Przeszukaj forum

Witajcie. Chciałbym Wam przedstawić prosty sposób wykorzystania modułu ESP-32, który użyłem do stworzenia urządzenia, za pomocą którego możecie śledzić poziom zainteresowania wybranym repozytorium GitHub. Dzięki wbudowanym dwóm wyświetlaczom, będziecie na bieżąco informowani o: aktualnej liczbie gwiazdek dziennej liczbie gwiazdek aktualnej liczbie obserwujących aktualnej liczbie forków Początkowo chciałem skorzystać ze starszego modułu ESP8266 12-F, jednak napotkałem problem który objawiał się przy wykonywaniu requesta do api GitHub. Podczas oczekiwania na odpowiedź z serwera, na wyświetlaczach zanikały wszystkie cyfry i wyglądało to jakby coś było nie tak z urządzeniem. Z pomocą przyszedł układ ESP-32, który oparty jest na dwóch rdzeniach. Była to świetna okazja aby zapoznać się z tym modułem, ponieważ wcześniejsze projekty wykonywałem na ESP8266. Użycie nowszej odsłony ESP, pozwoliło mi wysyłać requesty asynchronicznie. Do działania ramki wymagane jest połączenie z siecią poprzez WiFi. Tutaj świetnie sprawdziła się biblioteka "WiFi Manager", która umożliwiła mi szybkie podłączenie ramki do dowolnej sieci. Jeżeli chodzi o zasilanie to jest to napięcie 5V, które podaje poprzez wtyki USB. W obudowie ramki znajdują się trzy przyciski. Pierwszy służy jako włącznik. Pozostałe dwa to włączniki chwilowe. Po wciśnięciu pierwszego na wyświetlaczu prezentowany jest adres IP, który wykorzystujemy przy konfiguracji. Natomiast drugi przycisk resetuje liczbę gwiazdek z dnia. Do układu podłączona jest 3 kolorowa dioda LED, która informuje nas o stanie połączenia: CZERWONY – brak sieci, błąd podczas pobierania danych ZIELONY – połączenie sieciowe ustanowione, dane pobrane poprawnie NIEBIESKI – tryb access pointu ( zanik sieci ) Domyślnie odświeżanie danych odbywa się co 90 sekund. Oczywiście interwał można zmienić. Ale należy uważać, aby nie wykonywać do api GitHub więcej niż 60 requestów na godzinę, ponieważ serwer ma ustawiony RateLimit. Po przekroczeniu ilości zapytań zostaniemy zablokowani na godzinę. Jak już wspomniałem wyżej, pod adresem IP jaki przydzielony został do urządzenia działa prosty web server, który serwuje nam stronę z konfiguracją, gdzie musimy wprowadzić nazwę użytkownika repozytorium oraz nazwę repozytorium które chcemy obserwować. Po zapisaniu konfiguracji w pamięci EEPROM urządzenie jest restartowane i gotowe do użycia. Dodatkowym atutem urządzenia jest automatyczna aktualizacja oprogramowania poprzez HTTPS OTA. Sprawdzanie wersji następuje podczas uruchomienia oraz po północy. Urządzenie jest w pełni bezobsługowe. Gdy wystąpi zanik sieci, ESP cały czas będzie próbowało nawiązać połączenie za pośrednictwem zapamiętanych poświadczeń. Jeśli sieć nie będzie dostępna, przełączy się w tryb access pointu ( ssid: "GITHUB-FRAME"). Jeśli nie zostanie wybrana nowa sieć w menadżerze sieci, to po czasie 3 minut, nastąpi restart i proces się powtórzy. Tak pokrótce, wygląda zasada działania całego układu. Poniżej przedstawię Wam główne etapy budowy całej ramki. A więc zaczynamy. LISTA ELEMENTÓW: ESP-32 WROOM DevKit 1.0 – 1 szt. Wyświetlacz LED 4-Cyfrowy TM1637 – 0.56" – 1 szt. Wyświetlacz LED 4-Cyfrowy TM1637 - 0.36" – 1 szt. 4-pinowy przewód, żeński – żeński – raster 2.54 – 4 szt. Gniazdo + wtyk, JST – JST – 2 szt. Gniazdo + wtyk, mikro JST – mikro JST – 2 szt. Płytka uniwersalna PCB 50x70mm PI-01 – 1 szt. Rezystor węglowy – 220 ohm – 5 szt. Rezystor węglowy – 2,2k ohm – 3 szt. Zworki do płytek stykowych - 1 zestaw Wtyk goldpin kątowy 4 pinowy, raster 2,54mm – 4 szt. Dioda LED 5mm RGB wsp. Anoda – 1 szt. Dioda LED 3mm biała – 3 szt. Przełącznik chwilowy okrągły – 10mm – 2 szt. Przełącznik