Esp8266

Сегодня соберём более компактную погодную станцию на тех же элементах, но в качестве дисплея будем использовать маленький светодиодный TM1637, на который будут поочерёдно выводиться три любых показания с датчиков. Например время, температура на улице и температура в квартире. Так же подключим станцию к "Народному мониторингу" для возможности смотреть погоду удалённо.

Для этого проекта нам понадобятся следующие комплектующие (я покупал их на AliExpress):

1) Плата NodeMCU V3 (ESP8266) - удобна тем, что подключается с помощью micro USB кабеля и ей не нужны никакие UART конвертеры - в ней он сразу встроен на основе китайского чипа CH340;

2) Дисплей TM1637;

3) Датчик температуры DS18B20 (герметичный для размещения на улице);

4) Датчик температуры, давления и влажности BME280 (будет показывать параметры в помещении). Если вам не интересно атмосферное давление, но интересна влажность в помещении, то лучше с этим справится датчик температуры и влажности SHT21, ну а если влажность тоже не интересна, а нужна только температура, то можно обойтись двумя (можно подключить до 10) датчиками DS18B20.

5) Провода Dupont для соединения датчика с платой;

6) Кабель USB - micro USB для прошивки модуля;

7) Любой подходящий по размерам корпус на ваш вкус и цвет, можно в принципе и обойтись и без него сделав "навесной монтаж";

UPD по вопросу из комментариев: Себестоимость комплектующих в районе 8-10$ (ESP8266~3.86$, TM1637~0.89$, DS18B20~1.25-1.75$, BME280~2.80$ или SHT31~3.89$)

Первый этап.

Регистрируемся на сайте wifi-iot.com, где мы создадим прошивку в несколько кликов. После регистрации входим на сайт в свой профиль, следуем по пути "ESP" - "ESP8266".

Выбираем новый профиль и вводим для него имя.

- «Сенсоры» ставим галочку «1-wire DS18B20»;

- «Сервисы» ставим галочку «narodmon.ru»;

- «Системные» ставим галочку «Время и NTP»;

- «Дисплеи» ставим галочку «TM1637»;

Этот набор имеет бесплатный функционал.

Если Вы планируете добавить датчики температуры и другие, хотите "откалибровать" (скорректировать показания) датчиков под свой эталон, обновить прошивку через интернет и использовать все возможности сайта, то приобретите в личном кабинете лицензионный ключ, который стоит 110 рублей на один модуль ESP8266.

Затем поставьте дополнительные галочки:

- в "Сенсорах" на датчике BME280 и/или SHT21/SI7021, в зависимости от того, какой будете использовать и «Коррекция датчиков" (+ галочку на DS18B20, нажав на шестеренку)

- в "Системных" на "Обновление ОТА" и «Настройки по умолчанию», где нажимаем шестерёнку и вводим «Имя» и «Пароль» своей Wi-Fi точки доступа, здесь же можете указать динамический или статический IP адрес модуля + IP шлюз. Шлюз обычно имеет адрес 192.168.1.1 или 192.168.0.1 – гуглите инструкцию к своему роутеру/маршрутизатору и смотрите в его настройках. Обратите внимание, что цифры до третьей точки IP адреса и шлюза должны быть одинаковы, и только последнюю у IP адреса вы присваиваете самостоятельно.

Либо вы можете пойти другим путём используя Captive Portal для подключения к модулю и уже в нём настроить подключение к сети Wi-Fi. Этот способ подробно описан в моём первом посте на эту тематику.

Далее, в самом низу нажимаем "Сохранить изменения", затем "Скомпилировать".

Я скачиваю одним файлом (0х00000). Запоминаем путь, куда скачали файл.

Примечание: в некоторых случаях рекомендовано создать в корне диска (С:) папку с названием английскими символами, например "ESP8266" и поместить скачанный файл туда, вместе с программатором, который скачаем следующим этапом.

Второй этап.

Подключаем через USB-кабель плату NodeMCU к компьютеру.

Правой клавишей нажимаем на значок "Компьютер" - "Управление" - "Диспетчер устройств". Там в разделе "Порты COM и LPT" (раскрываем список нажатием на треугольник слева) у вас должно появиться устройство "USB-SERIAL CH340", как на фото (если не появилось - нужно скачать и вручную установить драйвер для CH340). Запоминаем номер порта - в моём случае - (COM4).

Скачиваем с ГитХаба программатор NodeMCU Flasher по этой ссылке.

Распаковываем архив в папку, созданную на диске (С:) (см. Первый этап)

В зависимости от разрядности вашей системы (посмотреть можно нажав правой клавишей мыши "Компьютер" - "Свойства")

в папке Win32/Release (32-разрядная ОС) или Win64/Release (64-разрядная ОС) находим и запускаем файл ESP8266Flasher.exe

После запуска на вкладке "Advansed" сверяем параметры со скриншотом:

Во вкладке "Config" выбираем, нажав на шестерёнку нашу ранее сохраненную прошивку на диске (С:) и ставим крестик (если не стоит) слева.

