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BitBastelei #373 – uPoff – Akkusparen für Batterieanwendungen

BitBastelei #373 - uPoff - Akkusparen für Batterieanwendungen

(2 GB) 00:31:06

2020-02-23 11:00 🛈

Vor einiger Zeit hatte ich bei meiner Soundbox eine kleine Transistorschaltung gebastelt, welche dem genutzten ESP8266 nur dann Strom zuführt, wenn ein Taster gedrückt wurde. Im Anschluss kann der ESP seine Aufgaben erledigen und am Ende sich selbst den Strom wieder abschalten. Da so der Stromverbrauch deutlich geringer ist verbessert sich die Batterielaufzeit massiv. Diese Schaltung habe ich nun in eine Platine gegossen und erweitert. Mit einer RTC ist es nun zusätzlich zum manuellen Wecken auch möglich sich nach einer definierten Zeit wecken zu lassen um so z.B. auch ohne manuellen Trigger alle paar Stunden Präsenz und Akkuzustand übermitteln zu können. Der Verbrauch liegt mit ~10µA (0,01mA) deutlich unter den 1,3mA, welche ein unmodifizierter NodeMCU im Deep-Sleep erreicht.

Boarddaten und Software: https://github.com/adlerweb/uPoff

BitBastelei #234 – WS2812B (Neopixel) Uhr

BitBastelei #234 - WS2812B (Neopixel) Uhr

(132 MB) 00:38:13

2017-03-12 11:00 🛈
Die WS2812B, auch bekannt als Neopixel, sind RGB-LEDs mit internem Steuer-IC, welche sich über einen einzelnen Datenpin kaskadieren und separat ansteuern lassen. Als in meinem Feed ein Angebot für ¼-Kreise mit 15 dieser LEDs durchtickerte war der Plan schnell klar: 4 ¼-Kreise á 15 LEDs macht 60 LEDs. Passend für eine Uhr. Mal schauen, ob es auch funktioniert.
Zur Zeithaltung kommt ein DS3231 zum Einsatz – ein I²C-Chip, welcher speziell für Uhren gedacht ist und genauer funktioniert als die internen Taktgeber der üblichen µCs.

Inhalt:

  • 00:00 LED-Module & Aufbauplan
  • 08:22 LED-Test mit Adafruit-Library
  • 12:32 Warum RTC statt Systemtakt / millis()?
  • 17:05 Blick auf die Software
  • 34:13 Uhr in Aktion

Code:

/**
 * NeoClock
 * 
 * Clock using 60 WS2812B/Neopixel LEDs and DS3231 RTC
 * 
 * Libraries needed:
 *   * Adafruit NeoPixel (Library Manager) - Phil Burgess / Paint Your Dragon for Adafruit Industries - LGPL3
 *   * Rtc by Makuna (Library Manager) - Michael C. Miller
 *   * Arduino Timezone Library (https://github.com/JChristensen/Timezone) - Jack Christensen - CC-BY-SA
 *   * Time Library (https://github.com/PaulStoffregen/Time) - Paul Stoffregen, Michael Margolis - LGPL2.1
 */

#include <Adafruit_NeoPixel.h>
#ifdef __AVR__
  #include <avr/power.h>
#endif

#if defined(ESP8266)
#include <pgmspace.h>
#else
#include <avr/pgmspace.h>
#endif

#include <SoftwareWire.h>  // must be included here so that Arduino library object file references work
#include <RtcDS3231.h>

#include <Time.h>        //http://www.arduino.cc/playground/Code/Time
#include <Timezone.h>    //https://github.com/JChristensen/Timezone

#include <EEPROM.h>

//Central European Time (Frankfurt, Paris)
TimeChangeRule CEST = {"CEST", Last, Sun, Mar, 2, 120};     //Central European Summer Time
TimeChangeRule CET = {"CET ", Last, Sun, Oct, 3, 60};       //Central European Standard Time
Timezone CE(CEST, CET);

TimeChangeRule *tcr;        //pointer to the time change rule, use to get the TZ abbrev
time_t utc;

SoftwareWire myWire(8, 9);
RtcDS3231<SoftwareWire> Rtc(myWire);

#define PIN 6

unsigned long lastMillis = millis();
byte dimmer = 0x88;
byte hmark = 0;

byte ohour=0;
byte ominute=0;
byte osecond=0;

boolean fader=true;

Adafruit_NeoPixel strip = Adafruit_NeoPixel(60, PIN, NEO_GRB + NEO_KHZ800);

void setup() {

  Serial.begin(115200);
  
  strip.begin();
  strip.show(); // Initialize all pixels to 'off'

  Rtc.Begin();