kołyskowy ON-OFF – 1 szt. Kabel USB A – USB micro – 1 szt. Zasilacz 5V z gniazdem USB A – 1 szt. Rurki termokurczliwe - 1 szt. Ramka IKEA RIBBA – 21x30cm ( ważne żeby była dość głęboka, aby zmieścić elektronkę ) – 1 szt. Papier samoprzylepny do drukarki – 1 szt. Rura elektroinstalacyjna RLM 16 – 1 szt. NARZĘDZIA: Lutownica Cyna Obcążki Wiertarka lub wkrętarka Wiertła: 7, 10, 13 Pistolet do kleju na gorąco Nóż Drukarka ZAŁOŻENIA: Stabilność działania Intuicyjna obsługa Szybka adaptacja w miejscu instalacji Estetyka Plan Początkowo ramka miała powstać pod konkretnie wybrane repozytorium i wyświetlać tylko liczbę gwiazdek. Ale stwierdziłem, że i tak pobieram inne dane z endpointa api to czemu miałbym ich nie wyświetlić. Postanowiłem, że dodam dwa nowe klucze: "forks" oraz "watchers" i wyświetlać je kolejno w 5 sekundowym odstępie czasowym. Jeżeli chodzi o repozytorium, to dając możliwość wprowadzenia własnych ustawień url-a, zwiększyłem tym samym skalowalność przedsięwzięcia. Do tego doszły automatycznie aktualizacje software-u. Więc taką ramkę może stworzyć każda osoba, która chociaż trochę ma pojęcie o informatyce i niekoniecznie zna się na programowaniu. BUDOWA Prace nad ramką rozpocząłem od budowy prototypu metodą na "pająka". W tym celu skorzystałem z płytki prototypowej, przycisków typu "tact switch", paru zworek oraz kilkunastu przewodów do połączenia wszystkiego w całość. Całe oprogramowanie zostało napisane za pośrednictwem Arduino IDE czyli w języku C. Gdy miałem już działający prototyp, rozpocząłem prace nad przeniesieniem całości na uniwersalną płytkę PCB. Zadanie wydawałoby się proste ale wymagało procesu planowania. W tym celu wykorzystałem oprogramowanie Fritzing. Oprogramowanie to umożliwia stworzenie całej dokumentacji projektu. Na tę chwilę wykorzystałem tylko narzędzie do stworzenia szkicu płytki prototypowej. Mając gotowy już projekt z rozlokowaniem wszystkich elementów i połączeń. Mogłem przystąpić do lutowania. Jak widać na zdjęciach, podczas montażu elementów używałem uchwytu, który stabilnie trzyma płytkę w miejscu. Bardzo ułatwił mi pracę. Po przylutowaniu wszystkich elementów elektronicznych, wlutowałem przewody z gniazdami, dzięki którym będę mógł odłączyć układ od samej konstrukcji ramki Teraz przyszedł czas na najtrudniejszy etap jakim było dostosowanie drewnianej ramki do potrzeb projektu. W programie Photoshop stworzyłem szablon do wiercenia i wycinania potrzebnych otworów. Szablony te znajdziecie również w repozytorium projektu. Po wydrukowaniu szablonu przykleiłem kartkę do “pleców ramki” i wyciąłem wszystkie otwory. Trochę trzeba się do tego przyłożyć i mieć sporo cierpliwości. Cięcie, pasowanie, cięcie, pasowanie aż do skutku. Ufff. W końcu mogłem przystąpić do zamontowania wyświetlaczy oraz diod LED. Z pomocą przyszedł mi klej na gorąco. Trzyma mocno i pewnie, wystarczająco do tego typu prac. Trzy diody LED umieściłem w przyciętych krążkach z białej rury pcv ( tych do prowadzenia przewodów po ścianach ) a górę zaślepiłem kawałkiem plastiku w którym zamocowałem diody. A tak całość prezentuje się od frontu Za pomocą 4 żyłowych przewodów zakończonych wtykami żeńskimi, połączyłem wszystkie elementy z główną płytką. W celu szybszej identyfikacji przewodów, oznaczyłem każde połączenie za pomocą lakierów do paznokci ( pozdrawiam swoją żonę Magdalenę ). Główny układ przykleiłem do pleców ramki również za pomocą kleju na gorąco. Na koniec pomalowałem cały front na biało farbą emulsyjną, ponieważ papier który używa się w drukarkach ma małą gramaturę co sprawia, że jest półprzezroczysty. Dzięki podbiciu koloru tła biel będzie intensywniejsza. W ostatecznej wersji grafikę wydrukowałem