Crocodile Solar Pool -anturi: 7 vaihetta (kuvilla)

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

Tämä opas näyttää kuinka rakentaa melko erityinen allasanturi, joka mittaa altaan lämpötilan ja lähettää sen WiFi -yhteyden kautta Blynk -sovellukseen ja MQTT -välittäjään. Kutsun sitä "Crocodile Solar Pool Sensoriksi". Se käyttää Arduino -ohjelmointiympäristöä ja ESP8266 -korttia (Wemos D1 mini pro).

Mikä tässä projektissa on niin erikoista?

• Ulkonäkö on vain loistava
• Täysin riippumaton virtalähteistä (aurinkopaneeli syöttää LiPo -akkua)
• Pienitehoinen ESP8266 WiFi -liitetty anturi
• Pikemminkin erittäin tarkka lämpötila -anturi
• Lämpötilan ja jännitteen tiedonsiirto Blynk APP: lle matkapuhelimeesi
• Lähettää myös "viimeksi päivitetyn" aikaleiman Blynk APP: lle
• Lämpötilan ja jännitteen tiedonsiirto MQTT -välittäjälle
• Celsius ja Fahrenheit vaihdettavissa
• Voidaan ohjelmoida uudelleen

Taitotasosi: keskitasosta kokeneeseen

Tarvikkeet

Tätä rakennetta varten sinun on tiedettävä, miten työskentelet seuraavien kanssa:

• Arduino IDE (ohjelmointiympäristö)
• juotin
• pora
• terävä veitsi
• epoksi liimaa
• kuuma liima
• teollinen suihkevaahto
• spray väri

Vaihe 1: Tarvittavat komponentit

Näitä asioita tarvitaan tämän mukavan allasanturin rakentamiseen:

• Krokotiilipää (vaahdotettu muovi) löytyy täältä: Amazon: Crocodile Head
• TAI vaihtoehtoisesti: Veneen kuori (Aliexpress). Katso vaihe 6.
• ESP8266 Wemos D1 mini pro: (Aliexpress)
• Aurinkopaneeli 0,25W 45x45mm: (Aliexpress)
• ** MUOKKAA yhden vuoden käytön jälkeen: Suosittelen vahvasti käyttämään vahvempaa akkua, kuten 18650 (esimerkki: Aliexpress)
• Akkulaturi TP4056: (Aliexpress)
• Vedenpitävä lämpötila -anturi DS 18b20: (Aliexpress)
• 22 AWG -lanka (Aliexpress)
• Piirilevyn prototyyppi 5x7cm (Aliexpress)
• 220 ohmin ja 4,7 kOhm: n vastukset
• lyhyt USB -MicroUSB -kaapeli

lisäksi:

• Eristävä vaahtotiiviste @ DIY -markkinoilla tai täällä: (Amazon)
• Vedenpitävä maali @ DIY -markkinoilla tai täällä: (Amazon)
• Filler primer spray @ DIY market tai täältä: (Amazon)
• Nestemäinen epoksi vedenpitävälle pinnoitteelle @ DIY -markkinoilla
• Kuuma liima

Saatat joutua käyttämään 3D -tulostinta tulostamaan vedenpitävän kannen USB -portille.

Vaihe 2: Elektroniikka

Ajattelin, että on helpointa aloittaa joillakin näistä yleismaailmallisista DIY -prototyyppipiirilevyistä, ja huomasin, että 5x7 cm on aivan täydellinen tähän tarkoitukseen.

Rakennusvaiheet:

1. Valmistele D1 mini pro ulkoisen antennin käyttöä varten:

   1. Juotamaton 0 ohmin vastus keraamisen antennin vieressä
   2. Käännä 0 ohmin vastusta alaspäin ja juota liitäntä ulkoiseen antenniin (hyvä selitys löytyy täältä - vaihe 5)
2. Aseta osat ja päätä asettelu piirilevyn prototyypille ennen juottamisen aloittamista
3. Juotos tapit D1 mini pro -laitteeseen
4. Juotos pysäytystapit prototyyppikortille
5. Juotos laturikortin nastat piirilevyn prototyyppiin
6. Juotos laturikortti nastoihin
7. Katkaise lämpötila -anturin kaapeli 20 cm: n pituiseksi
8. Katso lämpötila -anturin liittäminen yllä olevasta kuvasta
9. Juotoskaapeli aurinkopaneeliin
10. ÄLÄ juota aurinkopaneelin kaapeleita levylle - ne on liimata ensin krokotiilin päähän
11. Noudata yllä olevaa Fritzing -kaaviota juottaaksesi kaikki jäljellä olevat liitännät piirilevyyn
12. Kun kaikki komponentit on kytketty ja juotettu, käytä kuumaa liimaa akun kiinnittämiseen Huomaa: ESP8266: n nukkuminen edellyttää nastan D1 liittämistä tapiin RST. Joskus D1 mini pro aiheuttaa ongelmia sarjaporttiin, jos portti D0 ja RST on kytketty. Käyttämässäni (katso Aliexpress -linkki yllä) ei ollut tätä ongelmaa. Jos kohtaat tämän ongelman, saatat joutua käyttämään hyppyjohtoa tai kytkintä irrottaaksesi kaksi nastaa uuden koodin lataamiseksi. Mutta (!) Silloin sinulla ei ole mahdollisuutta ohjelmoida uudelleen, kun krokotiilin pää on suljettu. Tässä tapauksessa sinun ei myöskään tarvitse tuoda USB -porttia ulos (esim. Porataksesi kolmas reikä).

Vaihe 3: Laitteiston osa 1 (krokotiilipään valmistelu)

Tässä vaiheessa valmistamme krokotiilipään takapuolen saadaksemme tarpeeksi tilaa elektroniikalle. Ja poraamme joitakin reikiä antennille, aurinkopaneelille ja USB -portille. Suunnittelin projektini ensin ilman USB -porttia. Mutta sitten ajattelin, että minun olisi mahdotonta tehdä joitakin ohjelmistopäivityksiä, kun krokotiili on suljettu uudelleen. Siksi päätin käyttää lyhyttä USB-kaapelia micro-USB-USB, jotta ESP8266-kortti voidaan käyttää ulkopuolelta.

• Leikkaa terävällä veitsellä hieman yli 7x5 cm (prototyyppilevyn koko) kovalta pinnalta
• Poista lusikalla pehmeämpi vaahto sisäpuolelta
• Varmista vain, että sinulla on tarpeeksi tilaa kaapeleille ja levyllesi
• Kokeile, sopiiko se ja onko vielä tilaa sen peittämiseen myöhemmin

Poraa nyt kaksi tai kolme reikää päähän:

• aurinkopaneelille
• antennia varten
• (valinnainen) USB -portille myöhempää ohjelmointia varten

Liimaa ja tiivistä nämä reiät kaksikomponenttisella epoksilla (5 minuuttia). Käytä tarpeeksi epoksiliimaa! Varmista, että se on vedenpitävä jälkeenpäin!

1. Liimaa aurinkopaneelin kaapeli päähän ja tiivistä reikä kunnolla
2. Liimaa aurinkopaneeli silmien väliin
3. Liimaa antenniliitäntä päähän ja sulje reikä kunnolla
4. Liimaa USB -liitin ja sulje reikä kunnolla

Jotta vesi ei aiheuttaisi korroosiota USB-porttiin, 3D-painettu pieni suojakorkki.

Vaihe 4: Ohjelmisto

Sinulla on oltava käynnissä oleva Arduino -ympäristö. Jos ei, tarkista tämä.

Laitteiston asennus on suoraviivaista (Macissa):

LOLIN (WEMOS) D1 mini Pro, 80 MHz, salama, 16 M (14 M SPIFFS), v2 Alempi muisti, Ei käytössä, Ei mitään, Vain luonnos, 921600 /dev/cu. SLAB_USBtoUART

Hanki Arduino -koodi täältä: Arduino -koodi Githubissa

Koodi lähettää akun lämpötilan ja jännitteen Blynkille. Lataa vain Blynk -sovellus matkapuhelimeesi ja luo uusi projekti. Blynk lähettää sinulle todennustunnuksen tälle projektille. Kirjoita tämä tunnus Settings.h -tiedostoon. Oletusasetukset lähettävät

• lämpötila VIRTUAALINEN PIN 11
• jännite VIRTUAALISEEN PIN 12
• viimeisin päivitetty aikaleima VIRTUAL PIN -koodiin 13

mutta nämä nastat on helppo vaihtaa koodiin. Pelaa vain kaikkien Blynk -widgetien avulla käyttämällä V11, V12 ja V13 - se on hauskaa. Jos olet uusi tässä, lue vain ystäväni Debasishin ohje - suurin osa tästä selitetään vaiheessa 19.

