ESP32 IoT -vesilämmitin: 12 vaihetta

2024 Kirjoittaja: John Day | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2024-01-30 08:59

Cayenne IoT -geyseri (USA: n kuumavesisäiliö) on virransäästölaite, joka auttaa sinua seuraamaan ja hallitsemaan kotitalouksien kuumaa vettä, vaikka olisit poissa kotoa. Sen avulla voit kytkeä geysirisi päälle ja pois päältä, ajoittaa sen päälle/pois päältä tiettyinä aikoina, mitata geyserin lämpötilan, asettaa enimmäislämpötilat jne. Se on suunniteltu korkeapaineisiin sähkögeysereihin, joissa on yksi elementti. Sitä voidaan helposti muokata muille geysirikonfiguraatioille, kuten matalapaineelle, kaksoiselementille jne. Oma geysirini on myös asennettu pystysuoraan.

Turvallisuuden vuoksi pidin mekaanisen termostaatin putkessaan. Mittaan veden lämpötilan kahdella DS18B20 -lämpötila -anturilla, joista toinen on kiinnitetty geysirini pohjaan, elementin alapuolelle ja toinen kuuman veden poistoaukkoon. Älä koskaan irrota mekaanista termostaattiasi turvallisuussyistä. Mekaanisen termostaatin korvaaminen elektronisella anturilla voi olla vaarallista, koska anturi tai mikro -ohjain (laitteisto tai ohjelmisto voi toimia virheellisesti) ja johtaa höyryräjähdyksiin, jotka voivat tappaa ihmisiä.

Tämä projekti liittyy vakavasti SSD -releen liittämiseen geysirielementtiisi. Saatat tarvita pätevän sähköasentajan tekemään sen (lain mukaan). Älä työskentele verkkovirralla, jos olet epävarma siitä.

ESP32 julkaisee tiedot Cayenne IoT Cloud -palveluun MQTT: n kautta. Cayennen kojelaudan avulla voit valvoa ja hallita geyseriasi ja ajoittaa lämmitysajat.

Tarvikkeet:

• ESP32 Wemos lolin tai mikä tahansa muu ESP32. ESP8266 toimii myös, mutta kosketustapin toiminnot eivät toimi. Arduinon, jossa on WiFi, pitäisi myös tehdä
• Puolijohderele (SSR), nimellisarvo 30 ampeeria tai enemmän
• Jäähdytyselementti SSR: lle
• 3 (2 voi tehdä) Dalas -puolijohdelämpötila -anturit, DS18B20.
• Kotelo
• Jotkut hyppyjohdot
• Sähkökaapelit, jotka sopivat geysirisi virtaan
• Riviliittimet
• USB -virtalähde ESP32: lle
• Litiumparisto ESP32: n virransyöttöön, jos verkkovirta on katkaistu.

Vaihe 1: Vaaditut taidot

ESP32 -ohjelmointi Arduino IDE: ssä, kirjastojen asennus

Peruselektroniikka

Tieto verkosta (normaalisti vaihtovirta 110 - 240 volttia)

Jotkut tiedot osoitteesta cayenne.mydevices.com

Vaihe 2: Geysirien lämpöprofiili ja anturin sijoitus

Kuuman veden tiheys on pienempi kuin kylmän veden. Siksi säiliön yläosassa oleva vesi on kuumempaa kuin säiliön pohjassa oleva vesi, koska kuuma vesi nousee. Geyserin ulostulo on myös yleensä ylhäällä ja sisääntulo alhaalla, mikä lisää lämpöprofiilia.

Projektissani käytin kolmea lämpötila -anturia. Yksi alhaalla, yksi ylhäällä ja ympäristön lämpötila -anturi. Muutamien kokeiden perusteella päätin käyttää pohjalämpötila -anturia osoittimena, että säiliö on kuuma. Yläanturin ongelma on, että se nousee muutamalla asteella, kun kuuma kieleke avataan muutaman sekunnin ajan ja säiliön yläosassa voi olla vain vähän kuumaa vettä. Voit päättää käyttää keskiarvoa kahden anturin välillä.