na papierze fotograficznym, który jest na tyle gruby, że malowanie okazało się być zbędne. SOFTWARE Cały program opiera się na dwóch pętlach. Pierwsza pętla Task1, sprawdza czy użytkownik wprowadził url repozytorium z którego mają zostać pobrane dane. Jeżeli konfiguracja została wprowadzona, program wywołuje funkcję getData(), która odpowiedzialna jest za pobranie danych z API. Interwał tej pętli definiuje zmienna requestInterval, która domyślnie posiada wartość 90 ( czyli 90 sekund). Druga pętla Task2, służy do wyświetlania odpowiednich danych na wyświetlaczach oraz podświetlania ikon. Tutaj również sprawdzany jest stan na pinach 27 i 15 ( przyciski BUTTON_IP oraz BUTTON_RESET_TODAY). Interwał tej pętli to około 15 sekund. Po północy następuje sprawdzenie dostępności nowszej wersji oprogramowania oraz resetowany jest licznik gwiazdek otrzymanych w ciągu całego dnia. Poniżej znajdziecie link do repozytorium z projektem: OPROGRAMOWANIE + SZABLONY DO DRUKU PODSUMOWANIE Przyznam się szczerze, że prototyp urządzenia miałem już gotowy rok temu. Ale ze względu na gruntowny remont mieszkania musiałem odsunąć hobby na dalszy plan. Rozciągnięcie projektu w czasie sprawiło, że przy każdym powrocie zawsze coś zmieniałem, rozbudowywałem. Wszystko wtedy można przemyśleć kilka razy i na spokojnie zastanowić się nad rozwiązaniem jakiegoś problemu. Na co dzień zajmuję się programowaniem front-endu, ale dzięki takim projektom mogę połączyć moje główne zainteresowania: majsterkowanie, elektronikę, grafikę i jak już wcześniej wspomniałem, programowanie i stworzyć coś namacalnego i cieszącego oko. Zachęcam wszystkich do twórczego działania i poszerzania swojej wiedzy. Tego typu projekty dadzą Wam satysfakcję, świetną zabawę oraz sporo nauczą. Także klawiatury, lutownice, piły, śrubokręty, wiertarki w dłoń i do działania! Instrukcję już macie Do następnego projektu! Pozdrawiam.

Parę lat temu podczas remontu u rodziców postanowiłem usprawnić im parę rzeczy w mieszkaniu. Stworzyłem sterownik, który integrował ze sobą sterowanie oświetleniem i ogrzewaniem. Pomimo prostej obsługi nie przewidziałem tego, że moi rodzice będą bali się tego używać, myśleli że coś zepsują... niestety są na bakier z elektroniką. Tak powstała druga wersja, która jest dla nich absolutnie bezobsługowa w kwestii ustawień czy sterowania ogrzewaniem. Podstawowe cechy komunikacja Wifi integracja z Firebase zdalny dostęp z dowolnego miejsca na świecie Odtwarzanie komunikatów głosowych sterowanie za pomocą asystenta Google pilot radiowy 2,4GHz sterowanie oświetleniem sterowanie ogrzewaniem dwupunktowy pomiar temperatury detekcja otwartego okna automatyczne aktualizowanie czasu z serwera NTP łatwe dokładanie bezprzewodowych czujników, np. zalania duży i czytelny wyświetlacz Tym razem uwzględniłem obawy rodziców i w każdej chwili mam dostęp do wszystkich ustawień. Dla niecierpliwych filmik (polecam włączyć dźwięk) Główny moduł Całe sterowanie oparłem o układ ESP12. Jest to układ o bardzo dużych zasobach z wbudowanym wifi. Niestety ma on bardzo mało wyprowadzeń, dlatego aby obsłużyć wszystkie dodatkowe elementy takie jak: LCD ST7565 DS18B20 Enkoder Trzy przyciski Kilka wyjść Moduł MP3 (JQ8400-FL) RFM73 Wykorzystałem 16 bitowy ekspander na SPI MCP23S17. Wymagało to dostosowania kilku bibliotek np. LCD czy enkodera, aby zamiast pinów ESP używały MCP23S17. To było największym wyzwaniem dla mnie, aby zrealizować obsługę trzech układów SPI, gdzie dwa z nich były częściowo sterowane poprzez pierwszy czyli MCP23S17. Dodatkowo przydzielanie czasu na poszczególny element trzeba było odpowiednio rozdzielić, aby obsługa enkodera nie gubiła kroków. Zdalny dostęp Sterownik