49.6元DIY 一个 micropython 的多功能无线电子钟
看大神如何自己动手做无线电子钟!
一直想用micropython做点好玩的东西,但是因为时间问题,一直没有开始做。前一段时间用ESP8266做了一个多功能的电子钟,它具有时间显示、温湿度采集、气压采集、网络校时、网络查看等多种功能。数据记录在ESP8266内部的flash中,定时采集并保存,即使断电也可以通过锂电池继续采集数据。
使用到的元件有:DHT11温湿度传感器,约3元
DS1307时钟 + EEPROM模块,约3元
BMP280气压传感器,6元
水银开关,0.1元
ESP8266开发板,15元
TM1637数码管模块,20元,
TP4056锂电池充电,0.5元
5x7cm万用板,1元
CH2插座、导线、排针、排母若干,1元,共计49.6
BMP280可以换成的BMP180(BMP180已经停产),因为可能大家还有以前剩下的BMP180模块,接口都是I2C,换个库就可以。数码管使用了大号数码管模块,上面有4个1.8寸的数码管,这样远处也可以看的比较清晰。数码管需要4.5V以上才能点亮。
水银开关是用来作为数码管方向检测,可以自动识别正反,如果不需要这个功能就可以不用。
总成本约50元。大家可以根据自己的需要,增加其它传感器和功能,比如声音(噪声)、光线、太阳能供电等。
元件一览
因为元件不多,所以没有单独做板,所有元件都焊接到一个万用板上,传感器使用排母连接,可以随时取下。焊接好的效果图如下:
全部传感器插上后的效果:
连接数码管模块、电池后的效果
运行效果
电源
系统通过ESP8266模块的USB供电,它也是编程调试接口,系统可以使用手机的USB充电器供电。
工作原理
连接USB后,还可以给锂电池充电。USB断电后,由锂电池继续供电。但是锂电池电压较低,不足以点亮数码管,因此关闭数码管显示,但是可以继续采集传感器数据。
通过ADC采集系统电压,当USB输入是5V,锂电池供电最高4.2V,通过电压就可以判断是USB供电还是锂电池供电。需要注意ESP8266的ADC最高输入电压是1V,因此需要进行合适的分压。ESP8266模块上已经有两个100K和220K电阻进行了分压,可以满足最高3V输入电压,考虑到USB是5V电压,还需要外加一个电阻。
在USB供电时,可以通过Wifi连接到网络,并通过网络进行校准时间。ESP8266还可以作为主机,通过计算机、手机浏览器打开就可以查看当前传感器参数。更进一步,还可以通过浏览器设置系统参数,比如设置传感器采集时间间隔、控制传感器的开关、设置传感器校准参数等。
GPIO分配
ESP8266的GPIO比较少,需要合理分配:
此外,为了让ESP8266可以通过RTC唤醒,GPIO16需要连接到RST上。
简单的测试程序
网络部分还没有加上
-
from machine import Pin, I2C, RTC, ADC
-
led = Pin(2, Pin.OUT, value=1)
-
import machine
-
import time
-
-
import bmp280
-
import dht
-
import TM1637
-
import DS1307
-
-
i2c=I2C(sda=Pin(5), scl=Pin(4))
-
ds=DS1307.DS1307(i2c)
-
adc = ADC(0)
-
rtc = RTC()
-
b = bmp280.BMP280(i2c)
-
dht11 = dht.DHT11(Pin(14))
-
-
dir_pin=Pin(4, Pin.IN, Pin.PULL_UP)
-
-
def getDir():
-
dir_pin=Pin(4, Pin.IN, Pin.PULL_UP)
-
dir = dir_pin()
-
-
return dir
-
-
tm=TM1637.TM1637(dio=Pin(13), clk=Pin(12))
-
-
def init():
-
rtc.irq(trigger=rtc.ALARM0, wake=machine.DEEPSLEEP)
-
t = (adc.read() + adc.read()) // 2
-
if t > 450:
-
for i in range(4):
-
tm.showDP(i)
-
time.sleep_ms(500)
-
tm.showDP(i, 0)
-
-
-
init()
-
-
old = 99
-
while 1:
-
sec=ds.Second()
-
t = (adc.read() + adc.read()) // 2
-
if t < 450:
-
rtc.alarm(rtc.ALARM0, 2000)
-
machine.deepsleep()
-
else:
-
if sec!=old:
-
old=sec
-
min=ds.Minute()
-
hour=ds.Hour()
-
if (sec%10) > 3: # Time
-
tm.shownum(hour*100+min)
-
tm.showDP(1,sec%2)
-
tm.showDP(2,sec%2)
-
elif (sec%10) > 1: # Temperature
-
t = round(b.getTemp())
-
tm.clear()
-
if t < 0:
-
tm._dat(0, 0x40)
-
t = -t
-
if t > 85:
-
t = 85
-
tm.showbit(t//10, 1)
-
tm.showbit(t%10, 2)
-
tm._dat(3, 0x39)
-
else: # Humidity
-
try:
-
dht11.measure()
-
time.sleep_ms(100)
-
h = dht11.humidity()
-
if h > 100:
-
h = 100
-
tm.clear()
-
if h==100:
-
tm.showbit(1, 0)
-
tm.showbit(h//10, 1)
-
tm.showbit(h%10, 2)
-
tm._dat(3, 0x76)
-
except:
-
pass
-
-
time.sleep_ms(50)
DIY还没有完成,程序还需要进一步改进,加上网络功能、server功能、数据保存等。等最后完成后,会逐步整理出来,在github上和大家分享。如果有网友需要PCB可以点击阅读原文留言,超过5个网友就会去做板,可以免费提供空的PCB。