वायरलेस चंद्र चरण ट्रैकर: 6 कदम (चित्रों के साथ)

2024 लेखक: John Day | [email protected]. अंतिम बार संशोधित: 2024-01-30 09:22

चंद्र चरण ट्रैकर एक छोटा, अर्ध-पोर्टेबल उपकरण है जो आपको चंद्रमा के बारे में महत्वपूर्ण जानकारी एकत्र करने की अनुमति देता है। डिवाइस दृश्य रोशनी, चरण, चंद्रमा उदय और सेट समय और अधिक जैसे बैक पैरामीटर की रिपोर्ट करता है।

यह उपकरण किसी भी व्यक्ति के लिए आवश्यक है जिसकी विज्ञान या खगोल विज्ञान में रुचि है और एक महान डेस्कटॉप कार्यालय सजावट प्रदान करता है और निश्चित रूप से एक वार्तालाप स्टार्टर है।

यह परियोजना काफी सरल है और इसके लिए एक इंटरनेट कनेक्टेड डिवाइस की आवश्यकता होती है जैसे कि ESP32 हालांकि आप हमेशा वाईफाई शील्ड, ईथरनेट शील्ड या आपके पास मौजूद किसी अन्य इंटरनेट से जुड़े डिवाइस के साथ काम करने के लिए कोड को अनुकूलित कर सकते हैं। लूनर फेज ट्रैकर को लिथियम-पॉलीमर बैटरी और एक बहुत ही शक्तिशाली ई-इंक डिस्प्ले से काम करने के लिए डिज़ाइन किया गया है जो न केवल देखने के लिए एक अद्भुत स्क्रीन प्रदान करता है बल्कि बिजली बंद होने पर भी आखिरी छवि रखता है!

चरण 1: खगोल विज्ञान की जानकारी के लिए पंजीकरण

यह कदम नितांत आवश्यक (हालांकि उबाऊ) है क्योंकि हम अपनी जानकारी एकत्र करने के लिए एक ऑनलाइन एपीआई का उपयोग कर रहे हैं। यद्यपि चंद्रमा की अवस्थाओं, प्रदीप्ति आदि की गणना करना संभव है, लेकिन ऐसा करना एक कठिन कार्य है। हम जिस एपीआई का उपयोग कर रहे हैं, वह लाइव वेदर स्टेशन और मॉनिटरिंग सिस्टम से अप-टू-डेट जानकारी प्रदान करता है, इसलिए हमें जो डेटा प्राप्त होता है, वह वास्तविक दुनिया का परिणाम होता है, न कि परिकलित मूल्यों का।

वेदर अंडरग्राउंड पर जाएं, "साइन अप" पर क्लिक करें और अपनी सभी जानकारी भरें। जब तक आप प्रति मिनट बहुत अधिक परिणामों का अनुरोध नहीं करते हैं या प्रति दिन 500 से अधिक अनुरोधों का अनुरोध नहीं करते हैं, तब तक खाता पूरी तरह से मुफ़्त है और आपकी एपीआई कॉल भी हैं। सुनिश्चित करें कि आपने इस पृष्ठ को बुकमार्क कर लिया है, आप हमेशा बाद में वापस आ सकते हैं और मौसम के आंकड़ों और अन्य महान जानकारी के लिए एपीआई का उपयोग कर सकते हैं। एक बार जब आप अपना खाता बना लेते हैं, तो एपीआई साइट पर जाएं, "खरीद कुंजी" पर क्लिक करें और मुफ्त योजना का चयन करें, आपको बस कुछ विवरण इनपुट करने होंगे और आपको एक डेवलपर कुंजी आईडी के साथ समस्या होगी। यह आईडी आपके लिए अद्वितीय है और इसे निजी रखा जाना चाहिए। मैंने अपनी कुंजी उदाहरण Arduino कोड में प्रदान की है जिसे हम थोड़ी देर बाद देखेंगे। परीक्षण उद्देश्यों के लिए मेरी कुंजी आईडी का उपयोग करने के लिए आपका स्वागत है, लेकिन मैं आपके लिए साइन अप करने की अत्यधिक अनुशंसा करता हूं।