Ohjelmisto on myös valmis käyttämään MQTT -välittäjää.

Asetuksissa.h on globaali muuttuja nimeltä MQTT. Tämä on asetettava arvoon true tai false riippuen siitä, käytätkö MQTT: tä vai et.

Minun tapauksessani käytän MQTT-välittäjää (Orange PI Zero, Mosquitto, Node-Red) ja kojelautaa, jossa kaikki anturitietoni tulevat yhteen. Jos olet uusi MQTT: ssä, anna Googlen auttaa sinua määrittämään se.

Jos tunnet MQTT: n, olen melko varma, että ymmärrät koodin.

Vaihe 5: Laitteiston osa 2 (tiivistys uudelleen)

Tässä vaiheessa meidän on pakattava kaikki elektroniikka (ladattu ja testattu ohjelmisto) ja suljettava krokotiilimme vatsa uudelleen. Itse näen kaksi mahdollista ratkaisua:

1. Käytä akryylilasia ja liimaa se epoksiliimalla, joka on vesitiivis vatsaan. Käytä lämpötila -anturikaapelissa vedenpitävää kaapelikanavaa (olen pahoillani, etten valinnut tätä vaihtoehtoa - kävin läpi, suosittelen lämpimästi menemään tällä tavalla.)
2. Käytä teollista vaahtoa ja täytä raot uudelleen ja käytä sitten vedenpitävää maalia tiivistämiseen. Ja viimeistele se täyteaineella ja maalilla.

Joten päätin vaihtoehdosta 2. Vaiheet ovat seuraavat:

1. Juotos aurinkopaneelin kaapeli levyyn
2. Liitä antennikaapeli
3. Liitä USB -kaapeli ESP8266 -korttiin (EI latauslevyyn)
4. Purista kaikki kaapelit ja levyt reikään
5. Jätä 5-10 cm lämpötila-anturikaapelia riippumaan
6. Käytä teollista vaahtoa kaikkien aukkojen täyttämiseen (varo - vaahto laajenee voimakkaasti)
7. Anna sen kuivua ja leikkaa vaahto sen jälkeen terävällä veitsellä
8. Käytä nyt vedenpitävää maalia (käytetään kattojen kiinnittämiseen) ja maalaa se kaikkialle
9. Anna sen kuivua ja käytä täyteainesuihketta kovan kuoren muodostamiseksi (sinun on tehtävä tämä kerta toisensa jälkeen)
10. TÄRKEÄ MUOKKAUS (muutaman viikon kuluttua vedessä): Levitä kaksi tai kolme kerrosta nestemäiseen epoksiin, jotta saat todella vedenpitävän pinnoitteen.
11. Anna kuivua - VALMIS!

Vaihe 6: Vaihtoehtoinen koontiversio

Koska ensimmäinen krokotiilirakenne on edelleen suosikkini, minun on myönnettävä, että valitsin väärän akun (liian heikko). Valitettavasti en voi enää vaihtaa akkua, koska se on suljettu crocs -runkoon.

Siksi päätin tehdä toisen ratkaisun veneenä rungona, jotta pääsisin tarvittaessa paremmin käsiksi elektroniikkaan ja akkuun.

Muutokset:

• Shell (https://www.aliexpress.com/item/32891355836.html)
• LiIon -akku 18650
• 3D -tulostettu insertti kahden levyn kiinnittämiseen (ESP8266 ja laturimoduuli)

Vaihe 7: Liite: Lisänäytöt/anturit

Jos haluat ylittää poolitietojen näyttämisen vain Blynk -sovelluksessa, voit myös lähettää sen MQTT -välittäjälle. Tämän avulla voit käyttää useita muita mahdollisuuksia näyttää altaasi (tai muita) tietoja eri laitteilla. Yksi olisi Node Red Dashboard Raspberry Pi: llä (katso kuva yllä) tai LED -matriisinäyttö. Jos olet kiinnostunut LED -matriisista, löydät koodin täältä:

Muuten yhdistin tämän projektin Solar Weather Station -asemaan, mukaan lukien tämän projektin Zambretti -sääennuste:

Tämän Solar Weather Stationin inspiraation sai intialainen ystäväni Debasish. Löydät hänen ohjeen täältä:

Ensimmäinen palkinto anturikilpailussa