На главную
Уличный датчик
Наши гаджеты
Помочь проекту
Web-интерфейс
Проверить свой датчик

Погодный монитор BIM

Представляю вниманию читателей "Монитор погоды" - устройство способное отображать прогноз погоды из интернета на миниатюрном дисплее.

V1.0 V2.3 V2.6
screen screen screen

Идея создания данного устройства родилась когда я проспал, и в спешке, собираясь на работу, оделся не по погоде... Замерз, попал под дождь, сильный ветер... Тогда-то и было решено обзавестись каким-нибудь прибором, показывающим прогноз погоды, расположенным где-нибудь по пути к выходу из квартиры, способным показать актуальную информацию о погоде максимально быстро. Так как утром, обычно, не хватает времени на поиск прогноза погоды в интернете, в смартфоне или переключения каналов телевизора.

Потратив некоторое время на "гугление", я пришел к выводу что прибор который мне нужен нигде не продается, а точнее я вообще не нашел ничего подобного, а может я плохо искал. И так как у меня есть радиолюбительские навыки создания всевозможных электронных приборов своими руками, было решено придумать свой прибор. На тот момент, самодельные устройства было принято подключать к интернету проводом LAN через модуль на микросхеме ENC28J60, или без провода через WiFi модуль ESP8266. Естественно выбор был сделан в пользу последнего. Потому что: во-первых, без проводов в тесной квартире проще разместить прибор, а во вторых, данный WiFi модуль не нуждается в дополнительном микроконтроллере так как уже содержит довольно мощный 32 битный 80 МГц микроконтроллер. Выбор сделан, осталось только придумать схему, написать прошивку, отладить, собрать и прошить... Самые простые действия я уже сделал, вам остается только собрать и прошить.

Устройство работает следующим образом: при включении оно подключается к вашей домашней WiFi сети (или к соседской), скачивает прогноз погоды с сайта http://openweathermap.org и показывает его на небольшом дисплее, затем устройство синхронизирует часы с NTP сервером time.windows.com, далее устройство считывает показания встроенного датчика температуры и также показывает его значение на дисплее. Затем, спустя минуту, устройство уходит в глубокий сон, в целях экономии энергии.

Схема устройства очень простая и доступна для повторения даже начинающему радиолюбителю.

Нажмите на картинку, чтоб увеличить

Schematic
Сердцем устройства является модуль ESP-12E, у него должно быть 8 Мбит (или 1 Мбайт) флеш-памяти, если меньше - прошивка не влезет. Уточните у продавца перед покупкой.

Нажмите на картинку, чтоб увеличить

ESP-12E
Дисплей тоже в модульном исполнении, 2.2 дюймов, SPI, 3.3 вольта. В данный дисплейный модуль встроен преобразователь напряжения 5 -> 3.3 вольта который нужно отключить запаяв перемычку J1 показанную на рисунке.

Нажмите на картинку, чтоб увеличить

ILI9341
Преобразователь USB->UART на микросхеме CP2102 тоже в модульном исполнении. Так как модуль легче паять, чем микросхему, стоимость модуля меньше, и не нужно заморачиваться с обвязкой.

Нажмите на картинку, чтоб увеличить

CP2102
Для зарядки встроенного Li-pol аккумулятора используется микросхема TP4056. Также, по причине низкой стоимости и неохотой заморачиваться с обвязкой применен модуль. Перед установкой модуля с него желательно снять разъем mini/micro-USB, так как он в данном устройстве не нужен. Заряжать устройство будем через micro-USB разъем который на модуле CP2102.

Нажмите на картинку, чтоб увеличить

TP4056
Все модули и остальные дискретные элементы смонтированы на печатной плате. Плата изготовлена по ЛУТ технологии, ее изготовление не должно вызвать трудностей, так как ширина дорожек и расстояние между ними довольно большое.

Нажмите на картинку, чтоб увеличить

board
После сборки, гаджет необходимо прошить. Для этого:
  • 1. Скачайте и установите драйвер для CP2102

  • 2. Скачайте прошивку

  • 3. Скачайте XTCOM UTIL.

  • 4. Включите питание гаджета, нажмите и удерживайте кнопку SETTINGS, затем нажмите и отпустите кнопку RESET, затем отпустите SETTINGS. Этими действиями вы введете гаджет в режим прошивки.

  • 5. Запустите XTCOM_UTIL.

    xtcom_util1

  • 6. В меню Tools выбираем Config device

    xtcom_util2

  • 7. Открываем диспетчер устройств и смотрим номер COM порта к которому подкючен гаджет.

    com port

  • 8. Выбираем COM порт, к которому подключен гаджет, выставляем скорость 115200, жмем Open

    Эта картинка просто промелькнет, если программе удастся успешно соединится с модулем в режиме загрузки прошивки.

    Если вы все же увидите эту картинку и счетчик подключений Try to connect times будет расти, значит что-то пошло не так и лучше начать все заново.

    xtcom_util3

  • 9. Если все прошло гладко, то получим Connect with target OK!

    xtcom_util4

  • 10. Жмем OK, закрываем окошко Config Device, в меню API TEST выбираем Flash Image Download

    Жмем Browse и выбираем файл прошивки и жмем Download

    Начнется процесс прошивки модуля ESP8266

    xtcom_util5

  • 11. По окончание процесса, если все прошло гладко вы увидите Operation Succeeded

    xtcom_util6

    На этом процесс прошивки модуля завершен.


