สถานีตรวจอากาศออนไลน์ (NodeMCU): 7 ขั้นตอน (พร้อมรูปภาพ)

2024 ผู้เขียน: John Day | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2024-01-30 13:03

ไงพวก! ฉันหวังว่าคุณจะสนุกกับ "Arduino Robot 4WR" ที่สอนได้ก่อนหน้านี้ของฉันแล้ว และคุณก็พร้อมสำหรับอันใหม่แล้ว ตามปกติแล้ว ฉันทำบทช่วยสอนนี้เพื่อแนะนำคุณทีละขั้นตอนในขณะที่คุณสร้างโปรเจ็กต์อิเล็กทรอนิกส์ของคุณเอง

ในระหว่างการจัดทำโปรเจ็กต์นี้ เราพยายามทำให้แน่ใจว่าคำแนะนำนี้จะเป็นแนวทางที่ดีที่สุดในการช่วยเหลือคุณในขณะที่คุณเลือกสร้างโปรเจ็กต์แบบอิเล็กทรอนิกส์ของคุณเอง ดังนั้นเราจึงหวังว่าคำแนะนำนี้จะมีเอกสารที่จำเป็น

โปรเจ็กต์นี้สะดวกมากที่จะทำขึ้นเป็นพิเศษหลังจากได้รับ PCB แบบกำหนดเองที่เราสั่งจาก JLCPCB เพื่อปรับปรุงรูปลักษณ์ของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ของเรา และยังมีเอกสารและรหัสเพียงพอในคู่มือนี้ที่จะช่วยให้คุณสร้างสถานีตรวจอากาศที่สวยงามของคุณได้

เราสร้างโปรเจ็กต์นี้ในเวลาเพียง 2 วันเท่านั้น เพียงวันเดียวเพื่อรับชิ้นส่วนที่จำเป็นทั้งหมดและทำฮาร์ดแวร์และประกอบให้เสร็จ จากนั้นวันหนึ่งเพื่อเตรียมโค้ดให้เหมาะกับโปรเจ็กต์ของเรา จากนั้นเราก็เริ่มการทดสอบและ การปรับ

สิ่งที่คุณจะได้เรียนรู้จากคำแนะนำนี้:

1. การเลือกฮาร์ดแวร์ที่เหมาะสมสำหรับโครงการของคุณขึ้นอยู่กับฟังก์ชันการทำงาน
2. ทำความเข้าใจขั้นตอนการทำงานของสถานีตรวจอากาศ
3. เตรียมแผนภาพวงจรเพื่อเชื่อมต่อส่วนประกอบที่เลือกทั้งหมด
4. ผลิตการออกแบบ PCB ของคุณเอง
5. ประสานชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์กับ PCB
6. ประกอบชิ้นส่วนโครงการทั้งหมด
7. เริ่มการทดสอบครั้งแรกและตรวจสอบโครงการ

ขั้นตอนที่ 1: สถานีตรวจอากาศทำงานอย่างไร

เช่นเคย ฉันเริ่มโครงการด้วยคำอธิบายสั้นๆ นี้ โปรเจ็กต์ของเราใช้บอร์ด NodeMCU dev ซึ่งมีโมดูล WiFi เพื่อเชื่อมต่ออินเทอร์เน็ตอยู่แล้ว เพื่อรับการอัปเดตพยากรณ์อากาศและแสดงบนหน้าจอ OLED ที่เชื่อมต่อ ไปยัง NodeMCU ผ่านพอร์ตการสื่อสาร I²C

เพื่อให้ทั้งหมดนี้เกิดขึ้นโดยไม่มีปัญหา ไลบรารีบางตัวควรรวมอยู่ในซอร์สโค้ด ไลบรารีเหล่านี้มีอยู่ในโอเพ่นซอร์สและคุณสามารถเพิ่มได้โดยตรงจาก Arduino IDE. ของคุณ

สถานีตรวจอากาศจะได้รับข้อมูลเวลาและวันที่จากอินเทอร์เน็ต และเพื่อที่จะทำคุณลักษณะดังกล่าว เราจำเป็นต้องจัดเตรียม NodeMCU ให้กับเว็บไซต์จากตำแหน่งที่จะอัปโหลดพยากรณ์อากาศและข้อมูลวันที่ตามเวลา ทั้งหมดนี้จะอธิบายไว้ในส่วนซอฟต์แวร์ของงานนำเสนอนี้

