Transcription

Zbudowałem sobie swoją własną stację pogodową. Wiele elementów do tego projektu zostało wydrukowanych na drukarce 3D. Użyłem Raspberry Pi Pico W, które zostało podpięte pod dużo różnych czujników oraz do internetu, a dzięki temu mogę przesyłać wszystkie te dane do strony internetowej i w bardzo łatwy sposób śledzić pogodę w moim ogrodzie. A ponieważ jest to strona internetowa, to Wy również możecie i potem pokażę Wam, jak możecie sobie sprawdzić pogodę w moim ogródku. Jak pracowałem nad tym projektem, to powoli zacząłem dochodzić do wniosku, że stacja pogodowa to może być właściwie najlepszy projekt, jaki możecie sami móc budować. I znalazłem na to aż 6 powodów. Po pierwsze, ten projekt może być tak prosty i tak skomplikowany, jak tylko chcecie, no bo jeden czujnik temperatury i trochę LED-ów i już macie stację pogodową. Do tego dorzucacie więcej czujników, dorzucacie bazę danych, zbieranie tych danych, wizualizację na stronie internetowej albo nawet aplikację mobilną, możecie zrobić co tylko chcecie, ale próg wejścia jest bardzo niski. Można zacząć w prosty sposób, a potem taką stację rozwijać. Po drugie, wydaje mi się, że mamy tutaj dobry mix pomiędzy oprogramowaniem a hardwarem, ponieważ część projektu trzeba zaprogramować, ale nie tylko, bo trzeba też podjąć trochę kabli na płytce stykowej, polutować protoborda albo nawet zaprojektować własny obwód drukowany. A zarazem nie jest to aż tak skomplikowany projekt, jak robot, chociażby ten z ostatniego filmu. Ramię robota, które nie do końca działało tak, jak tego chciałem. Nie mamy tutaj skomplikowanej mechaniki, aż tak skomplikowanego oprogramowania czy elektroniki, a więc nadal sobie poprogramujecie, nadal zrobicie coś fizycznie, np. polutujecie płytkę, ale nie jest to aż tak skomplikowane, jak budowa całego robota. Do wyboru macie mnóstwo czujników. Czujniki temperatury, wilgotności powietrza, jakości powietrza, prędkości wiatru, deszczu, ciśnienia, wilgotności gleby, co tylko chcecie, a wszystkie te czujniki wcale nie są aż takie drogie i płynnie przechodzimy do kolejnego punktu. Stacja pogodowa wcale nie jest droga w budowie. Myślę, że w kwocie 100 zł możecie się zamknąć z naprawdę całkiem fajną stacją, która ma bardzo dużo funkcji, a jeśli chcecie, to możecie to zbudować taniej, a potem po prostu dorzucić kolejne czujniki, jeśli będziecie czegoś potrzebować. Stacja pogodowa to jest raczej taki stacjonarny projekt, który się nie rusza, a przynajmniej nie powinien i dzięki temu możecie zbudować go na płytce stykowej. Po prostu wpiąć sobie kable bez żadnego lutowania, bez tworzenia protoborda czy własnego obwodu drukowanego. Jeśli dobrze taką płytkę stykową zamkniecie w obudowie, żeby nie została się tam wilgoć, to powinno to działać naprawdę długie lata. To zdecydowanie zmniejsza barierę wejścia dla początkujących. No i na sam koniec stacja pogodowa to jest po prostu użyteczny projekt, który i Wy, i Wasza rodzina możecie codziennie używać. Myślę, że na początku przygody z budowaniem przeróżnych rzeczy warto skupić się właśnie na takich projektach, których możecie używać każdego dnia, bo wtedy nie tylko fajnie będzie je zbudować, ale fajnie jest również ich używać i to napędza do budowy kolejnych rzeczy. Dosyć gadania, czas się wziąć za budowanie. Przeszukałem czujniki, które zebrałem przez ostatnie kilka lat. Jak widzicie jest tego dosyć sporo i wziąłem tylko te, które nadają