działa jako klient w sieci wifi, nie chciałem przekierowywać portów na routerze, ani stawiać dodatkowego VPNa. Wykorzystałam tutaj RealTime Database od Google czyli Firebase. Jest darmowe, względnie proste w obsłudze wprost z układu ESP, a dostęp do Firebase posiada każdy kto ma konto w Google. Wykorzystanie tego mechanizmu daje nam bardzo duże możliwości. Możemy hostować tam własną stronę, która będzie naszym frontendem, możemy wykorzystać “cloud functions”, które są praktycznie zasobami node.js, jest to bardzo fajne, bo możemy mieć własny serwer node.js w chmurze. Mając cloud functions i bazę danych, możemy z łatwością podpiąć pod to inne usługi, np. asystenta Google, który pozwoli sterować urządzeniem naturalną mową a nie nagranymi wcześniej próbkami komend. Pod nasz system możemy podpiąć również IFTTT (if this then that) i jeszcze bardziej zautomatyzować obsługę urządzenia. ESP co kilka sekund odczytuje bazę danych z Firebase i sprawdza czy stan jakiegoś elementu uległ zmianie, jeśli tak to znaczy, że zdalnie zmieniliśmy parametry pracy. W drugą stronę, jeśli to sterownik lokalnie zmieni jakąś wartość to od razu aktualizuje ją w Firebase. Asystent Google i komunikaty głosowe Rodzice swoje lata już mają i pamięć nie ta, dlatego dołożyłem system komunikatów głosowych. Pilot, który będzie zawsze pod ręką tuż obok pilota od TV, będzie (czeka na obudowę) jasno opisany i wystarczy nacisnąć jeden przycisk a sterownik powie jaka jest temperatura w mieszkaniu, jaka jest na zewnątrz, czy ogrzewanie aktualnie pracuje albo ile razy dzisiaj było włączane. Pomyślałem, że fajnym dodatkiem będzie wgranie również instrukcji obsługi, gdzie sterownik powie do czego służą poszczególne przyciski. Ze sterownikiem można rozmawiać w sposób naturalny z wykorzystaniem asystenta Google, nie musimy być nawet w pobliżu sterownika, mówimy do telefonu czy komputera znajdując się w dowolnym miejscu na świecie. Sam Google asystent nie steruje bezpośrednio urządzeniem, z wykorzystaniem mechanizmu Dialogflow, który bazuje na machine learning zmienia parametry pracy w Firebase, a urządzenie docelowe pobiera je i wykonuje. Zależności między komponentami pokazałem na poniższej grafice. Moduł radiowy 2,4GHz W sterowniku znajduje się RFM73, jest to niewielki układ radiowy wykorzystany tutaj jako pilot, we wcześniejszej wersji tradycyjny pilot na podczerwień kiepsko się sprawdzał, nie zawsze było się w polu widzenia odbiornika. Dodatkowe czujniki Posiadając na pokładzie układ RFM73 możemy dowolnie rozbudować system o dodatkowe czujniki, np. czujnik zalania w łazience, czujnik oświetlenia czy dodatkowe czujniki temperatury. Dokładanie dodatkowych czujników nie wiąże się z przeprogramowaniem głównego sterownika, ponieważ wszystkie reguły obsługi możemy umieścić w Firebase, a sterownik je pobierze. Poniżej kilka fotek, a jako trzecią rękę polecam taki stojak:

Witajcie Chciałbym przedstawić tu swój projekt Sterownika do akwarium pracującego w systemie automatyki domowej opartej na Domoticzu. Pomysł i historia projektu Ponad rok temu wpadliśmy z żoną na pomysł założenia akwarium, pomysł jak pomysł, ale im więcej czytałem tym więcej kombinowałem, a jako że jestem elektronikiem to i pomysłów przybywało mi z każdym dniem Pierwsza próba budowy sterownika polegała na wykorzystaniu Arduino nano i stworzeniu samodzielnego układu pracującego lokalnie. Tyle że już w trakcie pisania kodu stwierdziłem że sterowanie sterowaniem, ale fajnie by było móc zrobić coś zdalnie, a przede wszystkim móc sprawdzić zdalnie co dzieje się w akwarium (temperatura, stan lamp itp). Tak zaczęła się moja przygoda z Domoticzem i szeroko pojętym IoT. Opis projektu Sam sterownik