ขั้นตอนที่ 2: แผนภาพวงจร

โปรเจ็กต์นี้เป็นโปรเจ็กต์พื้นฐานที่ไม่ซับซ้อน ฉันใช้แพลตฟอร์มออนไลน์ easyEDA เพื่อเตรียมไดอะแกรมวงจรนี้ซึ่งมีส่วนประกอบที่จำเป็นทั้งหมดสำหรับโปรเจ็กต์นี้ และบางส่วนเพิ่มเติม เช่น ออดสำหรับสัญญาณเตือนและเอาต์พุต LED บางตัวที่คุณสามารถมี PDF รูปแบบของแผนผังหรือรูปแบบ-p.webp

ขั้นตอนที่ 3: การทำ PCB

หลังจากเตรียมวงจร ฉันได้แปลงแผนภาพวงจรนี้เป็นการออกแบบ PCB แบบกำหนดเองด้วยรูปทรงเมฆเพื่อให้เหมาะกับธีมโครงการของเรา ทั้งหมดที่เราต้องการในตอนนี้คือการออกแบบวงจรนี้ ดังนั้นฉันจึงย้ายไปที่ JLCPCB ซึ่งเป็นผู้ผลิต PCB ที่ดีที่สุดและราคาถูกที่สุดเพื่อให้ได้สิ่งที่ดีที่สุด บริการผลิต PCB JLC เป็นผู้ผลิต PCB มืออาชีพที่มีอุปกรณ์ขนาดใหญ่ การจัดการที่เข้มงวด และคุณภาพที่เหนือกว่า เช่นเคย สิ่งที่คุณต้องการเพียงแค่คลิกเพื่ออัปโหลดไฟล์ GERBER ของการออกแบบ PCB และตั้งค่าพารามิเตอร์การผลิต แทนที่จะรอเพียงสามวันเพื่อรับสินค้า

อย่างที่คุณเห็นจากภาพถ่าย PCBs นั้นผลิตออกมาได้ดีมาก และรูปร่างของคลาวด์นี้จะเพิ่มรูปลักษณ์ที่ดีขึ้นให้กับโปรเจกต์ของเรา

ไฟล์ดาวน์โหลดที่เกี่ยวข้อง

คุณสามารถดาวน์โหลด Gerberfile สำหรับวงจรนี้ได้

ขั้นตอนที่ 4: การออกแบบสิ่งที่แนบมา

ฉันใช้มากกว่าซอฟต์แวร์ Solidworks เพื่อออกแบบกล่องหุ้มนี้ โดยเราจะวางชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ จากนั้นจึงผลิตชิ้นส่วนที่ออกแบบผ่านเครื่องตัดเลเซอร์ CNC

คุณสามารถดาวน์โหลดไฟล์ DXF สำหรับส่วนตู้ได้

ขั้นตอนที่ 5: ส่วนผสม

มาทบทวนรายการส่วนประกอบทั้งหมดของโครงการนี้กันดีกว่า เราต้องการ:

★☆★ส่วนประกอบที่จำเป็น (ลิงก์ Amazon) ★☆★

PCB ที่เราสั่งมาจาก JLCPCB

• บอร์ดพัฒนา NodeMCU:
• หนึ่งหน้าจอแสดงผล OLED:
• ตัวเชื่อมต่อ SIL บางตัว:
• ขั้วต่อ USB ขนาดเล็ก:
• ไฟ LED สีขาว 2 ดวง (5mm):
• ตัวต้านทาน 100 โอห์ม:
• อะแดปเตอร์แปลงไฟ DC 5V:
• และส่วนตู้

ขั้นตอนที่ 6: ส่วนซอฟต์แวร์

การตั้งค่าไลบรารี Arduino IDE

ตรวจสอบให้แน่ใจว่าคอมพิวเตอร์ของคุณเชื่อมต่อกับอินเทอร์เน็ตเพื่อให้สามารถเข้าถึงห้องสมุดออนไลน์ได้ เมื่อคุณรัน Arduino IDE แล้ว ให้ย้ายไปร่าง >>รวมไลบรารี่>>จัดการไลบรารี หน้าต่างใหม่จะปรากฏขึ้นเพื่อแสดงไลบรารีที่คุณมีและไลบรารีอื่น ๆ ที่คุณสามารถดาวน์โหลดได้ ตรวจสอบให้แน่ใจว่าคุณได้ดาวน์โหลดไลบรารีทั้งสามนี้แล้ว แสดงผ่านรูปภาพด้านบนและคุณสามารถค้นหาโดยใช้ชื่อเหล่านั้น (ดาวน์โหลดเวอร์ชันเดียวกับของฉัน)

