Palo de lluvia ESP-Now: 6 pasos (con imágenes)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificación: 2024-01-30 08:43

¡Este pequeño y divertido proyecto te permitirá la trivial alegría de dejar que una red electrónica anuncie que tienes lluvia! Se rumorea que el Tesla, controlado por IA y que provoca lágrimas, tiene sensores que activan los limpiaparabrisas cuando empieza a llover. Al estar en una cabina completamente acristalada, pensaría que la obviedad de la lluvia haría que tal sensor no fuera del todo necesario, pero sin el rugido de la gasolina que explota, debe tener algo de qué presumir. Las capacidades integradas de los microcontroladores ESP-8266 de fácil uso se mejoran con la opción de red local ESP-Now. No necesita una conexión a Internet y todas las responsabilidades e impracticabilidades que surgen. ¡Y puedes jugar con palos de bambú!

Este no es un palo de lluvia real. Ese es un cactus seco que hace ruido de lluvia con frijoles en cascada, definitivamente de baja tecnología. Este dispositivo consta de un combo maestro y esclavo. El Maestro designado se sienta afuera, opera con baterías Lipo, energizado por energía solar y despertado por un agente de suspensión de hardware Adafruit que sorbe energía y enciende un sensor de lluvia aproximadamente una vez cada diez minutos. Si huele la lluvia, envía un mensaje ESP-Now a su único amigo, un esclavo, que se sienta adentro, conectado a la energía, escuchando los mensajes. Si recibe uno, se convierte en una cascada de Neopixels ingeniosamente colocados. El equipo está hecho de bambú de origen local con el que es divertido trabajar y no requiere 16 horas para imprimir.

Paso 1: reúna sus materiales

¡Recuerde cuando era niño y se sugirió que podía matar a alguien atándolo a una malla sobre palos de bambú afilados y esperando! Bueno, no haremos eso.

1. Bambú: consigue una bonita pieza siempre que quieras colocar Neopixels en el interior. (El mío era de aproximadamente 6 pies) También un trozo para la carcasa del sensor lo suficientemente ancho como para acomodar algunos componentes electrónicos. (3 pulgadas de ancho 8 pulgadas de largo)

2. Células solares flexibles, como estas:

3. Placa del cargador TP 4056:

4. Convertidor de nivel lógico:

5. Power Timer Breakout Adafruit:

6. Adafruit Feather HUZZAH con ESP8266:

7. WEMOS D1 Mini: su elección …

8. Tira Neopixel 60 Led / M

9. Batería Lipo

10. Sensor de lluvia: compré este, pero hay muchos:

11. Interruptor de encendido / apagado genérico

Paso 2: ensamble la electrónica

Siga el diagrama de Fritzing sobre cómo se realiza el cableado de ambos dispositivos. La unidad esclava es muy simple con una placa de perforación para montar conectores hembra para acomodar el WEMOS D1 Mini que tiene un conjunto de conectores macho instalados. Esto facilita el montaje y desmontaje para ajustes y programación. El cambiador de nivel lógico está en el otro lado y es pequeño y fácil de montar en la placa. Para las mejores prácticas en el uso de Neopixels, es aconsejable conectar una resistencia a la salida de datos del cambiador de nivel y los Neopixels y un condensador grande entre las líneas eléctricas. Asegúrese de utilizar una fuente de alimentación adecuada y conéctela por separado de la salida WEMOS. Puede dimensionar esta fuente de energía por la longitud de su palo de lluvia …

La unidad Master también es bastante fácil. Usé un Adafruit Huzzah ESP8266 en lugar de otro WEMOS D1 mini, ya que tiene su propia unidad de energía de batería incorporada. Mide el tamaño de Lipo que quieras, solo tiene que caber dentro del bambú. El controlador de carga simple está conectado a la celda solar y la batería y suministra energía al Power Timer Breakout y al ESP8266. La energía para el sensor de lluvia proviene de la energía de 3.3 V en la placa del microcontrolador. Puse un interruptor entre la línea Enable del Power Timer y el pin EN de la placa para poder mantener esta línea alta para programarla. (Se mantiene bajo incluso cuando la energía del temporizador está cortada con tanta fuerza que hace que funcione sin él …) Se usan dos pines en el Huzzah: uno para el sensor de lluvia que lo baja digitalmente cuando el agua golpea y otro para indicar el Power Timer está bien para apagarlo. No puse un probador de batería en esta unidad, pero si desea, las instrucciones están en la página web de Adafruit. Utiliza el único pin A0 en la placa, pero puede programarlo fácilmente para transmitir estos datos al esclavo y hacer que los emita con una altura de píxel.

Paso 3: Constrúyelo

Es divertido trabajar con el bambú. Las piezas que usé estuvieron secas y muertas por un tiempo. Lije el exterior hasta que quede liso. La ranura para la luz es fácil de cortar con una sierra de sable de luz. Solo use un poco de cinta azul a lo largo de toda la longitud y aproximadamente a mano alzada una pulgada de ancho en la cara dejando aproximadamente 8 pulgadas intactas en los extremos. La forma puede ser tan ondulada como quieras cortarla. Taladre dos orificios del tamaño de una hoja para comenzar la entrada y salida de la hoja por los extremos. El bambú se corta muy fácilmente y puedes atravesar los nodos que tienen un deflector completo a través de ellos. El resto del tubo es hueco. Tome un cincel y saque los restos internos de los nudos, lo que permitirá un tubo hueco completo. Se debe tener cuidado de no comenzar una división a lo largo del bambú, pero esto se repara fácilmente. Pinte en aerosol el interior del tubo con un acrílico blanco plano para exteriores. El exterior del tubo está recubierto con un par de capas de poliuretano resistente a los rayos ultravioleta.