एक बार आपके पास अपनी विशिष्ट आईडी हो जाने के बाद, आप खगोल विज्ञान एपीआई जानकारी पर जा सकते हैं, जो ईमानदारी से बहुत ही कम है। आपको एक साधारण उदाहरण मिलेगा जो इस तरह दिखता है:

api.wunderground.com/api/8c6dc2e5c6f36de9/a…

यह URL अत्यंत महत्वपूर्ण है क्योंकि यही वह है जो हमें अपनी परियोजना बनाने के लिए आवश्यक सभी जानकारी प्रदान करता है। आगे बढ़ो, लिंक पर क्लिक करें, आप सिडनी के लिए चंद्रमा चरण, रोशनी और अन्य अच्छी जानकारी जैसे परिणाम देखेंगे। URL पर एक नज़र डालें, हम सिडनी, ऑस्ट्रेलिया और एक लंबा कोड देखेंगे जो "8c6dcwe…" से शुरू होता है। वह कोड आपकी कुंजी आईडी है जिसे हमने पहले उठाया था। उस कोड को अपनी विशिष्ट आईडी से बदलें और देखें कि यह कैसे काम करता है, आपको बिल्कुल वही परिणाम मिलना चाहिए। स्थानों के साथ खेलने का प्रयास करें। दक्षिण अफ्रीका में अपने लिए, मैं जोहान्सबर्ग और जेडए का उपयोग करता हूं।

चरण 2: घटक

तो अब दिलचस्प सामान के लिए। हमें कुछ घटकों की आवश्यकता होगी, कई नहीं और उनमें से कोई भी बहुत महंगा नहीं है और मैंने उपयोग किए गए घटकों के लिए अमेज़ॅन लिंक प्रदान किए हैं। ध्यान रखें, यदि आप प्रोग्रामिंग में अच्छे हैं, तो अपने पास उपलब्ध किसी भी डिस्प्ले या इंटरनेट डिवाइस का बेझिझक उपयोग करें। मेरे निर्माण के लिए, मैंने निम्नलिखित का उपयोग किया:

वेवशेयर ई-इंक एसपीआई 4.2 "एसपीआई डिस्प्ले

• ESP32 देव बोर्ड (जेनेरिक)
• एडफ्रूट पावर बूस्ट 500
• 5000mAh लाइपो बैटरी पैक
• स्ट्रिपबोर्ड (प्रोटोबार्ड)

आपको मूल उपकरणों की आवश्यकता होगी जैसे:

• सोल्डरिंग आयरन
• मिलाप
• मल्टीमीटर
• नली का व्यास
• प्रोटोबार्ड पर पटरियों को अलग करने के लिए ड्रिल बिट
• वायर
• तार के टुकड़े
• गोंद (गर्म गोंद काम करेगा)
• Arduino IDE वाला लैपटॉप स्थापित

एकमात्र उन्नत उपकरण जिसकी आपको आवश्यकता हो सकती है वह है संलग्नक बनाने के लिए एक 3D प्रिंटर। यदि आपके पास एक नहीं है, तो ठीक है, अपने बाड़े को लकड़ी और हाथ की आरी या आपके पास उपलब्ध किसी भी चीज़ से बना लें। और हाँ, मेरा ३डी प्रिंटर पुराना और धूल भरा है।

चरण 3: कंप्यूटर सॉफ्टवेयर

इससे पहले कि हम सर्किट और प्रोग्रामिंग पर काम करना शुरू कर सकें, हमें सबसे पहले Arduino IDE के नवीनतम संस्करण की आवश्यकता होगी जो यहां पाया जा सकता है।

चूंकि हम Arduino कोर के साथ ESP32 का उपयोग कर रहे हैं, इसलिए हमें इस कोर को Arduino IDE पर स्थापित करना होगा। जीथब से इस सरल गाइड का पालन करें जो आपको दिखाता है कि आपको कौन सा सॉफ़्टवेयर और कॉन्फ़िगरेशन करने की आवश्यकता होगी ताकि आप Arduino IDE के भीतर अपने ESP32 देव बोर्ड का उपयोग कर सकें।

