ज्वार और मौसम घड़ी: 9 कदम (चित्रों के साथ)

2024 लेखक: John Day | [email protected]. अंतिम बार संशोधित: 2024-01-30 09:19

यद्यपि आप ऐसी एनालॉग ज्वार घड़ियां खरीद सकते हैं जिनमें एक ही हाथ होता है जो यह दर्शाता है कि ज्वार उच्च या निम्न है या कहीं बीच में है, मैं जो चाहता था वह कुछ ऐसा था जो मुझे बताएगा कि निम्न ज्वार किस समय होगा। मुझे कुछ ऐसा चाहिए था जिसे मैं बिना किसी बटन को दबाए, या प्रतीक्षा किए बिना जल्दी से देख सकूं। और मुझे लंबी बैटरी लाइफ के साथ कुछ चाहिए था। इसलिए मैंने एक TTGO T5 बोर्ड का उपयोग किया, जो एक ESP32-आधारित बोर्ड है जिसमें 2.13 ई-पेपर डिस्प्ले है, जो TTL5110 चिप से जुड़ा है। TPL5110 हर 2.5 घंटे में T5 को चालू करता है, और दिन में एक बार T5 डाउनलोड करता है। NOAA और OpenWeatherMap से मौसम डेटा, ई-पेपर पर डेटा प्रदर्शित करता है, फिर TPL5110 को T5 को बंद करने के लिए कहता है।

अद्यतन करें (फरवरी २५, २०२०) टाइड क्लॉक अब एक साल से चल रहा है, और बैटरी ४.०० वोल्ट पर है, इसलिए घड़ी कई वर्षों तक चल सकती है।

चरण 1: हार्डवेयर सूची

TTGO T5 बोर्ड $17

एडफ्रूट टीपीएल५११० बोर्ड $5

एडफ्रूट पर्मा-प्रोटो क्वार्टर-साइज बोर्ड (वैकल्पिक) $0.71 (न्यूनतम ऑर्डर $8.50)

Li-Poly बैटरी 1200 mAh $10 (या अन्य उपयुक्त शक्ति स्रोत)

जेएसटी पीएच 2-पिन केबल - पुरुष हैडर $0.75

220 यूएफ संधारित्र

चरण 2: उपकरण

सोल्डरिंग आयरन

वायर स्ट्रिपर्स

ली-पो बैटरी चार्जर, जैसे यह।

चरण 3: हार्डवेयर इकट्ठा करें

योजनाबद्ध शो के रूप में हार्डवेयर को असेंबल करना बहुत सरल है। मैंने एक एडफ्रूट पर्मा-प्रोटो बोर्ड का उपयोग किया जो एक सामान्य प्रोटोबार्ड की तरह है, सिवाय इसके कि इसे ब्रेडबोर्ड की तरह बिछाया जाता है, जिसमें ब्रेडबोर्ड के समान विद्युत कनेक्शन होते हैं, जो अच्छा है। चूंकि मुझे केवल कुछ कनेक्शनों की आवश्यकता थी, और मैं पूरी असेंबली को एक छोटे से बॉक्स में फिट करना चाहता था, मैंने एक बोर्ड को ड्रेमल कटऑफ व्हील के साथ चौथे में काट दिया।

220 यूएफ कैपेसिटर बहुत महत्वपूर्ण है। इसके बिना, TPL5110 कभी भी T5 को चालू नहीं करेगा। यह थोड़ा अस्पष्ट क्यों है, लेकिन TPL5110 का उपयोग करने वाले अन्य लोगों को भी यही समस्या है। हो सकता है कि TTL5110 की आपूर्ति की तुलना में ESP32 स्टार्टअप पर अधिक करंट खींचे?