Vaihe 3: Rakenna laitteisto

Liitä SSR PIN 15: een ja GND: hen

Liitä kaikki 3 DS18B20 -anturia: keltainen PIN 16: een, musta GND: hen, punainen 3,3 volttiin. Käytä 4,7 kOhm: n vetovoimaa PIN 16: n ja 3,3 voltin välillä. (Muista, että DS18B20 ovat yksi johdinlaitteita ja useat yhden johdinlaitteet ovat sallittuja yhdellä väylällä tai nastalla).

Kytke uudelleenkäynnistyskosketusjohto TO -kohtaan ja nollaa johto T2 -liittimeen

Älä vielä liitä rakennustasi verkkovirtaan. Älä vielä kiinnitä antureita geysirisi. Sinun on ensin selvitettävä, minkä anturin on mentävä mihin asentoon.

Vaihe 4: Rekisteröidy Cayenne -käyttäjäksi

Tämä ei ole cayenne.mydevices.com -opetusohjelma. Cayenne on mydevices.comin nollahintainen versio

Jos et tunne Cayennea, lisätietoja on osoitteessa

Sinun on ensin rekisteröidyttävä osoitteessa cayenne.mydevices.com ja saat kirjautumistunnuksen ja salasanan.

Lisätietoja cayennesta on saatavilla osoitteessa

On myös tärkeää lukea läpi

developers.mydevices.com/cayenne/docs/cayenne-mqtt-api/#cayenne-mqtt-api-using-arduino-mqtt lisätäksesi cayenne-kirjaston Arduino ID: hen

Vaihe 5: Asenna vaaditut kirjastot Arduino IDE: hen

WiFiManager

ArduinoJson -versio 6.9.0

CayenneMQTT

OneWire

Dallas Lämpötila

ArduinoOTA

Vaihe 6: Lataa ESP32 -luonnos

ESP32 -luonnos sisältää paljon koodia. Se sisältää koodin

1. https://github.com/tzapu/WiFiManager. WiFi -hallintaa käytetään antamaan ESP32: lle tietää, mitä WiFi -tukiasemien kirjautumistiedot ovat. Sitä käytetään myös CayenneMQTT -yksityiskohtien, geyserin lämpötilarajojen tallentamiseen ja kolmen lämpötila -anturin yhdistämiseen sijaintiin (ylhäältä, alhaalta tai ympäristöltä)
2. Cayenne -sovellusliittymän koodi
3. OTA (Over the Air -päivitykset). Voit päivittää laiteohjelmiston WiFi -yhteyden kautta. Sinun täytyy käyttää paikallista WiFi -yhteyttä ja käyttää samaa tietokonetta, jolla käytit alkuperäisen luonnoksen lataamista.

4. DS18B20 -lämpötilalukema.

ArduinoIDE-luonnos on saatavilla osoitteessa

Vaihe 7: Lisää ESP32 Cayenneen

Voit nyt lisätä uuden laitteen.

Kirjaudu sisään osoitteeseen cayenne.mydevices.com. Vasemmalla näet avattavan valikon Lisää uusi …… Valitse Laite/Widget. Sivu avautuu, jos sinun on valittava tuo oma asia. Uusi sivu avautuu MQTT -tiedoillasi. Kirjoita muistiin MQTT -KÄYTTÄJÄNIMI, MQTT -SALASANA, ASIAKKAATUNNUS. Tarvitset tämän kommunikoidaksesi Cayenne MQTT Brokerin (palvelimen) kanssa. MQTT -KÄYTTÄJÄNIMI ja MQTT -SALASANA ovat aina samat, mutta asiakastunnus on erilainen jokaiselle uudelle laitteelle, kuten toinen ESP32, Arduino tai Raspberry PI.

Voit myös antaa laitteellesi nimen tällä lomakkeella.

Vaihe 8: Suorita luonnos

Käynnistä ESP32 uudelleen

Sinun pitäisi nyt nähdä uusi WiFi -tukiasema nimeltä "Slim_Geyser_DEV". (ESP 32 on tukiasematilassa/ ad-hoc- tai hotspot-tilassa) käyttämällä tietokoneesi WiFi-hakua/ -skannausta.