हमारे सिस्टम को काम करने के लिए हमें दो अतिरिक्त पुस्तकालयों की भी आवश्यकता होगी। पहला एक Arduino JSON लाइब्रेरी है जो हमें JSON अनुरोधों को पढ़ने और पार्स करने की अनुमति देता है जो कि हमें वेदर अंडरग्राउंड से मिलता है। आप इन दो पुस्तकालयों को मेरे व्यक्तिगत ड्रॉपबॉक्स या नीचे से डाउनलोड कर सकते हैं। एक बार जब आपके पास फ़ाइलें हों, तो उन्हें निकालें और इसे अपने Arduino लाइब्रेरी फ़ोल्डर में रखें। यह आम तौर पर C:\Users\Your_NAME\Documents\Arduino\पुस्तकालयों में स्थित है। सुनिश्चित करें कि आपने अपना IDE पुनः आरंभ किया है अन्यथा Arduino नए परिवर्धन को नहीं उठाएगा। मुख्य Arduino SRC कोड भी उस फ़ोल्डर में है। पुस्तकालय में वेवेशेयर डिस्प्ले से उपलब्ध कराए गए नमूने का एक संशोधित संस्करण भी है। फ़ाइलों को उनके GPIO के साथ ESP32 मॉड्यूल पर चलाने के लिए बदल दिया गया है और मैंने एक नया "फ़ॉन्ट" लागू किया है जिसमें चंद्रमा के विभिन्न चरणों के लिए सभी चित्र शामिल हैं।

चरण 4: सर्किट

ठीक है तो इसके लिए सर्किट बेहद सरल है और इसके लिए केवल कुछ घटकों और तारों की आवश्यकता होती है।

सामान्य विचार यह है कि हमारे पास एक लाइपो चार्जर सर्किट है, जो हमें 5V और फिर ESP32 देव किट देने के लिए एक बूस्ट कन्वर्टर है जो वोल्टेज को 3.3V तक गिरा देता है। इस 3.3V का उपयोग वेवेशेयर ई-इंक डिस्प्ले के लिए भी किया जाता है। हां, यह एक रैखिक नियामक के साथ बढ़ने के बाद थोड़ा अक्षम है लेकिन ESP32 एक बहुत ही भयानक वोल्टेज रेंज पर काम करता है। कहीं-कहीं 2.5 - 3.6V। यह बैटरी परियोजनाओं के लिए उपयुक्त नहीं है, विशेष रूप से वे जो लिथियम पॉलीमर कोशिकाओं का उपयोग करते हैं।

बुनियादी तारों इस प्रकार है:

• ESP32 देव किट पर कनवर्टर 5V आउटपुट विन और GND को बढ़ावा दें
• ESP32 3.3V 3.3V और GND ई-इंक डिस्प्ले
• ESP32 पिन 18 CLK ई-इंक डिस्प्ले
• ESP32 पिन 23 दीन/मोसी ई-इंक डिस्प्ले
• ESP32 पिन 5 सीएस/एसएस ई-इंक डिस्प्ले
• ESP32 पिन 32 DC ई-इंक डिस्प्ले
• ESP32 पिन 33 RST ई-इंक डिस्प्ले
• ESP32 PIN34 बिजी ई-इंक डिस्प्ले

आप देख सकते हैं कि वायरिंग बहुत सरल है और मेरे DIY बोर्डों को निर्माण में केवल 15 मिनट का समय लगा। बिजली प्रदान करने से पहले एक मल्टीमीटर के साथ शॉर्ट सर्किट की जांच करना सुनिश्चित करें।

स्लीप मोड के दौरान लगभग 40mA बिजली बचाने के लिए मैंने अपने ESP32 और Lipo बूस्ट बोर्ड से LED को भी हटा दिया। यह बैटरी को थोड़ी देर तक चलने में मदद करेगा। आप चाहें तो पावर स्विच, पावर सेविंग सर्किट, ऑटो डिस्कनेक्ट आदि को लागू कर सकते हैं। आप इस परियोजना का विस्तार कर सकते हैं और इसे जितना चाहें उतना जटिल बना सकते हैं।

चरण 5: कोड

कोड चरण 3 के दौरान आपूर्ति किए गए फ़ोल्डर में पाया जा सकता है या आप नीचे से.ino फ़ाइल डाउनलोड कर सकते हैं। सब कुछ एक साथ काम करने के लिए आपको चरण 3 में उल्लिखित संबंधित पुस्तकालयों को स्थापित करने की आवश्यकता होगी। इस चरण के लिए कहने के लिए बहुत कुछ नहीं है क्योंकि कोड काम करने की स्थिति में आपूर्ति की जाती है। प्रोग्राम का परीक्षण करने से पहले अपना SSID और नेटवर्क पासवर्ड डालना सुनिश्चित करें, आप किसी भी आस-पास के वायरलेस नेटवर्क का पता लगाने के लिए हमेशा ESP32 WiFi स्कैन चला सकते हैं, हालांकि मेरे प्रोग्राम में, नेटवर्क जानकारी केवल कोड और कोड में सेट है। हो सकता है कि आप यह पूछने के लिए इसे संशोधित कर सकें कि आप किस नेटवर्क से जुड़ना चाहते हैं:)