    Переходим к настройке гаджета:
    • 1. Нажимаем и отпускаем кнопку RESET, нажимаем и удерживаем кнопку SETTINGS до тех пор пока на экране гаджета не появится инструкция по входу в режим настроек.


      Нажмите на картинку, чтоб увеличить

      board


    • 2. Берем ноутбук, планшет, или смартфон и подключаем его к сети "WeatherMonitor", пароль по умолчанию "1234567890"

    • 3. Открываем браузер и переходим по адресу 192.168.4.1 (увидеть и "потрогать" страницу настроек можно здесь)

      Нажмите на картинку, чтоб увеличить

      board

    • 4. На странице настроек выберите язык, заполните все поля, расставьте все галочки, отрегулируйте яркость экрана, и нажмите кнопку "сохранить".
      В поле APPID следует ввести ваш APPID полученный при регистрации на сайте openweathermap.org.
    Корпус устройства напечатан на 3d принтере. Так как это мой первый опыт изготовления корпуса таким способом, получился он не очень. "Рисовал" я его в программе SolidWorks 2014, это моя первая работа в этой программе, поэтому получилось с косяками:
    • 1. Отверстия для USB порта в корпусе нет, я просто забыл про него на этапе проектирования.
    • 2. Основная плата плохо держится в корпусе (но это скорее недоработка платы).
    • 3. Плата с кнопками и выключателем в корпус не лезет, пришлось ее распилить пополам.
    • 4. Кнопка RESET не всегда нормально нажимается и наровит съехать со своего места
    • 5. Корпус получился слишком громоздким.
    • 6. Крышка корпуса не подходила, пришлось немного допиливать напильником. В следующей версии я постараюсь избавиться от всех этих огрехов.
      Ну и на последок несколько фоток получившегося гаджета

      Нажмите на фотку, чтоб увеличить. Нажмите вправо/влево чтоб посмотреть следующую фотку

      photos

      Небольшой видеоролик работы гаджета



      [10.04.2017] Прошивка v1.0 (Скачиваний: 13)
      Первая, глюкнутая (не рекомендуется).

      [24.04.2017] Прошивка v1.1 (Скачиваний: 12)
      Если гаджет питается от сети, включен всегда, режим сна не нужен.

      [01.05.2017] Прошивка v1.2 (Скачиваний: 12)
      Можно отключить режим сна, или настроить время, через которое гаджет уснет.

      [13.05.2017] Прошивка v1.3 (Скачиваний: 14)
      Добавлена возможность подключения к скрытой сети, и ввод IP адреса вручную.

      [02.06.2017] Прошивка v2.0 (Скачиваний: 12)
      Появилась возможность подключить беспроводной уличный датчик.

      [04.06.2017] Прошивка v2.1 (Скачиваний: 12)
      Ширина поля с часами теперь равна ширине поля с домиком (на экране).

      [10.06.2017] Прошивка v2.2 (Скачиваний: 12)
      Можно сохранить до 10-и WIFi сетей, монитор погоды сам подключится к одной из них.

      [16.06.2017] Прошивка v2.3 (Скачиваний: 12)
      Существенно переработан дизайн экрана. Все значимое стало крупнее: значения, картинки, часы. Если у Вас есть уличный датчик - в левом верхнем углу отобразится уровень заряда батареи датчика, а справа от температуры, влажности, давления отобразятся синие круги, если эти параметры взяты с датчика. Теперь, если включен режим "без сна" - данные о погоде обновляются каждые три минуты.

      [23.06.2017] Прошивка v2.4 (Скачиваний: 12)
      Если соединение с точкой доступа потеряется, монитор погоды покажет перечеркнутую антенну и попытается восстановить соединение. Если в разумный период времени соединение восстановить не удастся, вместо прогноза погоды отобразятся прочерки, при этом гаджет будет продолжать попытки восстановить соединение.

      [16.07.2017] Прошивка v2.5 (Скачиваний: 13)
      Исправлена некорректная работа страницы настроек во многих известных браузерах. Работоспособность страницы настроек протестирована в браузерах: Google Chrome, Opera, Firefox, Internet Explorer 8-11, Microsoft Edge. В операционных системах: Windows XP, 7, 8.1, 10, Android 4.1, 4.2, 5.0, 6.1, Ubuntu 16.04.

      [10.09.2017] Прошивка v2.6 (Скачиваний: 18)
      Новый дизайн, автор дизайна "почемучка". Добавлен литовский язык, автор перевода "detale". Добавлен эстонский язык, автор перевода "MOHCTEP". Исправлена ошибка, стрелка направления ветра больше не указывает в обратную сторону, спасибо "vladimirk68". Добавлен новый параметр "точка росы" спасибо "m169". Некоторые иконки погоды теперь разные для дневного и ночного режимов.

      Форум
      Схема
      Печатная плата
      Исходники
      Корпус