się do stacji pogodowej. Jeśli chodzi o mikrokontroler, użyłem Raspberry Pi Pico W. Ta wersja ma Wi-Fi, a więc możemy ją podłączyć do internetu. Następnie odpaliłem program Fusion 360 i zaprojektowałem wszystko to, co nie do końca było łatwe do kupienia w Polsce i był to m.in. anemometr. Wszystkie były wyprzedane albo już po prostu niedostępne. Jest to urządzenie do mierzenia prędkości wiatru. Całkiem prosty projekt, a myślę, że wyszedł całkiem fajnie. Zaprojektowałem również obudowę na całą elektronikę. Pierwszy wydruk anemometru z filamentu PETG z dodatkiem włókna węglowego nie wyszedł fajnie, ponieważ adhezja pomiędzy warstwami jest dosyć kiepska w tym filamencie i musiałem to wydrukować jeszcze raz ze zwykłego PETG. No i za drugim razem wyszło idealnie. Do anemometru musiałem dorzucić łożysko i użyłem tego popularnego łożyska 608 i miałem akurat wersję z gumowymi uszczelkami, których się pozbyłem, bo następnie chciałem wyczyścić smar, żeby łożysko obracało się możliwie jak najswobodniej. Spróbowałem izopropanolem, acetonem, gorącą wodą, a ostatecznie to sprężone powietrze zadziałało najlepiej. Jak widzicie, teraz łożysko obraca się bez problemów. Całość złożyłem, łożysko po prostu weszło na wcisk. Od dołu śruba M8, podkładka, żeby dodać trochę dystansu. Jak widzicie, do anemometru dorzuciłem też czujnik magnetyczny, czujnik hala, no i wszystko kręci się idealnie. To działa bardzo dobrze. Pewnie jesteście ciekawi, skąd ja biorę te wszystkie czujniki, silniki, płytki stykowe czy elektronikę. Przeważnie kupuję je po prostu z Chin, np. z AliExpress, bo prawda jest taka, że nawet jeśli kupicie to w Polsce, to jakościowo to się i tak nie będzie wcale różnić, no bo wyjeżdża z tej samej chińskiej fabryki, więc lepiej trochę oszczędzić. A jeśli chcielibyście oszczędzić jeszcze więcej, to w tym pomoże Wam sponsor tego filmu, czyli firma Letyshops. Być może do Waszego kolejnego projektu potrzebujecie tani czujnik ultradźwiękowy albo prosty wyświetlacz alfanumeryczny, a może chcecie zbudować całego robota i potrzebny Wam jest gotowy zestaw, to wszystko kupicie taniej na AliExpress dzięki Letyshops. AliExpress świętuje właśnie swoje 15 urodziny, z tej okazji znajdziecie tam mnóstwo różnych promocji, m.in. na elektronikę, a jeśli podczas zakupów użyjecie Letyshops, to możecie odzyskać aż do 25% wydanych pieniędzy. A jak to wszystko zrobić? Przechodzicie na Letyshops, koniecznie używając mojego linku z opisu, rejestrujecie się, a następnie wyszukujecie AliExpress. Następnie klikacie przejść do sklepu. To ważne, aby aktywować Wasz cashback. Przekieruje Was to na główną stronę AliExpress, gdzie normalnie robicie zakupy i wyszukujecie czego tylko chcecie. Ja akurat potrzebuję podkładkę do drukowania na drukarce Bambulab, więc wyszukuję tą, która mnie interesuje, zamawiam, a Letyshops zwraca mi część wydanych pieniędzy. A więc jeśli planujesz zakupy na AliExpress, to może być bardzo dobry moment, bo nie dość, że są promocje, to jeszcze dostajesz cashback od Letyshops, a jeśli użyjesz linku, który jest w moim opisie pod tym filmem, Twój cashback może zostać powiększony aż czterokrotnie, co myślę, że jest bardzo fajne. Dzięki dla Letyshops za sponsorowanie tego filmu. Pamiętajcie, że wspieranie sponsora tego filmu to również wspieranie kanału Proste Części. A teraz wracamy do stacji pogodowej. Potem wziąłem się za lutowanie protoborda, czy tam płytki