La unidad principal tiene una pieza de aproximadamente 10 pulgadas de largo de 3 a 4 pulgadas de ancho que se adapta al sensor. Se elige con cuidado para que se corte aproximadamente a 2 pulgadas de un nodo en la parte superior. Este espacio sostendrá el sensor y permitirá un sello impermeable para los componentes electrónicos a continuación. Debe perforar un orificio de 1/4 'en el borde de esta tapa de nodo para permitir que los cables del sensor caigan a través. Otro par de orificios alrededor de la base de la tapa permitirán que el agua que se acumula en esta taza natural salga radialmente. Tuve que recortar la placa del sensor para que encajara en el espacio y soldar diferentes conectores para obtener un pequeño orificio. Los cables del sensor se alimentan a una placa de comparación de sensores que se encuentra en la sección impermeable. Nuevamente rocíe esta unidad hacia adentro y hacia afuera con aerosol de poliuretano para uso en exteriores.

Paso 4: móntelo

El panel solar flexible está montado con cemento de contacto en el exterior de la unidad principal. Los cables que lo conectan a través de pequeños orificios en la carcasa del tubo están soldados a los extremos del panel solar. Siga las instrucciones sobre cómo hacer esto en su sitio web, es muy fácil. El sensor de lluvia está montado en la copa superior con toques de silicona en espaciadores de nailon que inclinan el sensor en un ángulo para que la lluvia no se acumule. Se perfora un orificio en el costado de la unidad para acomodar el interruptor de ENCENDIDO / APAGADO. Todo lo demás está metido dentro. Puede colocar una pequeña cubierta de plástico en la parte inferior siempre que deje algunos agujeros de aire. Todas las entradas de cables están selladas con toques de silicona.

La unidad esclava está equipada con una longitud de Neopixels para dejar un par de pulgadas en la parte superior e inferior. Estos se colocan fácilmente con silicona en su lugar; asegúrese de quitar la funda de silicona si la suya vino con una, imposible de pegar. Coloque los Neopixels a un lado para que no se vea desde casi todos los ángulos, sino que dirija su luz hacia la cavidad mientras está pintada. Después de proteger la fuente de alimentación con un condensador grande, la placa WEMOS pequeña encajará fácilmente en la parte inferior del tubo. Aunque la unidad esclava puede salir al exterior, no fue diseñada para ser impermeable.

Paso 5: Prográmelo

Este tipo hizo un buen trabajo al establecer algunos ejemplos de sensores y ESP-Now: https://github.com/HarringayMakerSpace/ESP-Now. Andreas Spiess hizo un buen video con un ejemplo del que usé el código para comenzar este proyecto. Esta unidad maestra / esclava limitada no necesita Internet en absoluto, así que eliminé esas secciones, solo transfiere la información sobre si está lloviendo o no. Decidí no usar las opciones de sueño profundo anunciadas para el ESP, ya que descubrí en un proyecto anterior que se volvió aleatoriamente inestable después de un tiempo y agotaría aleatoriamente la batería solar. La opción de hardware simplemente reinicia Adafruit Huzzah una vez cada diez minutos más o menos, verifica el sensor en busca de una señal baja que signifique lluvia, si no encuentra, envía una señal alta / baja al pin Listo en el temporizador. De lo contrario, el código cambia para enviar la información (en realidad, ninguna información, excepto la función de envío en sí) al esclavo para activar su código. El código esclavo simplemente arranca la máquina y espera un mensaje y, cuando lo recibe, activa la función neopixel durante un minuto. Puede variar esto en el software, pero sigue esperando la activación de la lluvia nuevamente. Lea los comentarios en el software para ver dónde cambiar los valores. El gran código de la cascada de meteoritos vino de esta fuente: https://www.tweaking4all.com/hardware/arduino/adruino-led-strip-effects/ Acabo de agregar algunas constantes aleatorias y un cambio de color.

Paso 6: usándolo

El pequeño potenciómetro en el sensor de lluvia debe ajustarse para qué nivel de goteo activa el maestro para enviar un aviso. También debe ajustar el potenciómetro del circuito del temporizador Adafruit para determinar la frecuencia con la que se enciende el sensor para verificar si hay lluvia; el rango es de segundos a dos horas, su elección. Cargue la batería lipo de la unidad principal, enciéndala y móntela en el exterior, y debe ocuparse de las necesidades energéticas a menos que viva en Alaska, donde llueve constantemente y está oscuro. La unidad esclava funciona en cualquier lugar dentro del alcance de Wifi del maestro y es muy resistente en los días de espera para recibir mensajes; simplemente conéctela a una verruga de pared de 5 voltios con suficiente energía para suministrar la longitud de su Neopixel y listo. Si desea una pantalla de luz ocasional mientras espera que llueva, es fácil de programar, especialmente si vive en un lugar donde no llueve en absoluto.