बैटरी को हार्डवायर न करें। JST-PH केबल का उपयोग करें ताकि आप बैटरी को चार्ज करने के लिए डिस्कनेक्ट कर सकें। यदि TPL5110 "चालू" है, तो T5 से बैटरी को वापस TPL5110 के माध्यम से चार्ज करने का एक तरीका हो सकता है, लेकिन मैं उस तकनीक की पुष्टि नहीं कर सकता।

मैंने एक बाड़े के रूप में एक लकड़ी का बक्सा बनाया, लेकिन 1.5 "x 2.75" x 1 "के न्यूनतम आंतरिक आयामों के साथ कुछ भी काम करेगा।

चरण 4: समय को ट्यून करें

TPL5110 बोर्ड में एक ट्रिम पोटेंशियोमीटर है जो उस समय अंतराल को सेट करता है जिस पर TPL5110 जागता है। इसे वामावर्त घुमाने के लिए एक छोटे पेचकश का उपयोग करें। मेरे बोर्ड पर, इसने अंतराल को १४५ मिनट पर सेट किया, जो वास्तव में अधिकतम १२० मिनट से अधिक है, लेकिन यह काम करता है और सुसंगत था और हर १२० मिनट में जागने से भी अधिक शक्ति बचाएगा, इसलिए मैंने इसका इस्तेमाल किया। आपको अंतराल को ठीक से जानने की आवश्यकता नहीं है, क्योंकि लक्ष्य दिन में लगभग एक बार लगभग 4 बजे डेटा डाउनलोड करना है। आप env_config.h में अंतराल (उदा., 145 मिनट) और वेकअप समय (उदा., 4am) निर्दिष्ट कर सकते हैं।

(यदि आप किसी अन्य प्रोजेक्ट के लिए समय का बेहतर नियंत्रण चाहते हैं, तो TPL5110 बोर्ड के पीछे एक ट्रेस है जिसे आप पोटेंशियोमीटर को निष्क्रिय करने के लिए काट सकते हैं। फिर आप विलंब पिन के लिए एक रोकनेवाला संलग्न करते हैं, और प्रतिरोध अंतराल को निर्धारित करता है, के अनुसार यह चार्ट।)

चरण 5: सॉफ्टवेयर

आपको ESP32 पैकेज के साथ Arduino IDE की आवश्यकता होगी। IDE में, अपने बोर्ड को "ESP32 Dev मॉड्यूल" पर सेट करें।

स्केच https://github.com/jasonful/Tides पर उपलब्ध है और इसके लिए 3 पुस्तकालयों की आवश्यकता है:

1. "ESP8266 वेदर स्टेशन", Arduino लाइब्रेरी मैनेजर (या यहाँ) से उपलब्ध है। आपको केवल इन 6 फाइलों की आवश्यकता होगी: ESPHTTPClient.h, ESPWiFi.h, OpenWeatherMapCurrent.cpp, OpenWeatherMapCurrent.h, OpenWeatherMapForecast.cpp, OpenWeatherMapForecast.h और बाकी को हटा सकते हैं।
2. Arduino लाइब्रेरी मैनेजर (या यहाँ) से उपलब्ध "Json स्ट्रीमिंग पार्सर"
3. https://github.com/LilyGO/TTGO-Epape-T5-V1.8/tree/master/epa2in13-demo भले ही कोड एक सच्चे पुस्तकालय के रूप में पैक नहीं किया गया है, आप इसे अपनी लाइब्रेरी निर्देशिका के तहत कॉपी कर सकते हैं और इसमें शामिल कर सकते हैं यह।

चरण 6: सॉफ़्टवेयर कॉन्फ़िगर करें

env_config.h फ़ाइल में आपको कई पैरामीटर सेट करने होंगे (और कुछ जिन्हें आप सेट करना चाहेंगे), जिनमें शामिल हैं:

• वाईफाई एसएसआईडी और पासवर्ड
• एनओएए स्टेशन आईडी (दूसरे शब्दों में, आप कहां हैं)
• OpenWeatherMap AppID, जिसके लिए आपको पंजीकरण करना होगा (यह आसान और मुफ़्त है)
• OpenWeatherMap स्थान आईडी (फिर से, आप कहां हैं)
• CONFIG_USE_TPL5110, जो आपको TPL5110 के बिना T5 का उपयोग करने की अनुमति देता है। इसके बजाय, सॉफ्टवेयर डीप स्लीप मोड में प्रवेश करेगा। T5 बोर्ड लगभग 8 ma गहरी नींद में खींचता है, इसलिए मैं केवल कुछ दिनों तक बैटरी के चलने की अपेक्षा करता हूँ।

चरण 7: सॉफ्टवेयर कैसे काम करता है

(यदि आप परवाह नहीं करते हैं तो आप इस भाग को छोड़ सकते हैं।)