uniwersalnej, bo ma to różne nazwy. Wpinacie tam swoje elementy, lutujecie przeróżne kabelki. Jest w tym trochę zabawy i trzeba pilnować, żeby się nie pomylić, ale ostatecznie działa. Mimo wszystko nie polecam takiego podejścia, żeby od razu rzucić się na lutowanie protoborda, ponieważ najpierw powinniście coś takiego połączyć na płytce stykowej i upewnić się, że całe połączenie działa. Ja jednak ten etap pominąłem. Możecie również stworzyć sobie schemat np. w programie Freezing, który jest bardzo łatwy w użytkowaniu i takie schematy wyglądają np. w taki sposób. Dzięki temu są również bardzo proste do zrozumienia dla początkujących. Ja akurat do tego projektu schematu ostatecznie nie zrobiłem, a więc macie tutaj taki pinout, po prostu tak to podłączyłem. Jeśli chcielibyście zrobić coś trochę bardziej profesjonalnego, to polecam Wam program KiCad, w którym możecie zaprojektować schemat, ale również swoją płytkę PCB, którą następnie możecie wyprodukować np. w Chinach, bo jest to tam dosyć tanie. Zamawiajcie taką płytkę, podłączycie swój projekt, lutujecie wszystko i jest elegancko. A skąd ja w ogóle wiem, jak to wszystko połączyć? Bierzecie sobie czujnik, który Was interesuje, np. DS18B20. Bardzo prosty czujnik temperatury. Wpisujecie do internetu nazwę czujnika i mikrokontroler, czyli Raspberry Pi Pico, Arduino SP32, czego używacie, wpisujecie i wyskoczy Wam mnóstwo różnych stron czy blogów, na których ludzie pokazują, jak to podłączyć. Jest bardzo prosty schemat, właśnie taki często z greasinga. Podłączacie to zgodnie z schematem, używacie przykładowego programu, który jest załączony, sprawdzacie, czy czujnik działa i przechodzicie do kolejnego czujnika. I robicie tak 5-6 razy, w zależności od tego, ile macie czujników. I macie gotową stację pogodową. Czyli czujnik hala, który wykrywa obroty anemometru i działa to zadziwiająco dobrze. 12-woltowym panelem fotowoltaicznym ładuje akumulator żelowy, również 12-woltowy, poprzez ładowarkę, która była załączona w komplecie z panelem. Czujnik deszczu, to chyba nawet nie ma nazwy, jest to po prostu taka płytka PCB z małym układem, która jest podłączona do mikrokontrolera no i mam ten lejek, który sobie wydrukowałem na drukarce. Jeśli Ty również chcesz zbudować swoją własną stację pogodową, to na moim Makerworld znajdziesz wszystkie zaprojektowane przeze mnie pliki, a w opisie będzie link, gdzie znajdziesz więcej informacji na temat tego projektu. Do protoborda przylutowałem wszystkie kable oraz złącza, ponieważ wszystkie czujniki będą oczywiście umieszczone poza obudową, no bo mierzenie parametrów pogody w obudowie nie miałoby za bardzo sensu. Z dwóch rezystorów zrobiłem prosty dzielnik napięcia, żeby móc podzielić napięcie z baterii, 12V i móc bezpiecznie zmierzyć je za pomocą Raspberry Pi Pico, jak widać mamy 12V, a po podzieleniu tylko 2. Program do tego projektu wygenerował czat GPT, ja mu po prostu podałem nazwy czujników i do których pinów są połączone i to działało za pierwszym razem, zwracało wartości z wszystkich czujników i to jest super sprawa, ale jeśli chcecie się nauczyć, jeśli taki projekt ma być podstawą do tego, żeby poznać jak działa mikrokontroler, jak działają czujniki i po prostu chcecie coś z tego wynieść i być lepsi w budowaniu przeróżnych projektów DIY, no to nie polecam używać czata GPT. Oczywiście do jakichś konkretnych przypadków, gdzie po prostu utknęliście, nie wiecie jak rozwiązać