• ไลบรารีแรกคือจอแสดงผล OLED ซึ่งจะอำนวยความสะดวกในการควบคุมหน้าจอแสดงผลโดยใช้บอร์ด NodeMCU
• ไลบรารีที่สองจะช่วยให้คุณมีซอร์สโค้ด NodeMCU
• ไลบรารีที่สามคือไลบรารีสตรีมมิ่งออนไลน์ เนื่องจากข้อมูลอินเทอร์เน็ตเป็นข้อมูลขนาดใหญ่บิตสำหรับ MCU ในการตีความ ดังนั้นไลบรารีนี้จะช่วยแบ่งข้อมูลขนาดใหญ่ของอินเทอร์เน็ตออกเป็นเฟรมขนาดเล็ก

หลังจากมีไลบรารีที่เหมาะสมแล้ว คุณย้ายไปที่ตัวอย่าง IDE และเรียกใช้การสาธิตสถานีตรวจอากาศ ดังที่คุณเห็นในภาพด้านบน ไลบรารีที่ดาวน์โหลดทั้งหมดที่รวมอยู่ในโปรแกรมนี้ ขั้นตอนต่อไปที่เราต้องทำคือการใส่รหัส WiFi และรหัสผ่าน ต่อไปเราจะย้ายไปที่เว็บไซต์ openweathermap ซึ่ง NodeMCU จะได้รับการอัปเดตการคาดการณ์

หลังจากสร้างบัญชีในเว็บไซต์นี้แล้ว คุณจะมีคีย์ API เฉพาะของคุณ ดังนั้นเพียงแค่คัดลอกและวางลงในโค้ดสาธิต

สิ่งที่คุณต้องการต่อไปคือรหัสตำแหน่ง ดังนั้นให้กลับไปที่เว็บไซต์ openweathermap และเลือกประเทศของคุณ และในแถบเครื่องมือที่อยู่เว็บไซต์ คุณจะพบรหัสตำแหน่งที่ต้องการ ดังนั้นเพียงแค่คัดลอกและวางลงในรหัสของคุณ ขั้นตอนสุดท้ายในตอนนี้คือการอัปโหลด รหัสไปยัง NodeMCU ของคุณและหากคุณยังไม่รู้วิธีใช้บอร์ด NodeMCU กับ Arduino IDE ให้ตรวจสอบวิดีโอนี้เพื่อแนะนำคุณ

ขั้นตอนที่ 7: การประกอบและการสาธิตฮาร์ดแวร์

ตอนนี้ทุกอย่างพร้อมแล้ว เรามาเริ่มบัดกรีส่วนประกอบอิเล็กทรอนิกส์ของเรากับ PCB กัน และในการทำเช่นนั้น เราต้องใช้หัวแร้งและลวดบัดกรี

อย่างที่คุณเห็น การใช้ PCB นี้ง่ายมากเนื่องจากมีการผลิตคุณภาพสูง และอย่าลืมฉลากที่จะแนะนำคุณในขณะที่ทำการบัดกรีส่วนประกอบแต่ละชิ้น เพราะคุณจะพบฉลากของแต่ละส่วนประกอบที่อยู่บนชั้นไหม บอร์ดและด้วยวิธีนี้คุณจะมั่นใจได้ 100% ว่าคุณจะไม่ทำผิดพลาดในการบัดกรี

ฉันได้ประสานแต่ละส่วนประกอบเข้ากับตำแหน่ง เกี่ยวกับ PCB นี้ มันเป็น PCB สองชั้น ซึ่งหมายความว่าคุณสามารถใช้ทั้งสองด้านเพื่อประสานส่วนประกอบอิเล็กทรอนิกส์ของคุณ

ตอนนี้เราประกอบฮาร์ดแวร์เสร็จแล้ว และเมื่อเราเสียบอะแดปเตอร์จ่ายไฟแล้ว แกดเจ็ตจะเริ่มแสดงการพยากรณ์อากาศ

โปรเจ็กต์นี้ทำง่ายมากและน่าทึ่งมาก และเราแนะนำให้ผู้ผลิตทุกคนลองสร้างแกดเจ็ตของตัวเอง แต่ก็ยังมีการปรับปรุงอื่นๆ ที่ต้องทำในโปรเจ็กต์ของเรา เพื่อให้ได้เนยมากขึ้น นั่นคือเหตุผลที่ฉันจะรอ สำหรับความคิดเห็นของคุณเพื่อปรับปรุง