Перед первой прошивкой рекомендуется залить в модуль blank по адресу 0х00000, особенно, если в модуле до этого использовалась какая-либо другая прошивка. Подробнее в документации на wifi-iot.com. Я прошиваю сразу, без "чистки бланком", пока проблем не было.

Во вкладке "Operation" выбираем COM Port, который мы запомнили выше в "Диспетчере устройств" и нажимаем кнопку "Flash(F)". По завершении прошивки появится галочка в зеленом кружочке в левом нижнем углу, как на скриншоте:

После прошивки и подключения питания к плате NodeMCU нажимаем однократно кнопку «RST» (ресет) на плате модуля.

Третий этап.

Подключаем датчики и дисплей согласно схеме.

Вы можете использовать другие GPIO для подключения, но тогда вам нужно зафиксировать их для себя, чтобы указать в настройках. На фото выше приведена «распиновка» на этот случай.

Четвёртый этап.

Подключаем питание к плате NodeMCU и заходим в web-интерфейс модуля, для этого вбиваем указанный в прошивке IP адрес модуля.

- Первым делом нажав «Get Pro mode». Активируйте свою лицензию, купленную на сайте wifi-iot.com

- Жмём "Set" и "Main" - переходим в главное меню;

- Переходим во вкладку "Main";

- Здесь в окошке «GMT zone» устанавливаем свой часовой пояс;

- Возвращаемся в главное меню "Main";

- Переходим во вкладку "Hardware";

- Ставим галочку "EnableDS18B20";

- Указываем GPIO к которому подключен наш датчик температуры, у меня 14;

- Ставим галочку "Enable BME280" или "SHT21" (в зависимости от того, какой датчик установлен);

- "Interval sensors read" - время опроса датчика указываем любое в секундах, я ставлю 9 секунд с учётом дальнейшей настройки дисплея;

- Жмём "Set";

- Ниже указываем I2C GPIO датчика BME280 или SHT21, у меня GPIO SDA (4) GPIO SCL (5)

- Жмём "Set" и "Main" - переходим в главное меню.

- Переходим во вкладку "1-wire". Нажимаем "Clear & Scan list".

- После того, как датчик найден, жмем "Main" - переходим в главное меню и наблюдаем показания датчиков;

- Если хотите скорректировать показания датчика температуры по своему эталону (при наличии) во вкладке "Correction". вводите правки со знаком +/ –, где 10 — это 1 градус.

Самый простой и доступный эталон температуры– это температура человеческого тела  )))

- Далее переходим во вкладку настройки дисплея «7SEGM»;

- Ставим галочку «Enable TM1637»;

- Устанавливаем яркость дисплея от 0 до 7;

- Жмём "Set"

- Ниже выбираем параметры, которые будут циклично отображаться на дисплее. У меня это время, температура датчика на улице и температура датчика дома. Комфортное время цикла для меня 4-3-2 секунды.

- Жмём "Set" и "Main" - переходим в главное меню. На дисплее TM1637 у вас должны появиться указанные параметры с заданной цикличностью.

Если вы желаете удалённо через интернет мониторить параметры датчиков, то переходим во вкладку "Servers". Ставим галочку рядом с "Enable Narodmon.ru send". Указываем "Period" 5 минут (НЕ МЕНЕЕ!!!, если указать меньше - ваш модуль "забанят" на "Народном мониторинге").

Копируем ваш ID в блокнот, нажимаем "SET" и "SEND NOW". После появления надписи "Server Reply:OK" ваши показания были успешно переданы на "Народный мониторинг".

Настройки на сайте «Народный мониторинг» я описывал в своём первом посте на эту тематику: Температура за Вашим окном в кармане - это просто! Без программирования - за 30 минут. (ESP8266 + DS18B20 + WiFi-iot + NarodMON)

Если это ваш пилотный проект, и Вы захотите изменить прошивку добавив какие-либо датчики или сервисы, то сможете это сделать легко, обновив прошивку через интернет. Для этого вносите изменения своей прошивки на сайте wifi-iot.com нажимаем "Сохранить изменения", затем "Скомпилировать". Далее в веб интерфейсе модуля переходим во вкладку «Firmware_update» и здесь жмём «Fast OTA !»

На этом, но настройке модуля погодной станции у меня в принципе всё, остальное это дело вашей фантазии и желания экспериментировать.... ;-)

Из особенностей, в заключении хочу добавить, что данная схемотехника позволяет питать станцию, как непосредственно от USB кабеля, подключенного к модулю, так и через кабель для подключения датчика температуры DS18B20, т.к. здесь у нас общая "земля" и "пин 5 вольт" соединён на плате на прямую с USB. В схемотехнике так же указан резистор 4,7 кОм, без него датчик температуры тоже работает, но рекомендовано его всё же поставить, т.к. его назначение – повысить управляющий сигнал для однопроводной шины, без него питание идёт по паразитной составляющей и датчик может работать некорректно или вовсе выйти из строя. По даташиту датчик температуры DS18B20 работает в диапазоне напряжений от 3 до 5.5 вольт, выбранное мной питание 5 вольт позволяет применять достаточно длинный провод до датчика на улице, не переживая за падение напряжения до критически низкой отметки...

