DIY一个micropython的多功能无线电子钟

dcexpert

DIY一个micropython的多功能无线电子钟 [复制链接]

 

 

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
  

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：

ADC	电池电压采集
GPIO14	DHT11
GPIO2	LED
GPIO5	SDA
GPIO4	SCL
GPIO12	CLK/TM1637
GPIO13	DIO/TM1637
GPIO12	水银开关检测

此外，为了让ESP8266可以通过RTC唤醒，GPIO16需要连接到RST上。


原理图

（原理图还没有时间整理出来，等后面补上）。


PCB

待定




简单的测试程序

网络部分还没有加上

1. from machine import Pin, I2C, RTC, ADC
   
2. led = Pin(2, Pin.OUT, value=1)
   
3. import machine
   
4. import time
   
5. 
   
6. import bmp280
   
7. import dht
   
8. import TM1637
   
9. import DS1307
   
10. 
    
11. i2c=I2C(sda=Pin(5), scl=Pin(4))
    
12. ds=DS1307.DS1307(i2c)
    
13. adc = ADC(0)
    
14. rtc = RTC()
    
15. b = bmp280.BMP280(i2c)
    
16. dht11 = dht.DHT11(Pin(14))
    
17. 
    
18. dir_pin=Pin(4, Pin.IN, Pin.PULL_UP)
    
19. 
    
20. def getDir():
    
21.     dir_pin=Pin(4, Pin.IN, Pin.PULL_UP)
    
22.     dir = dir_pin()
    
23.    
    
24.     return dir
    
25. 
    
26. tm=TM1637.TM1637(dio=Pin(13), clk=Pin(12))
    
27. 
    
28. def init():
    
29.     rtc.irq(trigger=rtc.ALARM0, wake=machine.DEEPSLEEP)
    
30.     t = (adc.read() + adc.read()) // 2
    
31.     if t > 450:
    
32.         for i in range(4):
    
33.             tm.showDP(i)
    
34.             time.sleep_ms(500)
    
35.             tm.showDP(i, 0)
    
36. 
    
37. 
    
38. init()
    
39. 
    
40. old = 99
    
41. while 1:
    
42.     sec=ds.Second()
    
43.     t = (adc.read() + adc.read()) // 2
    
44.     if t < 450:
    
45.         rtc.alarm(rtc.ALARM0, 2000)
    
46.         machine.deepsleep()
    
47.     else:
    
48.         if sec!=old:
    
49.             old=sec
    
50.             min=ds.Minute()
    
51.             hour=ds.Hour()
    
52.             if (sec%10) > 3:   # Time
    
53.                 tm.shownum(hour*100+min)
    
54.                 tm.showDP(1,sec%2)
    
55.                 tm.showDP(2,sec%2)
    
56.             elif (sec%10) > 1: # Temperature
    
57.                 t = round(b.getTemp())
    
58.                 tm.clear()
    
59.                 if t < 0:
    
60.                     tm._dat(0, 0x40)
    
61.                     t = -t
    
62.                 if t > 85:
    
63.                     t = 85
    
64.                 tm.showbit(t//10, 1)
    
65.                 tm.showbit(t%10, 2)
    
66.                 tm._dat(3, 0x39)
    
67.             else:              # Humidity
    
68.                 try:
    
69.                     dht11.measure()
    
70.                     time.sleep_ms(100)
    
71.                     h = dht11.humidity()
    
72.                     if h > 100:
    
73.                         h = 100
    
74.                     tm.clear()
    
75.                     if h==100:
    
76.                         tm.showbit(1, 0)
    
77.                     tm.showbit(h//10, 1)
    
78.                     tm.showbit(h%10, 2)
    
79.                     tm._dat(3, 0x76)
    
80.                 except:
    
81.                     pass
    
82.                
    
83.     time.sleep_ms(50)
    
84. 
    

复制代码

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可以留言，超过5个网友就会去做板，可以免费提供空的PCB。

此内容由EEWORLD论坛网友dcexpert原创，如需转载或用于商业用途需征得作者同意并注明出处。欢迎大家大家一起研究，但是严禁XXX公司（暂时不点名了）抄袭。

yjtyjt

做的不错，家里又多了一个电子钟

star_66666

好东西啊

grey27

这些元器件的库哪里可以下载啊？

dcexpert

grey27 发表于 2018-5-31 10:46
这些元器件的库哪里可以下载啊？

忘记写了，在github上的mpy-lib中。

https://github.com/shaoziyang/mpy-lib

fzhlpp

只有仰视的份，我现在51都玩不好，羡慕ing...

tksfbz2

我要PCB。谢谢！

TM1637数码管模块，20元
这个淘宝上没有卖的。


请问哪个店里能把这些配齐啊？
最好你们弄个散件包什么的，我们去买也行。

dcexpert

tksfbz2 发表于 2018-6-25 01:30
我要PCB。谢谢！

TM1637数码管模块，20元
这个淘宝上没有卖的。


请问哪个店里能把这些配齐啊？
...

PCB还没有做。

世界之龙

很棒哦，帖子写的不错，加油加油，以后可以多发这种帖子，对自己也很有帮助，不光能加深自己对知识的理解，还能提高自己的表达能力