  Rtc.Enable32kHzPin(false);
  Rtc.SetSquareWavePin(DS3231SquareWavePin_ModeNone); 

  if (!Rtc.GetIsRunning())
  {
      Serial.println("RTC was not actively running, starting now");
      Rtc.SetIsRunning(true);
  }

  if (!Rtc.IsDateTimeValid()) 
  {
      // Common Cuases:
      //    1) the battery on the device is low or even missing and the power line was disconnected
      Serial.println("RTC lost confidence in the DateTime!");
  }

  byte eechk = EEPROM.read(0);
  if(eechk == 0xAA) { //Assume this is our config and not a fresh chip
    dimmer = EEPROM.read(1);
    hmark = EEPROM.read(2);
    fader = EEPROM.read(3);
  }

  timeSync();
}

void calcTime(void) {
  utc = now();
  CE.toLocal(utc, &tcr);
  ohour = hour(utc);
  ominute = minute(utc);
  if(osecond != second(utc)) {
    osecond = second(utc);
    lastMillis = millis();

    if(ominute == 0 && osecond == 0) {
      //Every hour
      timeSync();
    }
  }
}

void addPixelColor(byte pixel, byte color, byte brightness) {
  color *= 8;
  uint32_t acolor = brightness;
  acolor <<= color;
  uint32_t ocolor = strip.getPixelColor(pixel);
  ocolor |= acolor;
  strip.setPixelColor(pixel, ocolor);
}

void drawClock(byte h, byte m, byte s) {  
  strip.clear();
  
  addPixelColor(m, 1, dimmer);

  if(hmark > 0) {
    for(byte i = 0; i<12; i++) {
      addPixelColor((5*i), 2, hmark);
    }
  }

  h %= 12;
  h *= 5;
  h += (m/12);
  addPixelColor(h, 2, dimmer);
  // 0x RR GG BB

  if(fader) {
    byte dim_s1 = dimmer;
    byte dim_s2 = 0;
    byte px_s2 = s+1;
    if(px_s2 >= 60) px_s2 = 0;
    unsigned long curMillis = millis()-lastMillis;
    if(curMillis < 250) {
      dim_s2 = 0;
      dim_s1 = dimmer;
    }else{
      dim_s2 = map(curMillis, 250, 1000, 0, dimmer);
      dim_s1 = dimmer - map(curMillis, 250, 1000, 0, dimmer);
    }
    
    addPixelColor(s, 0, dim_s1);
    addPixelColor(px_s2, 0, dim_s2);
  }else{
    addPixelColor(s, 0, dimmer);
  }
  
  strip.show();
}

byte rounds = 0;

void loop() {
  calcTime();

  if(rounds++ > 100) {
    Serial.print(ohour);
    Serial.print(":");
    Serial.print(ominute);
    Serial.print(":");
    Serial.println(osecond);
    rounds = 0;
  }
  
  drawClock(ohour,ominute,osecond);

  delay(10);
  
  chkSer();
}

void timeSync(void) {
  RtcDateTime dt = Rtc.GetDateTime();
  setTime(dt.Hour(),dt.Minute(),dt.Second(),dt.Day(),dt.Month(),dt.Year());
    
  Serial.print("Synced to: ");
  Serial.print(dt.Year());
  Serial.print("-");
  Serial.print(dt.Month());
  Serial.print("-");
  Serial.print(dt.Day());
  Serial.print("-");
  Serial.print(dt.Hour());
  Serial.print("-");
  Serial.print(dt.Minute());
  Serial.print("-");
  Serial.println(dt.Second());
}

void timeSave(void) {
  utc = now();
  
  RtcDateTime store = RtcDateTime(year(utc), month(utc), day(utc), hour(utc), minute(utc), second(utc));
  Rtc.SetDateTime(store);

  Serial.print("Synced to: ");
  Serial.print(year(utc));
  Serial.print("-");
  Serial.print(month(utc));
  Serial.print("-");
  Serial.print(day(utc));
  Serial.print("-");
  Serial.print(hour(utc));
  Serial.print("-");
  Serial.print(minute(utc));
  Serial.print("-");
  Serial.println(second(utc));
  
}

void setBrightness(byte brightness) {
  dimmer = brightness;
}

void chkSer(void) {
  unsigned int iy;
  byte im,id,iH,iM,iS;
  
  if(!Serial.available()) return;

  switch(Serial.read()) {
    case 'b':
      setBrightness(Serial.parseInt());
      Serial.print(F("Brightness changed to: "));
      Serial.println(dimmer);
      EEPROM.put(0, 0xAA);
      EEPROM.put(1, dimmer);
      break;
    case 't':
      iy = Serial.parseInt();
      im = Serial.parseInt();
      id = Serial.parseInt();
      iH = Serial.parseInt();
      iM = Serial.parseInt();
      iS = Serial.parseInt();
      setTime(iH,iM,iS,id,im,iy);
      Serial.println(F("System time changed"));
      break;
    case 'f':
      fader = false;
      EEPROM.put(0, 0xAA);
      EEPROM.put(3, 0);
      Serial.println(F("Fader off"));
      break;
    case 'F':
      fader = true;
      EEPROM.put(0, 0xAA);
      EEPROM.put(3, 1);
      Serial.println(F("Fader on"));
      break;
    case 'm':
      hmark = Serial.parseInt();
      EEPROM.put(0, 0xAA);
      EEPROM.put(2, hmark);
      Serial.println(F("HMark changed"));
      break;
    case 's':
      timeSync();
      Serial.println(F("Synced RTC to System"));
      break;
    case 'S':
      timeSave();
      Serial.println(F("Synced System to RTC"));
      break;
    default:
      Serial.println('?');
  }
}

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