DIY -monitoiminen energiamittari V2.0: 12 vaihetta (kuvilla)

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

Tässä ohjeessa näytän sinulle, miten voit tehdä Wemos (ESP8266) -pohjaisen monitoimisen energiamittarin. Tämä pieni mittari on erittäin hyödyllinen laite, joka valvoo jännitettä, virtaa, tehoa, energiaa ja kapasiteettia. Näiden lisäksi se valvoo myös ympäristön lämpötilaa, mikä on tärkeää aurinkosähkökäyttöön. Tämä laite sopii melkein mihin tahansa DC -laitteeseen. Tätä pientä mittaria voidaan käyttää myös akun tai virtapankin todellisen kapasiteetin mittaamiseen tyhjäkuormalla. Mittari voi mitata jännitealueen 0 - 26 V ja maksimivirran 3,2 A.

Tämä projekti on jatkoa aikaisemmalle energiamittarihankkeelleni.

Seuraavassa on aiempaan versioon lisättyjä uusia ominaisuuksia

1. Valvo parametreja älypuhelimesta

2. Automaattinen parametrialue

3. Sähkölaskun seuranta

4. USB -laitteen testeri

Inspiroiduin seuraavista kahdesta projektista

1. Power Monitor” - DC -virta- ja jänniteanturi (INA219)

2. Tee oma virtamittari/loggeri

Haluan kiittää erityisesti kahta edellä mainittua projektin tekijää.

Tarvikkeet:

Käytetyt komponentit:

1. Wemos D1 Mini Pro (Amazon)

2. INA219 (Amazon)

3. 0,96 tuuman OLED -näyttö (Amazon)

4. DS18B20 -lämpötila -anturi (Amazon)

5. Lipo -akku (Amazon)

6. Ruuviliittimet (Amazon)

7. Nainen / mies otsikot (Amazon)

8. Rei'itetty lauta (Amazon)

9. 24 AWG -lanka (Amazon)

10. Liukukytkin (Amazon)

11. USB -urosportti (Amazon)

12. 11. USB -naarasportti (Amazon)

12. PCB -erotukset (Amazon)

13. Aurinkopaneelit (Voltaic)

Käytetyt työkalut ja välineet:

1. juotosrauta (Amazon)

2. Wire Stripper (Amazon)

3. Yleismittari (Amazon)

Vaihe 1: Vaihe 1: Kuinka se toimii?

Energiamittarin sydän on ESP8266 -pohjainen Wemos -levy. ESP8266 tunnistaa virran ja jännitteen käyttämällä INA219 -virta -anturia ja lämpötilaa lämpötila -anturin DS18B20 avulla. Tämän jännitteen ja virran mukaan ESP laskee tehon, energian ja kapasiteetin. Energiankulutuksesta laskutetaan sähkölasku energiahinnan (hinta / kWh) perusteella.

Koko kaavio on jaettu 4 ryhmään

1. Wemos D1 Mini Pro

Wemos -kortille tarvittava teho syötetään LiPov -akusta liukukytkimen kautta.

2. Virta -anturi

Virta -anturi INA219 on kytketty Arduino -korttiin I2C -tiedonsiirtotilassa (SDA- ja SCL -nasta).

3. OLED -näyttö

Nykyisen anturin tapaan OLED -näyttö on myös liitetty Arduino -korttiin I2C -kommunikaatiotilassa. Molempien laitteiden osoite on kuitenkin erilainen.

4. Lämpötila -anturi

Tässä olen käyttänyt DS18B20 -lämpötila -anturia. Se käyttää yksijohtimista protokollaa kommunikoidakseen Arduinon kanssa.

Vaihe 2: Valmistele otsikkotapit

Arduinon, OLED -näytön, virta -anturin ja lämpötila -anturin asentamiseen tarvitset naaraspuolisia suoria otsikoita. Kun ostat suorat otsikot, ne ovat liian pitkiä komponenttien käyttöä varten. Joten sinun on leikattava ne sopivan pituisiksi. Leikkasin sitä nipillä.

Seuraavassa on tietoja otsikoista:

1. Wemos Board - 2 x 8 nastaa

2. INA219 - 1 x 6 nastaa

3. OLED - 1 x 4 nastaa

4. Lämpötila Anturi - 1 x 3 nastaa

Vaihe 3: Juottaa naarasotsikot

Kun olet valmistanut naaraspuoliset otsatapit, juota ne rei'itetylle levylle.

Tarkasta juotosnastan juottamisen jälkeen, sopivatko kaikki osat täydellisesti vai eivät.

Vaihe 4: Juotosruuviliittimet, USB -portti ja kytkin

Juotetaan ensin 3 ruuviliitintä, ruuviliittimiä käytetään liittämään 1. Lähde 2. Kuorma ja 3. Akku

Yläliittimiä käytetään lähde- ja kuormitusliitäntään ja alaosaa, joka on sijoitettu kytkimen puolelle, käytetään akun liittämiseen.

Juotos sitten liukukytkin. Liukukytkin kytkee Wemos -levyn virran päälle ja pois päältä.

Lopuksi juotetaan naaraspuolinen USB -portti. USB -portin asennusjalkojen koko on hieman suurempi kuin rei'itetyn reiän reiät, joten reikä on tehtävä leveämmäksi poralla. Paina sitten USB -portti reikiin ja juota kaikki nastat.

Vaihe 5: Valmistele INA219 -anturi

INA219 -anturin mukana toimitetaan 6 -napainen urosliitin ja ruuviliitin. Urosliittimen nastat on tarkoitettu I2C -liitäntään mikrokontrollerilla ja ruuviliitin virtalähteen liitäntään virran mittaamiseen.

