ESP8266 POV Fan com relógio e atualização de texto da página da Web: 8 etapas (com imagens)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificação: 2024-01-30 11:35

Esta é uma velocidade variável, POV (Persistence Of Vision), Fan que exibe a hora de forma intermitente e duas mensagens de texto que podem ser atualizadas "em tempo real".

O POV Fan também é um servidor web de página única que permite que você altere as duas mensagens de texto.

Para usar este POV Fan, deve haver uma rede sem fio com "compartilhamento de cliente". Se você não sabe o que é compartilhamento de cliente, é fácil descobrir. Procure outros computadores em sua rede. Se você pode vê-los, você tem recursos de compartilhamento de cliente em sua rede. (A maioria dos hotéis e locais públicos não permite o compartilhamento de clientes - isolamento de clientes - por razões de segurança óbvias.)

O POV usa a biblioteca "WifiManager" que facilita a conexão à rede sem fio onde quer que você esteja. Uma vez conectado à rede sem fio, o POV Fan exibirá o endereço IP que você precisa colocar na barra de endereço do seu navegador da web. Você pode alterar o texto no POV Fan através da página da web.

Este instrutível está um pouco acima do nível de iniciante. Envolve solda, perfuração, "projeção de cola quente" e testes elétricos. Se você acha que sua mãe vai ficar chateada porque você rasgou seu ventilador favorito e colocou sua casa em perigo por causa da eletricidade exposta, talvez você devesse fazer algo diferente, caso contrário, continue lendo.

Suprimentos

Hardware:

• ESP8266 --- Este pode ser um NodeMCU VIN5v - 3.3Logic, Super Node VIN3.3v, Weemos VIN5v - 3.3Logic, Adafruit Huzzah VIN5v-3.3Logic Sparkfun Thing VIN5v - 3.3Logic, ou ESP8266 VIN3.3v nua (como contanto que você possa programá-lo. Não vou entrar em detalhes sobre a configuração de uma placa de programação para um ESP8266 vazio, portanto, as placas com capacidade USB mencionadas podem ser as mais fáceis.) Observe os requisitos necessários na imagem acima.
• AMS1117-3.3v e resistor de 10k (para placas de 3.3v) - Este é um regulador de energia de 3.3v. Observe as opções acima mencionadas de dispositivos ESP e as tensões listadas ao lado deles. Se você tiver um sistema VIN 3.3volt, o AMS1117-3.3v é necessário. O ESP8266 vazio é 3.3v.
• Sensor Hall e resistor de 10k --- eu uso a variedade 3144. Embora eles sejam classificados para 4,5 V e acima, tive ótimos resultados com o trilho de 3,3 V. Eu uso um resistor de 10k para redefinir o gatilho "vazando" a tensão de volta (puxar o padrão para baixo).
• (5) LEDs (e resistores opcionais) --- Use o que encontrar. As classificações de um LED exigem um resistor para evitar que uma corrente constante flua livremente através do LED e seja semelhante a um curto-circuito. Observe as páginas de dados do LED com a classificação de energia SUSTENTADA. Para "Modulação por largura de pulso, PWM" ou piscando rápido, os LEDs podem suportar uma pequena variação na tensão, portanto, o resistor é opcional em um sistema de 3,3 V. Eu gosto do branco superbrilhante de 3 mm ou 5 mm, ~ 3.4v @ 20mA. Se você usar um LED vermelho, esteja ciente de que as classificações de tensão podem ser significativamente mais baixas, 1,8 V @ 20 mA, portanto, os resistores podem ser uma boa precaução. (tensão_rail - LED_voltage) / Amperes = resistência necessária. ou seja, (3.3v-1.8vLED = 1.5v) dividido por.02A ou 20mA = resistor de 75 Ohms recomendado. (Observação: o melhor tutorial de resistor de que me lembro é de um tutorial do Raspbery Pi que estava assistindo-- https:// www. youtube.com/watch?v=ZNNpoLFbL9E&t=227 … mais ou menos na marca de 2:40 - é uma grande epifania de aprendizado! Desenhei o círculo acima para referência.)
• Carregador de parede 5v barato --- usei um antigo de um telefone. Vamos abri-lo e jogar solda nele. Um barato de uma loja do dólar seria adequado.
• Bobinas de carregamento sem fio --- Eu uso algo assim ou assim. É pequeno, mas muito eficaz. O ESP8266 usa algo em torno de 300mA ao transmitir sem fio. Maior não é necessário - apenas mais caro. … Além disso, um capcitor alinhado com a tensão DC estabilizará a carga quando a demanda for maior.
• Capacitor eletrolítico de 100uF 16v - A voltagem deve ser de pelo menos 5v. Qualquer coisa acima de 5v ficará bem. Um limite de 16 V é exagero, mas também barato e fácil de encontrar.
• Ímã-- Eu tinha alguns ímãs de neodímio espalhados, mas qualquer ímã deveria funcionar.
• Ventilador - usei um ventilador barato da loja local por US $ 12 a US $ 18 durante a temporada de verão. Os estilos e tamanhos são ilimitados, com exceção da sala de hardware. Quanto maior o ventilador, mais fácil é inserir o hardware. Um ventilador muito pequeno parecerá mais, "Ghetto Frankenstein", enquanto o hardware está sendo montado do lado de fora. Observe que este ventilador possui os enrolamentos necessários para que o controle de velocidade do ventilador funcione.
• Controle de velocidade do ventilador (opcional) - É diferente de um interruptor de parede - dimmer de luz incandescente. Os controles de velocidade do ventilador alteram os comprimentos de onda da eletricidade para otimizar a indutância que conduz dentro de um motor CA. Encontre o controlador de velocidade do ventilador correto para o seu ventilador. Se não estiver usando um controlador de velocidade do ventilador, você deve ligar a alimentação do barramento de 5 V separadamente. --Alguns podem preferir isso, pois permite que você desligue o POV e continue usando o ventilador.
• Tubulação retrátil - e / ou isolador de fio de escolha. Já vi tinta bem espessa, calafetagem de silicone, fita isolante e cola quente usadas como isolamento de fios. Nas partes giratórias, é importante manter o peso baixo.
• Super-Glue - Super Glue é mais leve que Hot Glue e ajuda a manter o peso baixo nas peças rotativas.
• O menor e mais leve fio isolado que você pode encontrar. (fio do cabo do telefone, fio do cabo Ethernet, fita do HDD do barramento ATA recuperada, …)