लक्ष्य दिन में एक बार जागना है, लेकिन चूंकि TPL5110 का अधिकतम अंतराल केवल 2 घंटे या उससे अधिक है, इसलिए T5 को अधिक बार जागना पड़ता है। तो यह ज्वार और मौसम डेटा डाउनलोड करने के बाद, यह गणना करता है कि इन 2 घंटे के अंतराल में से कितने अभी और कल सुबह 4:00 बजे के बीच हैं। यह इस तथ्य से थोड़ा जटिल है कि TPL5110 पूरी तरह से T5 को बिजली काट देता है, जो बैटरी के लिए अच्छा है, लेकिन इसका मतलब है कि हम रैम और रीयल-टाइम घड़ी खो देते हैं। यह हर सुबह भूलने की बीमारी के साथ जागने जैसा है। तो यह पता लगाने के लिए कि यह अब कितना समय है, यह इसे एनओएए के HTTP शीर्षलेख से निकालता है। और यह याद रखने के लिए कि कितने 2 घंटे का अंतराल शेष है, यह लिखता है कि गैर-वाष्पशील भंडारण (फ्लैश) के लिए काउंटर। हर बार जब यह उठता है, तो यह उस काउंटर की जांच करता है, इसे घटाता है, इसे स्टोर करता है, और यदि यह शून्य से अधिक है, तो यह तुरंत TPL51110 ("हो गया") को एक संकेत भेजता है कि इसे सोने के लिए कहें। जब काउंटर शून्य हिट करता है, तो कोड नया डेटा डाउनलोड करता है, और काउंटर को पुनर्गणना और रीसेट करता है।

चरण 8: इसे चलाएं

सुनिश्चित करें कि T5 के बाईं ओर स्विच ऊपर (चालू) स्थिति में है, स्केच को T5 पर अपलोड करें, और कुछ सेकंड के भीतर स्क्रीन को ज्वार और मौसम की जानकारी के साथ अपडेट करना चाहिए।

यदि आपको सॉफ़्टवेयर को डीबग करने की आवश्यकता है, तो Tides.ino के शीर्ष पर "#define DEBUG 0" को "#define DEBUG 1" में बदलें। यह सीरियल डिबग आउटपुट को चालू कर देगा, और ई-पेपर के निचले भाग में नए डेटा को डाउनलोड करने से पहले शेष पुनरारंभ की संख्या और अंतिम बार डाउनलोड किए गए डेटा को प्रदर्शित करेगा।

चरण 9: भविष्य की दिशाएँ

1. ई-पेपर डिस्प्ले के साथ संयुक्त TPL5110 का उपयोग किसी भी डेटा को प्रदर्शित करने का एक शानदार तरीका है जो उत्कृष्ट बैटरी जीवन के साथ अक्सर नहीं बदलता है।
2. जब मैं इसे डिजाइन कर रहा था, तो मैंने ट्रिगबोर्ड का उपयोग करने पर विचार किया, जो एक ईएसपी 8266 बोर्ड है जिसमें बोर्ड पर टीपीएल 5111 है। इसके लिए एक अलग ई-पेपर डिस्प्ले और ई-पेपर ड्राइवर बोर्ड इस तरह या इस तरह से प्राप्त करने की आवश्यकता होगी। या एक ड्राइवर + बोर्ड कॉम्बो जैसे यह या यह । कोड को ESP8266 में पोर्ट करने के लिए, मुझे लगता है कि SSL कोड को प्रमाणपत्रों के बजाय उंगलियों के निशान का उपयोग करना होगा, और गैर-वाष्पशील भंडारण कोड को EEPROM या RTC मेमोरी का उपयोग करने की आवश्यकता होगी।
3. मैंने हाल ही में सुना है कि Lolin32 बोर्ड गहरी नींद मोड में काफी अच्छा है: लगभग 100uA। TPL51110 बोर्ड (Adafruit के अनुसार 20uA) जितना अच्छा नहीं है, लेकिन काफी अच्छा है।
4. OpenWeatherMap मेरे द्वारा प्रदर्शित किए जाने की तुलना में बहुत अधिक मौसम डेटा देता है। आइकन आईडी सहित, जिसके लिए कहीं मोनोक्रोम आइकन खोजने की आवश्यकता होगी।