problem, jasne, to jest super narzędzie, żeby właśnie sobie w takim momencie dopomóc, ale spróbujcie zrobić jak najwięcej sami, bo po prostu nauczycie się i zapamiętacie dużo więcej w ten sposób. Jedyne co jeszcze muszę robić, no to podpinać kable do płytki stykowej, bo takie precyzyjne, manualne czynności przez roboty jeszcze nie są dobrze ogarniane, ale za niedługo pewnie takie roboty jak Optimus czy Atlas będą w tym coraz lepsze, a kiedy już to nastąpi i będą sobie z takimi dokładnymi zadaniami radziły, no to ja właściwie będę bez roboty. Ale do tego jeszcze mamy chwilę. Do tego mamy jeszcze chwilę, to powiedziałem jakieś 3 dni temu i zobaczcie na te nowości ze świata robotyki. To jest robot od Google, który potrafi właśnie precyzyjnie manipulować przeróżnymi rzeczami, robi to w pełni autonomicznie, a to jest robot z Boston Dynamics, który potrafi tak. Niesamowite jak szybko to się wszystko rozwija. Płytkę podpiąłem pod zasilacz i ustawiłem napięcie na 11,6V, stronę internetową, która wyświetlała wszystkie informacje. Jak widać mamy tutaj informacje, że wszystkie czujniki działają oraz napięcie z zasilacza, które jest zmierzone całkiem dokładnie. Zaczynamy. Teraz mam dość duży kawałek drewna i tutaj na górze przyklejam podłącznik do windownika, a na dole będzie okładzina z wszystkimi elektronikami i na górze panel. No a ponieważ na tym etapie serwer już działał i wszystkie dane były przesyłane na stronę, to mogłem sobie po prostu odpalić to na telefonie i zobaczyć, że wszystko działa. Ale właśnie serwer i strona internetowa. Jak ja to wszystko zrobiłem? Już tłumaczę. Dla mnie najważniejszą częścią tego projektu była strona internetowa. Chciałem jak najwięcej kodu wygenerować przez sztuczną inteligencję, konkretnie przez GitHub, Copilota, Visual Studio Code. Do budowy strony użyłem Flaska, Tailwinda, MariaDB i Dockera, do czego było to dla mnie takie ważne? W przeszłości chciałbym stworzyć swoje własne serwisy internetowe, takie powiedzmy mini-startupy i do tego potrzebowałem takiego prostego szkieletu strony internetowej i chciałem sprawdzić, jakby to działało i właśnie w taki sposób mogłem sobie to przetestować, a przy okazji mieć fajną stronkę do wizualizacji danych ze stacji pogodowej. Tak oto wygląda gotowa strona zaprojektowana w stylu neobrutalistycznym, który bardzo mi się podoba. Na górze mamy wszystkie aktualne dane, a poniżej wykresy danymi z 24 godzin, a moim ulubionym wykresem jest ten z aktywnością słoneczną. Fajnie tutaj widać ten kształt, to jak porusza się słońce oraz kiedy zaszło ono za chmurami. Mamy też napięcie na baterii, widać jak to właśnie pokrywa się z aktywnością słoneczną, ciśnienie, wilgotność, temperaturę i prędkość wiatru, a wieje zazwyczaj tylko w dzień, w nocy właściwie nie. Na dole jest jeszcze zdjęcie, trochę informacji o projekcie, no i stopka. I tak oto od jakichś dwóch tygodni działa sobie stacja pogodowa. Jak na razie jest zarówno stacja i serwer bez żadnych problemów, wszystko działa idealnie. Cały czas ładuje się akumulator, działają wszystkie czujniki i wszystkie dane są przesyłane na serwer, gdzie wszystko to jest wizualizowane. A jeśli Wy chcielibyście zobaczyć jaka jest pogoda właśnie w tym miejscu w mojej stacji, to możecie to zrobić na stronie weather.industry.cc Link oczywiście będzie również w opisie. Jest jeszcze tylko jeden problem, a jest to czujnik temperatury. Ma on zakres od 0 do 50 