Ferramentas:

• Segurança em primeiro lugar - Alguns óculos de segurança são sempre bons. Não se meta nem um pouco em seus olhos neste projeto.
• Luvas de couro - você deve sempre usar luvas de couro ao perfurar qualquer coisa. Luvas de tecido podem se desfazer e ficar presas na broca facilmente, quebrando e quebrando os dedos e / ou a broca.
• Ferro de solda, fluxo e solda
• Drill e / ou Dremel
• Cortadores e descascadores de fios
• Arma de cola quente - minha filha é a "Ninja da arma de cola quente". Acho que ela pode literalmente consertar qualquer coisa com ele.
• Chave de fenda - para desmontar o ventilador.
• Testador elétrico
• Lixa - Se você tiver uma lixa de unha, tudo bem. Só precisamos desbastar os LEDs para que fiquem mais opacos. Supercola e bicarbonato de sódio funcionam da mesma forma.

Etapa 1: seu ponto de vista precisa de energia - há opções

Existem duas opções para alimentar a parte POV do ventilador. Você pode querer que o POV seja ligado com a ventoinha por padrão, ou você pode querer ligar o POV apenas algumas vezes.

A OPÇÃO 1 é não usar o controlador de velocidade variável. Basta ramificar a energia que entra na ventoinha para um interruptor separado que liga o POV. Isso é autoexplicativo. Esta pode ser uma opção melhor para ventiladores menores que não têm muito espaço dentro da caixa para o controlador de velocidade variável.

A OPÇÃO 2 é substituir a chave de três velocidades por um controlador de velocidade variável. Use a alimentação após o controlador de velocidade para ligar o POV sempre que o ventilador estiver ligado. Isso DEDICARÁ seu fã como um sinal de ponto de vista. Isso pode ser o que você deseja se não quiser que todo mundo pegue emprestado seu esforço o tempo todo para refrescar um quarto enquanto dormem. Usei essa opção no ventilador de caixa mostrado acima.

Acho que HÁ uma terceira opção. Você poderia fazer as duas coisas, ramificar a alimentação POV da linha de alimentação de entrada para um switch E usar um controlador de velocidade variável apenas para ter melhor controle da velocidade do ventilador.

Etapa 2: usando o controlador de velocidade variável

Antes de fazer qualquer coisa, conecte seu ventilador na parede e coloque-o na configuração mais alta. Depois de definir a configuração mais alta do ventilador, retire o plugue da parede. Deixe a chave na posição mais alta e puxe o botão para fora. Isso nos ajudará a encontrar o fio correto para o controlador de velocidade do ventilador.

Os controladores de velocidade variável precisam ter o ventilador configurado na velocidade mais alta. Uma chave de ventoinha de caixa típica (a chave original que você substituirá) tem um fio vindo da fonte de alimentação (extremidade da tomada) e três fios indo para diferentes partes do enrolamento do motor do ventilador. Um dos três fios entre o switch e o motor do ventilador coloca o ventilador em sua configuração mais alta. Você precisa descobrir qual fio é a configuração de velocidade mais alta do ventilador e etiquetá-lo. Os outros dois fios serão desnecessários e podem ser isolados e / ou tampados. Agora, você pode substituir a chave de três velocidades pelo controlador de velocidade variável usando o fio etiquetado.