कोड काफी सरल है और मैं अगले कुछ हफ्तों में टिप्पणी करने और इसे परिष्कृत करने में कुछ समय बिताऊंगा। हम मूल रूप से एक नेटवर्क से जुड़ते हैं, मेरे मामले में, मेरा होम नेटवर्क। फिर हम वेदर अंडरग्राउंड से जुड़ने का प्रयास करते हैं और वेबपेज से JSON टेक्स्ट प्राप्त करते हैं। ArduinoJSON लाइब्रेरी का उपयोग तब निकालने के लिए किया जाता है। या पार्स, JSON कोड को चार सरणियों या स्ट्रिंग्स में जो हमें उपयोगकर्ता को प्रदर्शित करने से पहले मूल्यों में हेरफेर करने की अनुमति देता है। कोड का अंतिम बिट कड़ाई से जीयूआई प्रोग्रामिंग के लिए है और परीक्षण और त्रुटि द्वारा किया गया था। मैंने प्रदर्शन को देखा, एक संपत्ति की स्थिति में वृद्धि या कमी की और कोड को फिर से चलाया जब तक कि मैं खुश नहीं था कि फ़ॉन्ट आकार, लेआउट और छवियों को कैसे देखा जाता है।

मैंने बिजली बचाने के लिए ESP32 के लिए गहरी नींद की दिनचर्या लागू की। डिफ़ॉल्ट 60 सेकंड है, हालांकि मेरा सुझाव है कि आप मान को एक या दो घंटे में बदल दें क्योंकि अपडेट कम से कम कुछ घंटों के लिए नहीं होते हैं। उदाहरण सेकंड स्वीकार करता है इसलिए सुनिश्चित करें कि आप रूपांतरण ठीक से करते हैं।

मैंने नए फ़ॉन्ट के लिए हेक्स सरणियाँ उत्पन्न करने के लिए द डॉट फ़ैक्टरी प्रोग्राम का भी उपयोग किया। इस फ़ॉन्ट का उपयोग चंद्रमा के चरणों के लिए "छवियां" उत्पन्न करने के लिए किया जाता है। यदि आप फोंट फ़ाइल को संपादित करना चाहते हैं तो सुनिश्चित करें कि आप पीढ़ी के लिए उपर्युक्त प्रोग्राम का उपयोग करते हैं। यह थोड़ा भ्रमित करने वाला है क्योंकि ई-इंक लाइब्रेरी को अच्छी तरह से प्रलेखित नहीं किया गया है और मेरी अधिकांश सफलता परीक्षण और त्रुटि के लिए धन्यवाद थी। जब मैं इस कोड के साथ अधिक समय बिताऊंगा, तो मैं अपने निष्कर्षों पर अधिक जानकारी प्रदान करने के लिए निर्देशयोग्य को अपडेट करूंगा।

चंद्रमा के चरणों के लिए उपयोग किया जाने वाला फ़ॉन्ट मानक ASCII लेआउट के अनुसार किया जाना चाहिए। यदि आप ईपीडी-मास्टर फ़ोल्डर में फॉन्ट24 खोलते हैं, तो आप उस लेआउट को देख सकते हैं जहां पहले ग्राफ़िक को एक सफेद स्थान द्वारा पहचाना जाता है, दूसरा एक "!" (विस्मयादिबोधक चिह्न) और इसी तरह। आप देखेंगे कि मैं कोड के अंतिम बिट (फ़ंक्शन getLunarChar) में नंबर 3 या हैशटैग प्रतीक का उपयोग करके संबंधित फ़ॉन्ट को खींचता हूं। ऐसा इसलिए है क्योंकि Arduino 32 से 127 तक ASCII मानक की अपेक्षा करता है। क्योंकि हम उन फोंट का उपयोग कर रहे हैं जिनका वास्तविक फोंट से कोई लेना-देना नहीं है और बल्कि एक चंद्रमा चरण ग्राफिक मैट्रिक्स है, हमें यह सुनिश्चित करने की आवश्यकता है कि ASCII वर्ण हमारी चुनी हुई चंद्रमा चरण छवि का संदर्भ देता है। इसका मतलब है कि एक का उपयोग करना ! साइन, हमारा चंद्र चरण फ़ॉन्ट हमें उस सूची में दूसरा चंद्रमा चरण ग्राफिक दिखाता है। यदि आप चंद्र चरण के फ़ॉन्ट को देखते हैं, तो आप चंद्रमा के चरणों का एक पूरा गुच्छा देखेंगे, सभी अलग-अलग रोशनी के स्तर के साथ। भविष्य में मैं हमारे द्वारा लागू किए गए सभी ग्राफिक्स का उपयोग करने के लिए और कोड जोड़ूंगा। फिलहाल हम केवल कुछ का उपयोग कर रहे हैं, हालांकि ग्राफिक्स पहले से ही चंद्र चरण फ़ॉन्ट में लागू किए गए हैं और इसका उपयोग करने के लिए बस कोड में लागू करने की आवश्यकता है।