stopni Celsjusza, a więc kiedy są temperatury ujemne, no to niestety nie jestem w stanie tego zmierzyć. Zamówiłem już nowy czujnik i kiedy tylko przyjdzie to zostanie on w stacji wymieniony. Był to trochę błąd, ale nie jedyny, było ich więcej. No i na koniec może wyglądać jakby wszystko było idealnie, ale to nie jest prawda i chciałbym w moich filmach po prostu szczerze Wam pokazać i powiedzieć co zadziałało, a co nie do końca działa tak jakbym sobie tego życzył. Po pierwsze anemometr, który był wydrukowany na drukarce 3D działa świetnie. To jest chyba najlepsza część tego projektu. Bardzo prosty projekt, coś co nie zajęło mi dużo czasu, ale jestem z tego dumny i fajnie to działa. Obudowa również jest wodoszczelna, jak na razie w ogóle nie ma żadnych śladów wody w środku, a więc to jest spoko. To co nie zadziałało do końca tak jakbym chciał, no to użycie Raspberry Pi Pico. Ja zdawałem sobie sprawę, że to może nie być najlepszy wybór. Nie zdawałem sobie sprawy, że będzie to aż tak zły wybór i chodzi tutaj głównie o zużycie prądu. W przypadku tego, którego naprawdę dużo i mimo, że bateria, którą użyłem jest spora, to jeśli przez powiedzmy kilka dni nie byłoby słońca, to ta bateria mimo wszystko się rozładuje, ponieważ Raspberry Pi Pico używa tak dużo prądu. A więc wykorzystanie tutaj jakiegoś Arduino albo ESP32 zdecydowanie byłoby lepszym wyborem, ponieważ łatwiej te mikrokontrolery uśpić i po prostu spowodować, żeby pobierały mniej prądu i wytrzymały dłużej na baterii. No i na koniec strona internetowa. Ja wiem, że dla niektórych to może być overkill, żeby od prostego projektu tworzyć całą stronę i wszystko wizualizować, ale dla mnie to było ważne i to był właśnie zamysł, żeby się nauczyć i przetestować, jak będzie to działać. A dzięki temu, że użyłem AI, to wcale nie zajęło mi to aż tak dużo czasu. No i to by było na tyle. Patrzę w tamtą stronę, bo tam za oknem widzę moją stację pogodową. Tutaj na komputerze widzę wszystkie dane. Jest to naprawdę fajna sprawa, kiedy to wszystko działa. Trochę gorzej, kiedy się na przykład popsuje i trzeba będzie to potem naprawiać. Tu również widać różne zależności pomiędzy temperaturą, nasłonecznieniem, tym, jak ładuje się bateria, tym, jak rośnie wilgotność i kiedy pada deszcz. I chciałbym w przyszłości te wszystkie zebrane dane, które mam nadzieję będę zbierał przez długie miesiące albo nawet cały rok, wykorzystać do tego, żeby wytrenować klasyfikatory, które będą mogły przewidzieć na przykład jaka jest szansa na to, że w ciągu najbliższych kilku godzin spadnie deszcz. To by był również ciekawy projekt taki połączony z data science i machine learningiem, czyli uczeniem maszynowym, co było tematyką moich studiów magisterskich. A więc byłaby to fajna sprawa, żeby to przetestować, kontynuować, a zarazem wykorzystać całe te zebrane dane, których mam nadzieję, że po czasie będzie naprawdę sporo. Bardzo dziękuję Wam za obejrzenie tego filmu. Jeśli interesuje Was taka właśnie tematyka, to zapraszam do subskrypcji kanału Proste Części. Więcej informacji o tym projekcie oraz innych moich projektach znajdziecie w opisie. Zapraszam do zostawienia komentarza i polubienia tego filmu. Do zobaczenia w kolejnym filmie. Cześć! No i nie zapominajmy o sponsorze tego filmu, czyli Letyshops. Link do nich znajdziecie w opisie. Pamiętajcie, że wspieranie sponsora tego filmu to wspieranie kanału Proste Części. Dziękuję Wam bardzo.