάντα ξεκινάω το έργο μου με αυτή τη σύντομη περιγραφή, το έργο μας βασίζεται σε έναν πίνακα NodeMCU dev που περιλαμβάνει ήδη ένα module WiFi για σύνδεση στο διαδίκτυο για να λαμβάνετε ενημερώσεις για την πρόγνωση του καιρού και να το εμφανίζετε στην οθόνη OLED, η οποία είναι συνδεδεμένη στο NodeMCU μέσω της θύρας επικοινωνίας I²C.

Για να γίνουν όλα αυτά χωρίς προβλήματα, ορισμένες βιβλιοθήκες θα πρέπει να συμπεριληφθούν στον πηγαίο κώδικα. Αυτές οι βιβλιοθήκες είναι διαθέσιμες σε ανοιχτό κώδικα και μπορείτε να τις προσθέσετε απευθείας από το Arduino IDE

Ο μετεωρολογικός σταθμός θα λάβει επίσης τα δεδομένα Timeρα και Ημερομηνία από το διαδίκτυο και για να κάνουμε μια τέτοια λειτουργία πρέπει να παρέχουμε στο NodeMCU τους ιστότοπους από όπου θα ανεβάζει τις προβλέψεις καιρού και τα δεδομένα ημερομηνίας ώρας. Όλα αυτά θα εξηγηθούν στην ενότητα Λογισμικό αυτής της παρουσίασης.

Βήμα 2: Διάγραμμα κυκλώματος

Αυτό το έργο είναι τόσο βασικό, χωρίς πολυπλοκότητα, χρησιμοποίησα την ηλεκτρονική πλατφόρμα easyEDA για να προετοιμάσω αυτό το διάγραμμα κυκλώματος που έχει όλα τα απαραίτητα στοιχεία για αυτό το έργο και ορισμένα πρόσθετα μέρη, όπως ένα βομβητή για κάποιους συναγερμούς και μερικές εξόδους LED, όπου μπορείτε να έχετε το PDF μορφή του σχηματικού ή του-p.webp

Βήμα 3: Κατασκευή PCB

Μετά την προετοιμασία του κυκλώματος, μετέτρεψα αυτό το διάγραμμα κυκλώματος σε εξατομικευμένο σχέδιο PCB με σχήμα σύννεφου για να ταιριάζει στο θέμα του έργου μας, το μόνο που χρειαζόμαστε τώρα είναι να παράγουμε αυτόν τον σχεδιασμό κυκλώματος, οπότε μετακόμισα στο JLCPCB τους καλύτερους και φθηνότερους παραγωγούς PCB για να επιτύχουμε το καλύτερο Η υπηρεσία κατασκευής PCB, η JLC είναι επαγγελματίας κατασκευαστής PCB με μεγάλη κλίμακα, εξοπλισμό φρεατίων, αυστηρή διαχείριση και ανώτερη ποιότητα. όπως πάντα το μόνο που χρειάζεστε είναι απλά μερικά κλικ για να ανεβάσετε τα αρχεία GERBER του σχεδιασμού PCB και να ορίσετε ορισμένες παραμέτρους κατασκευής, παρά περιμένω μόνο τρεις ημέρες για να λάβω την παραγγελία μου.

Όπως βλέπετε μέσα από τις φωτογραφίες, τα PCB παράγονται πολύ καλά και αυτό το σχήμα σύννεφων θα προσθέσει μια καλύτερη εμφάνιση στο έργο μας

Σχετικά αρχεία λήψης

Μπορείτε επίσης να κατεβάσετε το Gerberfile για αυτό το κύκλωμα.

Βήμα 4: Σχεδιασμός περιβλήματος

Χρησιμοποίησα το λογισμικό της Solidworks για να σχεδιάσω αυτό το περίβλημα όπου θα τοποθετήσουμε τα ηλεκτρονικά εξαρτήματα και στη συνέχεια παρήγαγα τα σχεδιασμένα μέρη μέσω μιας μηχανής κοπής λέιζερ CNC.

μπορείτε να κατεβάσετε τα αρχεία DXF για τα μέρη του περιβλήματος

Βήμα 5: Συστατικά

Ας επανεξετάσουμε τώρα τον πλήρη κατάλογο στοιχείων αυτού του έργου, οπότε θα χρειαστούμε:

☆ ★ Τα απαραίτητα συστατικά (σύνδεσμοι Amazon) ☆

Το PCB που έχουμε παραγγείλει από το JLCPCB

• NodeMCU dev board:
• Μία οθόνη OLED:
• Μερικοί σύνδεσμοι SIL:
• Μικρή υποδοχή USB:
• Δύο λευκά LED (5mm):
• Αντίσταση 100 Ohms:
• Προσαρμογέας ισχύος 5V DC:
• Και τα μέρη του περιβλήματος