Alguns ventiladores podem ter uma pequena caixa branca adjacente ao switch. Não mexa com isso. É mais provável que seja o capacitor e o sensor térmico que aciona o ventilador.

Eu queria mudar a chave desse ventilador há muito tempo porque nosso cachorro de rua adotado mastigou o botão e mudou para o botão que você vê na foto acima. Meu ventilador pegou uma chave de fenda Phillip nº 2 para remover facilmente a grade frontal do ventilador. Uma vez que a grade fosse puxada, eu poderia facilmente chegar ao interruptor. Rotulei os fios como na imagem acima para mantê-los organizados. Coloquei uma listra na linha Neutra, "N" e pontilhei as outras linhas.

Depois de rotular os fios, você pode desligar o interruptor. Use um ohmímetro para ver qual fio vai para o enrolamento de maior velocidade do motor. O meu era o fio nº 1.

Etapa 3: controle o seu ESP8266 (opcional)

OK, eu gosto de organizar meus projetos apenas para garantir que não tenham nenhuma surpresa. Coloco todas as minhas coisas em uma placa de ensaio e a executo.

ESP-12F As três primeiras ilustrações acima são os pinos ESP-12F nus. A primeira ilustração é para programar a placa. A segunda ilustração mostra apenas as conexões do ventilador. Você pode usar os dois ou apenas programá-los e colocar os segundos anexos sozinhos.

Super Node A quarta e quinta ilustração usa a placa Super Node. Você pode simplesmente programar esta placa também e eliminar alguns interruptores e um FTDI no ventilador. Observe que não coloquei o capacitor necessário na ilustração. Você ainda precisará de um para obter energia estável.

NodeMCU A terceira opção é super simples. Use um NodeMCU ou equivalente (Huzzah Feather, Weemos, Sparkfun Thing, …) e elimine todos os interruptores e reguladores de 3,3v. A diferença é o custo do NodeMCU, que é quase três a quatro vezes o custo de um ESP-12F vazio.

Etapa 4: programe o ESP8266

Vejamos o código.

Existem algumas bibliotecas necessárias neste esboço. Eles serão necessários em seu IDE do Arduino. A maioria deles pode ser adicionada a partir do "Gerenciador de bibliotecas" no IDE do Arduino. Vá para o IDE do Arduino e abra "Ferramentas >> Gerenciador de Biblioteca". O mais importante é o WifiManager da tzapu.

#include //https://github.com/esp8266/Arduino

#incluir

#incluir

#incluir

#include //https://github.com/tzapu/WiFiManager ESP8266WebServer server (80); #incluir; WiFiUDP UDP;

Observe que há muitos comentários no código, portanto, ele pode ser facilmente seguido.

Eu também mudei várias linhas do uso de conexão Wifi simples para o WifiManager mais dinâmico. Eu deixei as linhas de conexão de ip estático, mas comentei-as. Além disso, tenho o servidor NTP acessado a cada 24 horas, em vez de acessar o servidor a cada loop. Seu servidor NTP irá bloqueá-lo como um vírus TSR se você acessá-lo com muita frequência.

Pode parecer um pouco confuso com todo o código extra comentado. Sinta-se à vontade para deletar o código comentado. Eu deixei lá para opções.

Mencionarei as linhas mais importantes.

Na linha 42, o "hall_interval" é declarado. O intervalo do hall é o tempo entre a troca da mensagem de texto. É definido em 10 segundos. A cada dez segundos, o sensor Hall lê a velocidade de rotação do ventilador e ajusta o texto de acordo. Também alterna entre a hora, o texto 1 e o texto 2. Isso pode ser alterado conforme sua preferência.

Na linha 52, você pode querer alterar o servidor NTP do qual se conectará e obterá seu tempo.

O crédito deve ser dado onde o crédito é devido! Criei meu primeiro POV usando um Altoids Tin, um ATTiny85 e algum cabo de telefone. Na Linha 131, menciono a fonte original do conceito de letras POV. Eu mudei o código significativamente para ser mais eficiente para este projeto, mas ele não teria existido sem este início.

Nas linhas 291-365, a página da web com as bibliotecas jquery é induzida. As bibliotecas Ajax são trazidas de um recurso externo, portanto, pode ser melhor certificar-se de que estejam atualizadas.

Na linha 498, a senha do WifiManager deve ser alterada para refletir o que você deseja. Esta é a senha necessária para configurar o POV Fan apenas na primeira vez.

Fique à vontade para navegar pelo restante do código. Se você estiver no modo breadboarding, pode descomentar as linhas de feedback serial para depuração.