Видеоверсия:

Всем бобра! ;-)

Дисклеймер:

Автор не призывает повторять подобное у себя дома. Автор не несёт ответственности за вас и ваших детей. Всё на ваш страх и риск, думайте своей головой. Автору не интересна ваша критика в вопросах воспитания и ухода за ребёнком. Надеюсь кому-то будет интересно.

Итак, у меня год назад родился ребёнок, и буквально через месяца три ребёнок стал плохо укладываться спать. Как оказалось, единственный рабочий способ уложить ребёнка - это качать его в автолюльке. Сказать, что качать ребёнка одной рукой на весу тяжело и утомительно - ничего не сказать. Поэтому я решил сделать "качалку" для ребёнка. В итоге получилось так:

Всё что нужно - автомобильный трос, и пара анкеров с кольцом на конце. Вот таких:

Крепил в бетонные стены. Конструкция получилась прочная. Закреплённый трос выдерживает вес взрослого человека под динамической нагрузкой. Сама люлька крепится на коровий узел и чтобы её закрепить/снять не нужно отвязывать конец троса, достаточно обернуть петлю вокруг самой люльки, это удобно.

Уже на этом этапе всё стало отлично, ребёнка можно было уложить гораздо легче и удобнее. Тем не менее ребёнок мог просыпаться после того как перестаёшь качать. Когда занимаешься укладыванием ребёнка несколько раз в день/ночь то безумно хочется спать. Качать по 10..20..30 минут руками тоже становится ужасно утомительно. Душа требовала автоматизации этого рутинного процесса.

Просмотрев множество роликов на youtube я понял, что идея не нова и каждый реализует поставленную задачу как умеет: из шуруповёртов, всяких моторчиков и даже CD-ROM'ов. Этот ролик я ещё в универе видел. Я пришёл к выводу, что мне нужен мотор-редуктор, ничего умнее чем пойти в автомагазин и купить мотор-редуктор для дворников от ВАЗ 2110 я не придумал. Сгонял в магазин метизов и в хозмаг за верёвкой и резинками для багажа. Кроме того купил блок питания для ПК на 400W. Сейчас точно не припомню, но один molex разъем выдаёт достаточный ток с запасом для для данного мотора, я считал. Итого скрутил вот такую штуку:

А уголки уже зацепил за полку встроенного шкафа в кладовке с помощью струбцин, чтобы не делать лишних дырок. Подключаем к блоку питания.  На самом блоке питания делаем перемычку между зелёным и чёрным контактом. При включении его в розетку он включится и подаст питание. Включаем в розетку через переноску с выключателем, цепляем верёвку крючком к люльке через резинку и эмпирически подбираем длину верёвки. Это всё нужно потому, что колебания маятника (автолюльки) по-любому не будут совпадать с колебаниями, которые будет вызывать мотор-редуктор. Резинка будет сглаживать биения, а длиной верёвки можно регулировать амплитуду. Вот и пригодилась физика)))

Вы думаете, что на этом всё, но не тут то было. Возможно кто-то сейчас подумал: "Чего тебе ещё надо, собака?")))

О чём мечтает молодой родитель? Конечно же о сне! Хочется поспать в любое свободное время. Вот ты укачал ребёнка, включил моторчик, через минут 10-30 выключил. Надолго оставлять тоже не стоит. Лежишь, отдыхаешь, а ребёнок начал подавать звуки - опять бежать включать. Я решил бахнуть управление через Wi-Fi микроконтроллер ESP8266 -> MQTT сервер -> telegram бот.

Для разработки прошивки использовал platformio. На личном VDS стоит MQTT сервер mosquitto и telegram бот. Бот писал на nodejs с библиотеки  telegraf и mqtt.

В итоге получилось как то так:

На видео нет данного блока, но разницы в механике работы никакой нет. Просто видео было снято раньше. Кулер - дополнительное охлаждение мотора, со временем (минут через 15-20) он существенно нагревается. А вот что внутри распред. коробки:

А вот так выглядит бот:

И что мы имеем:

- Управление качалкой откуда угодно в том числе из кровати и туалета)))

- Через отложенные сообщения можно выключить качалку через некоторое время, а самому пойти спать

- В боте есть ограничение, управлять могут только заранее прописанные пользователи. По сути это частный бот.

Ну и бонусом ещё одно видео, тут видно, что амплитуду можно сделать побольше.

Ответы на возможные вопросы:

1. Нет не намотает. Качалка выше мотора, верёвка выше тяги, за всё время ни разу не намотало, но надо всё предусмотреть. По хорошему можно поставить плавкий предохранитель. Ток можно вычислить эмпирически, подключить амперметр и заблокировать тягу. Я даже определил ток и купил предохранитель, но так и не установил, но лучше подобного рода защиту ставить.

2. Да, шумит. Шум не слабый но и не сильный. Шум монотонный и ребёнку он совсем не мешал.

3. Ребёнку уже год и нет никаких проблем с укачиванием. Засыпает в кровати самостоятельно, без укачивания. Но думаю, что тут всё индивидуально. На сегодняшний день качалку (без мотора) пока оставили в роли качели.