चरण 6: अंतिम विधानसभा

निर्माण का अंतिम भाग और सबसे संतोषजनक, असेंबली प्रक्रिया है। मैंने डिजाइन किया और 3 डी ने एक संलग्नक मुद्रित किया जो मेरे बोर्ड पर फिट बैठता है। परियोजना बहुत ही DIY है, कोई पेशेवर पीसीबी या एक मानक लेआउट नहीं है। अधिकांश भाग के लिए, मैंने जिस बॉक्स का उपयोग किया है वह किसी भी लाइपो चार्जर या बूस्ट कनवर्टर को समायोजित करने के लिए पर्याप्त है जिसे आप उपयोग करने के लिए चुनते हैं। जब तक वे इस निर्देश में उल्लिखित समान बुनियादी कार्यक्षमता प्रदान करते हैं, तब तक आपको ठीक होना चाहिए।

मैंने बाड़े के ऊपर और नीचे के आधे हिस्से को एक साथ रखने के लिए 4 स्क्रू का इस्तेमाल किया और अपने DIY सर्किटरी को माउंट करने के लिए गर्म गोंद का इस्तेमाल किया। मैंने बैटरी को पकड़ने के लिए गोंद की कुछ बहुत छोटी बूंदों का इस्तेमाल किया, लेकिन अगर मेरे पास अधिक समय होता, तो मैं सभी इलेक्ट्रॉनिक्स के लिए एक कस्टम ब्रैकेट बनाता।

मैंने पीठ पर एक लैचिंग पुश बटन के लिए एक छेद बनाने का भी फैसला किया। यह बूस्ट कनवर्टर से बैटरी को डिस्कनेक्ट करता है जो उपयोगी है यदि आप डिवाइस को 24/7 चलाने की योजना नहीं बनाते हैं। दुर्भाग्य से बूस्ट कन्वर्टर अभी भी पावर का उपयोग करता है, भले ही आपका ESP32 डीप स्लीप मोड में हो।

कुल मिलाकर मैं परिणाम से बहुत खुश हूं। मैंने ESP32 का उपयोग करते हुए बहुत कुछ सीखा और भविष्य में विभिन्न परियोजनाओं के लिए खुद को इसका उपयोग करते हुए देख सकता हूं।

यदि आपके कोई प्रश्न हैं, तो बेझिझक पूछें, मैं मदद करने के लिए तैयार रहूंगा और यदि आपको इस निर्देश में कोई त्रुटि मिलती है तो कृपया मुझे बताएं।

संपादित करें: मैंने वास्तव में सीएनसी मशीन को 3 डी प्रिंटेड संस्करण के बजाय एक छोटा सा केस किया था जो कि आप विशेष रुप से प्रदर्शित छवियों में देखते हैं।

संपादित करें: विशेष रुप से प्रदर्शित छवियों में हम 99% रोशनी के साथ एक पूर्णिमा देखते हैं। इसलिए सफेद वृत्त, जैसे ही चंद्रमा अपने विशिष्ट चरणों से गुजरता है, चंद्रमा की छवि तदनुसार बदल जाएगी। आगे की छवियां अपलोड की जाएंगी क्योंकि चंद्रमा अपने चरणों के माध्यम से आगे बढ़ेगा ताकि आप ग्राफिक्स का प्रतिनिधित्व प्राप्त कर सकें।

अंतरिक्ष चुनौती में उपविजेता