Βήμα 6: Μέρος λογισμικού

τη ρύθμιση της βιβλιοθήκης Arduino IDE

Βεβαιωθείτε ότι ο υπολογιστής σας είναι συνδεδεμένος στο διαδίκτυο για να έχετε πρόσβαση στις ηλεκτρονικές βιβλιοθήκες. Μόλις εκτελέσετε το Arduino IDE, μεταβείτε στο σκίτσο >> περιλαμβάνει βιβλιοθήκη >> διαχείριση βιβλιοθηκών, θα εμφανιστεί ένα νέο παράθυρο που θα δείχνει τις εγκατεστημένες βιβλιοθήκες που έχετε και άλλες βιβλιοθήκες που μπορείτε να κατεβάσετε, βεβαιωθείτε ότι έχετε κατεβάσει και τις τρεις αυτές βιβλιοθήκες δείξτε τις παραπάνω φωτογραφίες και μπορείτε να τις αναζητήσετε με ονόματα (κατεβάστε την ίδια έκδοση με τη δική μου)

• Η πρώτη βιβλιοθήκη είναι η οθόνη OLED που θα διευκολύνει τον έλεγχο της οθόνης χρησιμοποιώντας την πλακέτα NodeMCU.
• Η δεύτερη βιβλιοθήκη θα σας βοηθήσει να έχετε τον πηγαίο κώδικα NodeMCU.
• Η Τρίτη βιβλιοθήκη είναι η βιβλιοθήκη διαδικτυακής ροής, καθώς τα δεδομένα διαδικτύου είναι λίγο μεγάλα δεδομένα για να τα ερμηνεύσει η MCU, οπότε αυτή η βιβλιοθήκη θα βοηθήσει στο διαχωρισμό των μεγάλων δεδομένων του Διαδικτύου σε μερικά μικρά πλαίσια.

Αφού έχετε τις κατάλληλες βιβλιοθήκες, μεταβαίνετε στα παραδείγματα IDE και εκτελείτε την επίδειξη του μετεωρολογικού σταθμού. Όπως βλέπετε στην παραπάνω φωτογραφία όλες οι ληφθείσες βιβλιοθήκες που περιλαμβάνονται σε αυτό το πρόγραμμα, το επόμενο βήμα που πρέπει να εκτελέσουμε είναι η εισαγωγή του αναγνωριστικού WiFi και του κωδικού πρόσβασης, στη συνέχεια μεταβαίνουμε στον ιστότοπο του openweathermap από όπου το NodeMCU θα λάβει τις ενημερώσεις πρόβλεψης.

Αφού δημιουργήσετε έναν λογαριασμό σε αυτόν τον ιστότοπο, θα έχετε το μοναδικό κλειδί API, οπότε απλώς αντιγράψτε και επικολλήστε το στην επίδειξη κώδικα.

Αυτό που χρειάζεστε στη συνέχεια είναι το αναγνωριστικό τοποθεσίας, οπότε επιστρέψτε στον ιστότοπο του openweathermap και επιλέξτε τη χώρα σας και στη γραμμή εργαλείων του ιστότοπου θα βρείτε το αναγνωριστικό θέσης που θέλετε, οπότε απλώς αντιγράψτε και περάστε τον στον κωδικό σας, το τελευταίο βήμα τώρα είναι να ανεβάσετε το κωδικοποιήστε στο NodeMCU και αν ακόμα δεν ξέρετε πώς να χρησιμοποιήσετε τους πίνακες NodeMCU με το Arduino IDE, απλώς ελέγξτε αυτό το βίντεο για να σας καθοδηγήσει.

Βήμα 7: Συναρμολόγηση και επίδειξη υλικού

Τώρα όλα είναι έτοιμα, ας αρχίσουμε να κολλάμε τα ηλεκτρονικά μας εξαρτήματα στο PCB και για να το κάνουμε αυτό χρειαζόμαστε ένα συγκολλητικό σίδερο και ένα σύρμα συγκόλλησης.

Όπως μπορείτε να δείτε, η χρήση αυτού του PCB είναι τόσο εύκολη λόγω της πολύ υψηλής ποιότητας κατασκευής του και χωρίς να ξεχνάτε τις ετικέτες που θα σας καθοδηγήσουν ενώ κολλάτε κάθε συστατικό επειδή θα βρείτε στο επάνω στρώμα μεταξιού μια ετικέτα κάθε εξαρτήματος που υποδεικνύει την τοποθέτησή του στον πίνακα και έτσι θα είστε 100% σίγουροι ότι δεν θα κάνετε λάθη συγκόλλησης.

Έχω κολλήσει κάθε στοιχείο στην τοποθέτησή του, για αυτό το PCB είναι ένα PCB δύο επιπέδων, αυτό σημαίνει ότι μπορείτε να χρησιμοποιήσετε και τις δύο πλευρές του για να κολλήσετε τα ηλεκτρονικά σας εξαρτήματα.

Τώρα ολοκληρώσαμε τη συναρμολόγηση υλικού και μόλις συνδέσουμε τον προσαρμογέα τροφοδοσίας, το gadget αρχίζει να εμφανίζει τις καιρικές προβλέψεις.

Αυτό το έργο είναι τόσο εύκολο να γίνει και εκπληκτικό και το προτείνουμε σε οποιονδήποτε κατασκευαστή πώς να προσπαθήσει να δημιουργήσει τα δικά του gadget, αλλά ακόμα κάποιες άλλες βελτιώσεις που πρέπει να εκτελέσει στο έργο μας για να το κάνει πολύ περισσότερο βούτυρο, γι 'αυτό θα περιμένω για να βελτιωθούν τα σχόλιά σας.