Depois de fazer o upload do esboço para o ESP8266, você deverá ver outro ponto de acesso Wifi em seu telefone ou laptop chamado POV_Fan. Conecte-se a ele, abra um navegador da web e digite o endereço IP na barra de endereços "192.168.4.1". Você deve conseguir conectar o ventilador ao roteador Wifi da rede doméstica. Você perderá a conexão com o POV_Fan. Não entre em pânico. Agite um ímã para frente e para trás sobre o sensor Hall - da frente para trás. Seu POV_Fan estará se conectando ao servidor NTP e obtendo a hora (pode demorar um minuto). Você deve ver os LEDs piscando.

Etapa 5: Prepare-se para fazer seu Frankenstein

Junte tudo, sim !!!!!

Ponha sua criatividade em ação para esta parte. Quando você removeu a grade frontal de seu ventilador, provavelmente notou que não há muito espaço entre a frente do conjunto de pás do ventilador e a grade. A primeira foto incluída acima mostra um ventilador com uma porca segurando a lâmina no eixo do motor. A segunda foto mostra um leque com uma lâmina de leque moldada no fuso.

Consegui remover o conjunto da lâmina com a porca e usar todo o espaço vazio atrás das lâminas também - muito bom! Eu deveria ter feito mais. Usei um Super Node, então tive que colocar todos os outros componentes ao redor do fuso.

O segundo conjunto de lâminas foi difícil porque o eixo central estava muito próximo da grade. Eu tive que rebaixar alguns componentes. Eu gostaria de ter usado a borda externa do conjunto da lâmina interna para colocar os componentes em vez de tentar usar a frente. Eu usei um ESP-12F que era um pouco menor. Isso funciona bem. Também incluí os componentes de programação para que pudesse ajustá-los mais tarde, se eu quisesse.

Regras de noivado

• Tente considerar o equilíbrio do ventilador. Coloque um componente de contrapeso nos LEDs e no sensor Hall. Se você achar que seu ventilador vibra muito, use algo para contrabalançar as lâminas (um pequeno parafuso, um pouco de fita adesiva, bolas de cola quente, o que for …).
• Quanto mais longe do centro do ventilador, mais força centrífuga estará no componente. Proteja-os bem.

Etapa 6: Proteja seus LEDs e seu sensor Hall

Para soldar os LEDs, usei uma broca 1/4 e medi em linha reta 1,5cm em uma placa 2x4. Os LEDs ficavam neles e eu era facilmente capaz de soldá-los em uma matriz. Acho que 1 cm seria melhor já que as letras tendem a ser muito altas e alongadas em 1,5 cm.

Meça sua lâmina e use uma broca de 3/16 polegadas para fazer os furos. Os LEDs devem se encaixar bem nos orifícios e ser muito seguros. Use lixa na parte frontal dos LEDs para tornar a luz difusa melhor. Também gosto de usar supercola e bicarbonato de sódio para colar os LEDs no lugar e criar uma difusão melhor da luz. Supercola também é leve em comparação com cola quente.

Na outra extremidade do conjunto do ventilador, faça ou perfure três pequenos orifícios para o sensor de hall. Observe na imagem que o sensor Hall é perpendicular ao curso da lâmina. Mais uma vez, prenda bem os fios. Passe-os pelos orifícios no conjunto da lâmina para estabilidade.

Etapa 7: Solde o produto final

Coloque as bobinas o mais próximo possível, sem tocar. Um par de recortes em um CD-ROM antigo é um bom espaçador se você precisar calçar as bobinas. Como as bobinas estão no meio do conjunto de pás do ventilador em rotação, não há muita força centrífuga. Você pode usar cola quente com confiança.

Eu usei um cabo USB (barato, não é um bom programador) para alimentar a bobina na grelha. Lembre-se de que as linhas de força para um cabo USB padrão de quatro fios são vermelhas e pretas. As linhas branca e verde são linhas digitais.

Finalize sua solda. Já que embarquei no meu, apenas instalo um componente de cada vez. Sem pressa. Certifique-se de que os LEDs estejam conectados na ordem correta. O LED nº 1 deve ser o mais externo.

Quando terminar de soldar, coloque um ímã no caminho do sensor Hall. Você deseja que ele fique o mais próximo possível do sensor Hall durante a rotação, sem atingi-lo.

Etapa 8: Acenda

Assim que seu Ventilador estiver completo, ligue-o!

Se você já configurou seu ventilador para o Wifi, deverá ver o endereço IP no POV do ventilador. Pode demorar um minuto para se conectar ao Wifi. Vá para um navegador da web e digite o endereço IP na barra de endereços. O texto irá mudar magicamente para os dois textos que você digitou.

FEITO!!!