Kirjaudu sisään tähän uuteen tukiasemaan. Salasana/suojausavain on salasana.

Selaimesi pitäisi siirtyä aloitussivulle "192.168.4.1", jos ei, tee se manuaalisesti.

Siirry kohtaan Määritä WiFi

Asetussivun pitäisi nyt avautua. Sen olisi pitänyt skannata automaattisesti Internet -yhteysosoitteesi, valita se, kirjoittaa salasana, Cayenne MQTT -tiedot. Jätä loput ennalleen. Kaikki lämpötila -arvot ovat metrisiä (Celsius -asteita).

Paina Tallenna. ESP32 yrittää nyt muodostaa yhteyden wifi -verkkoon ja Cayenne -palvelimeen.

Katkaise yhteys Slim_Geyser_DEV -laitteeseen ja kytke tietokoneesi kodin tukiasemaan.

Vaihe 9: Cayenne -kojelaudan rakentaminen

Sinun pitäisi nyt kirjautua sisään osoitteeseen cayenne.mydevices.com käyttämällä cayenne -tunnistetietojasi.

Laitteesi pitäisi näkyä vasemmanpuoleisessa valikkorivissä (Mine on Geyser_DEV).

Voit nyt lisätä kaikki anturit ja releen (tai kanavat) hallintapaneeliin napsauttamalla lisäysmerkkejä.

Napsauta kanavan 0 kuvakkeen asetuksia ja muuta nimi "Geyser Bottom TEMP". Valitse sopiva kuvake (lämpötila -anturi) ja valitse desimaalien lukumääräksi 1. Tee sama kanavalle 1, 2, 5, 6

Muuta kanavien 4 ja 8 desimaalien lukumääräksi 0 ja nimeä ne "** Geyser Status (1 = ON, O = OFF) **"

ja "*automaattinen lämmitystila (0 = manuaalinen, 1 = automaattinen)*".

Kanavien 3 ja 7 pitäisi olla painikkeita

Siirry vasemman valikkopalkin Lisää uusi valikkokohta -kohtaan, valitse Laite/Widget> Muokatut widgetit> Painike

Nimeä painike "Kytke geysir päälle/pois", valitse laitteen nimi (Geyser_DEV), DATA = digitaalinen toimilaite, kanava 3, yksikkö = digitaalinen I/O, kuvake = vaihtokytkin. Napsauta Lisää widget.

Tee sama kanavalle 7

Kanava 9 tulee muuntaa liukusäätimeksi

Siirry vasemman valikkopalkin Lisää uusi valikkokohta -kohtaan, valitse Laite/Widget> Muokatut widgetit> Liukusäädin ja valitse oikeat arvot kuten kuvassa.

Voit nyt siirtää widgetejä ympäri.

Vaihe 10: Selvitä antureiden sijainnit

Koska kolme lämpötila -anturia on kytketty samaan nastaan (yksi johdinväylä), sinun on selvitettävä, minkä anturin pitäisi mennä minne.

Tarkista Cayenne -kojelauta ja merkitse kolme lämpötilaa. Niiden pitäisi olla enemmän tai vähemmän samanlaisia. Kuumenna yksi lämpimällä vedellä tai kädellä. Huomaa kojelaudassa lämpenevä anturi. Merkitse anturi vastaavasti. Tee tämä kahdelle muulle anturille.

Vaihe 11: Pelaaminen (testaaminen) kojelautaan

Pelaa kojelaudan säätimillä. Vaihda virtakytkin ja tarkista palaako SSR -merkkivalo. Kytke päälle myös automaattinen lämmitystila, lämmitä pohjaanturi ja katso, onko SSR -kytkin päällä, kun haluttu lämpötila on saavutettu.

Voit nyt liittää 2 anturia geysiriin ja ympäristön lämpötila -anturin sopivaan asentoon. Voit myös liittää SSR: n sähköverkkoon.

Vaihe 12: Geyserin ajoittaminen

Voit nyt ajoittaa päälle/ pois tapahtumia Geyserilläsi

Valitse hallintapaneelista Lisää uusi> Tapahtuma