Täällä olen juottanut 6 -napaiset urosnastat INA219: een ja jättänyt ruuviliittimen esteettisen ilmeen huomioon ottamiseksi. Sitten juotan kaksi johtoa suoraan ruuviliittimelle annettuun juotoslevyyn yllä olevan kuvan mukaisesti.

Vaihe 6: Asenna lämpötila -anturi

Tässä käytän DS18B20-lämpötila-anturia TO-92-paketissa. Ottaen huomioon helpon vaihdon, olen käyttänyt 3 -napaista naarasliitintä. Mutta voit juottaa anturin suoraan rei'itetylle levylle.

DS18B20: n nastakaavio on esitetty yllä olevassa kuvassa.

Vaihe 7: Tee piiri

Naarasliittimien ja ruuviliittimien juottamisen jälkeen tyynyt on liitettävä yllä olevan kaavion mukaisesti.

Yhteydet ovat melko suoraviivaisia

INA219 / OLED -> Wemos

VCC -> VCC

GND -> GND

SDA -> D2

SCL-> D1

DS18B20 -> Wemos

GND -> GND

DQ -> D4 4,7 K: n vetovastuksen kautta

VCC -> VCC

Liitä lopuksi ruuviliittimet kaavion mukaisesti.

Olen käyttänyt 24AWG värillisiä johtoja piirin tekemiseen. Juotosjohto piirikaavion mukaisesti.

Vaihe 8: Valmistele akku

Tässä olen käyttänyt 700 mAh: n akkua Wemos -levyn virtalähteeksi. Akku on asennettu piirilevyn takaosaan. Akun kiinnittämiseen olen käyttänyt 3M kaksipuolista teippiä.

Vähän ajatuksia:

1. Jos et halua käyttää akkua, voit käyttää Wemos -kortin virtalähdettä virtalähteellä jännitesäätimen avulla.

2. Voit lisätä TP4056 -latauslevyn LiPo -akun lataamiseen.

Vaihe 9: Väliseinien asennus

Juoton ja johdotuksen jälkeen asenna esteet 4 kulmaan. Se antaa riittävän etäisyyden juotosliitoksille ja johtimille maasta.

Vaihe 10: Ohjelmistot ja kirjastot

1. Arduino IDE: n valmistelu Wemos Boardia varten

Jos haluat ladata Arduino -koodin Wemos -taululle, sinun on noudatettava näitä ohjeita

Aseta oikea kortti ja COM -portti.

2. Asenna kirjastot

Sitten sinun on tuotava kirjasto Arduino IDE -laitteeseen

Lataa seuraavat kirjastot

1. Blynk -kirjasto

2. Adafruit_SSD1306

3. Adafruit_INA219

4. DallasLämpötila

5. OneWire

3. Arduino -luonnos

Kun olet asentanut edellä mainitut kirjastot, liitä alla oleva Arduino-koodi. Kirjoita auth-koodi vaiheesta 1, ssid ja reitittimen salasana.

Lataa sitten koodi.

Vaihe 11: Liitäntä Blynk -sovellukseen

Koska Wemos -kortissa on sisäänrakennettu WiFi -siru, voit liittää sen reitittimeesi ja seurata kaikkia älypuhelimesi parametreja. Tässä olen käyttänyt Blynk -sovellusta älypuhelimen seurantaohjelman tekemiseen.

Blynk on sovellus, joka mahdollistaa täyden hallinnan Arduinolle, ESP8266: lle, Rasberrylle, Intel Edisonille ja monille muille laitteille. t on yhteensopiva sekä Androidin että iPhonen kanssa.

Blynkissä kaikki toimii ⚡️Energia. Kun luot uuden tilin, saat ⚡️2 000 aloittaaksesi kokeilun; Jokainen widget tarvitsee jonkin verran energiaa toimiakseen.

Noudata seuraavia ohjeita:

Vaihe 1: Lataa Blynk-sovellus

1. Androidille

2. iPhonelle

Vaihe 2:

Hanki todennustunnus Jotta voit yhdistää Blynk -sovelluksen laitteistoosi, tarvitset todennustunnuksen.

1. Luo uusi tili Blynk -sovelluksessa.

2. Paina QR -kuvaketta ylävalikkorivillä.

Luo tämän projektin klooni skannaamalla yllä näkyvä QR -koodi. Kun se on havaittu onnistuneesti, koko projekti on heti puhelimellasi.

3. Kun projekti on luotu, Blynk -tiimi lähettää sinulle todennustunnuksen rekisteröidyn sähköpostitunnuksen kautta.

4. Tarkista sähköpostisi postilaatikko ja etsi todennustunnus.

Vaihe 12: Piirin testaus

Kortin testaamiseksi olen liittänyt 12 V: n akun lähteeksi ja 3 W: n LEDin kuormaksi.

Akku on kytketty lähderuuviliittimeen ja LED on kytketty kuormitusruuviliittimeen. LiPo -akku on kytketty akun ruuviliittimeen ja kytke sitten virtapiiri päälle liukukytkimellä. Kaikki parametrit näkyvät OLED -näytössä.

Ensimmäisen sarakkeen parametrit ovat 1. Jännite 2. Virta 3. Teho Toisen sarakkeen parametrit ovat 1. Energia 2. Kapasiteetti 3. Lämpötila

Avaa nyt Blynk -sovellus seurataksesi kaikkia edellä mainittuja parametreja älypuhelimestasi.

Tarkastaakseni tarkkuuden käytin yleismittariani ja testaajaani, kuten yllä on esitetty. Tarkkuus on lähellä heitä.

Olen todella tyytyväinen tähän taskukokoiseen laitteeseen.

Kiitos, että luit Instructable -ohjelman. Jos pidät projektistani, älä unohda jakaa sitä.

Kommentit ja palaute ovat aina tervetulleita.