zbudowany jest na Arduino Pro mini, natomiast do komunikacji z serwerem wykorzystana jest platforma Mysensors zbudowana na modułach NRF24L01. Jak wcześniej pisałem sterownik pracuje w systemie mojej domowej automatyki opartej o serwer Domoticza, pracujący na RaspberryPi 3B. Na chwile obecną sterownik realizuje następujące funkcje: cztery kanały ON/OFF (przekaźniki 10A 250V), sterowanie: grzałka, filtr, falownik, chłodzenie (wentylatory w pokrywie). Z uwagi na bezpieczeństwo mieszkańców akwarium filtr podpięty jest pod styki NC przekaźnika, tzn, domyślnie jest on włączony, a możemy go wyłączyć. 16 kanałów PWM (z tranzystorami IRF520 jako elementy wykonawcze), sterowanie lampami LED, ściemnianie podświetlenia wyświetlacza, sterownie pracą falownika, rezerwa. funkcja "Karmienie" i "Serwis", załączane z lokalnej klawiatury, pierwsza umożliwia czasowe (5min) wyłączenie filtra, falownika i wentylatorów, druga umożliwia wyłączenie trybu automatyki i przejście w tryb serwisowy (przydatne przy pracach porządkowych w zbiorniku). pomiar temperatury w akwarium (czujniki DS18B20), układ zrobiony jest tak że może obsłużyć nieskończenie wiele termometrów, w praktyce w mniejszym zbiorniku mam 2 w większym 3 i to wystarcza. Dodatkowo można wybrać czy automatyka sterowania grzaniem/chłodzeniem korzysta z jednego z termometrów czy z wartości średniej wszystkich wskazań. zabezpieczenie przed przegrzaniem i wychłodzeniem wody (bezwarunkowe wyłączenie/włączenie grzania/chłodzenia w temperaturach skrajnych) pomiar temperatury zewnętrznej pomiar poziomu oświetlenia zewnętrznego Schemat blokowy sterownika przedstawiam na poniższym rysunku Jak widać większość układów pracuje na magistrali I2C, sprawia to że całość jest projektem rozwojowym, a wszelkie możliwe dodatkowe funkcje ograniczone są tylko wyobraźnią i.... pojemnością pamięci wykorzystanego Arduino Kanały PWM zrealizowane są na module PCA 9685, a jako elementy wykonawcze służą tranzystory IRF520 (oczywiście można zastosować inne MOSFETy), moduł z przekaźnikami podłączony jest do magistrali I2C poprzez expander PCF8574. Zarządzanie sterownikiem Podstawowe sterowanie pracą sterownika możliwe jest z lokalnej klawiatury, natomiast i informacje o pracy sterownika (temperatura, czas, poziom światła poszczególnych kanałów LED, stan urządzeń wykonawczych itp) wyświetlane są bezpośrednio na wyświetlaczu LCD 20x4. Pełne sterownie możliwe jest poprzez serwer Domoticza, za pośrednictwem strony www (poniżej przykładowy zrzut ekranu) i/lub aplikacji na androida. Teraz czas na kilka zdjęć elementów sterownika: Moduł arduino z przetwornica 3,3V, expanderem PCF 8574 i modułem NRF24L01 zmontowane są na płytce uniwersalnej, która osadzona jest na module przekaźników tworząc "kanapkę" Widok "kanapki" płytki uniwersalnej z arduino i modułu z przekaźnikami Moduł wykonawczy na tranzystorach IRF (sześć kanałów do sterowania lampami LED) Moduł przekaźników Wyświetlacz LCD Problemy napotkane przy realizacji projektu konieczne było wymuszenie niższej częstotliwości pracy platformy mysensors z powodu zegara jakim taktowane jest zastosowane arduino niestabilna praca modułów NRF, konieczne było dodanie elektrolitów (dałem 330u bo takie miałem :)) jak najbliżej pinów zasilających modułu (lutowałem bezpośrednio na tych pinach) okresowe zawieszanie i/lub przekłamanie odczytu temperatury z termometrów DS18B20, nie doszedłem przyczyny, wiec dodałem możliwość zdalnego resetu arduino (wiem że to tylko zaleczenie problemu a nie rozwiązanie, ale tymczasowo zdaje egzamin) zbyt małą pamięć programu zastosowanego modułu arduino, zastanawiam się czy nie przejść na ESP8266 z EasyESP konieczność zbudowania obudowy