IoT -kosteusanturi: 12 vaihetta

2024 Kirjoittaja: John Day | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2024-01-30 09:00

Halusin kosteusanturin, joka ilmoittaisi minulle, kun huonekasvit tarvitsevat vettä. Halusin jotain, jota voisin käyttää siementen aloittamiseen ja kypsiä huonekasveja varten. Olen aina huolissani siitä, että olen joko kastellut niitä liikaa tai alle.

Olen työskennellyt jonkin aikaa Arduino -laitteiden IoT -ohjelmistojen parissa. Toisten ohjelmistojen avulla minulla oli melko hyvä käsitys vaatimuksistani.

1. Halusin jotain, jota voisin vilkaista useille laitteille ja määrittää wifi -yhteyden kautta. En halunnut muuttaa asetustiedostoa aina, kun latasin uuteen laitteeseen. En myöskään halunnut laittaa tunnistetietoja tai muita yksityiskohtia koodiin, koska olin aina halunnut jakaa tämän koodin.
2. Halusin myös melko vankan ohjelmistokehyksen, jota voisin muokata tulevia projekteja varten. Tämä on kosteusanturi. Voisin rakentaa liike-/valo-/ääni-/tärinä-/kallistusanturin ja halusin pystyä käyttämään jotakin samaa ohjelmistoa siihen.
3. Lopulta halusin, että tämä olisi paristokäyttöinen ja sellaisena halusin sen kestävän pitkään. Vietin jonkin aikaa selvittääksesi syvän lepotilan, jossa laite viettää suurimman osan ajasta lepotilassa.

Tarvikkeet

Wemos D1 Mini

Kapasitiivinen kosteusanturi

18650 Akku

Positiiviset ja negatiiviset akun liittimet

Liukukytkimet

Pääsy 3D -tulostimeen on myös melko välttämätöntä, vaikka voit löytää muita tapoja liittää ja sijoittaa osat.

Tässä on linkki Thingiverse -viestiini, jossa on kaikki luomani mallit.

Vaihe 1: Hanki ohjelmisto

Julkaisin ohjelmistoni GITHUBille. Se on rakennettu PlatformIO: n avulla

1. Asenna VSCode ja PlatformIO noudattamalla PlatformIO -verkkosivuston ohjeita
2. Lataa laiteohjelmisto GITHUB -repostani. Napsauta Kloonaa tai lataa ja lataa ZIP
3. Pura ja avaa kansio VSCodessa
4. Liitä Wemos D1 tietokoneeseen mikro -USB: n kautta
5. Avaa PlatformIO -paneeli napsauttamalla ulkomaalaista VSCodessa
6. Napsauta Rakenna ja lataa ladataksesi laiteohjelmiston Wemos -taululle

Vaihe 2: Määritä Blynk -projekti anturillesi puhuaksesi

Keskityin kahdenlaisiin palveluihin: MQTT ja Blynk, molemmat ovat valinnaisia.

Blynk on helppokäyttöinen ja edullinen IOT -alusta. Voit luoda sovelluksia enimmäkseen käyttämällä ilmaisia komponenttihyvityksiä. Jos luotot loppuvat, voit ostaa lisää käyttämällä sovellusostoja.

1. Asenna Blynk -sovellus puhelimeesi
2. Luo tili
3. Luo uusi uusi projekti
4. Anna sille nimi ja valitse laitteeksi Wemos D1
5. Hanki Blynk -avain sähköpostistasi, tätä käytetään laitteen määrittämiseen myöhemmin
6. Siirry eteenpäin ja napauta mitä tahansa projektin hallintapaneelissa lisätäksesi komponentin
7. Valitse LCD -näyttö toistaiseksi, mutta voit muuttaa sitä kaavioon tai muihin osiin myöhemmin. Blynkin avulla voit kierrättää komponentteja, joten sinun ei tarvitse huolehtia luottojen tuhlaamisesta
8. Napauta LCD -näyttöä ja aseta nastat. Laiteohjelmisto käyttää kahta virtuaalista nastaa. Ei ole väliä mitä käytät, kunhan käytät samaa sovelluksessasi kuin laiteohjelmistoa myöhemmin

Vaihe 3: Määritä MQTT -palvelu (Home Assistant)

Käytän jo Home Assistantia kotiautomaatiossani ja suunnittelen asetavani ilmoituksia joko kuivuneelle laitokselle tai anturille, joka lopetti raportoinnin (akku tyhjä).

Löydät tietoa HA: n määrittämisestä täältä tai voit perustaa Mosquitto -palvelun MQTT: lle.

Kummassakin tapauksessa haluat tietää IP -osoitteesi, käyttäjätunnuksesi ja salasanasi.

Jos käytät Home Assistantia, asennat anturin MQTT -alustalle, mutta tarvitset sirun. Laiteohjelmisto julkaisee viestin, jonka aihe on [sirun tunnus]/kosteus kosteuslukeman arvon kanssa

Tässä on esimerkkikokoonpano Home Assistantille

state_topic: "ESP6e4bac/kosteus/"

device_class: kosteus

Vaihe 4: Määritä laiteohjelmisto

1. Kun levy nollautuu, se käynnistää Wifi -tukiaseman WifiMoisture
2. Muodosta yhteys puhelimella tai tietokoneella
3. Avaa selain ja siirry kohtaan 192.168.4.1
4. Näet verkkolomakkeen
5. Lisää wifi -tunnuksesi.
6. Voit asettaa uniajan minuutteina, mutta suosittelen, että jätät sen oletusarvoon (laitteen enimmäisarvo)
7. Lisää Blynk Key- ja/tai MQTT -asetukset
8. Paina Lähetä

Voit syöttää Blynk -näppäimiä tai MQTT -tunnistetietoja riippuen siitä, miten haluat seurata kosteutta. Sen pitäisi toimia molempien kanssa, mutta aion käyttää molempia.

Käytän Home Assistantia kotiautomaatiossani ja aion perustaa hälytyksen MQTT: n perusteella, mutta käytän myös Blynkin kaaviota asioiden reaaliaikaiseen seurantaan.

Suosittelen tekemään tämän kokoonpanon, kun Wemos -laite on edelleen kytketty tietokoneeseen ja sarjamittaria käytettäessä. Jos kirjoitit jotain väärin tai sinulla on muita ongelmia, tarvitset sarjalähdön diagnosoimiseksi.

Vaihe 5: Osien tulostaminen

Siirry Thingiverse -viestiini, hanki osat ja tulosta uusin (v2 kirjoitettaessa).

Mikään ei vaadi tukia, mutta varmista, että aukot ovat ylöspäin, joten sinulla ei ole suuria ylitysalueita.

Vaihe 6: Johdot kaikki

Haluat langattaa kaikki johdot ennen kuin asetat ne laatikkoon, mutta joihinkin painettuihin kappaleisiin on koottava johdotuksen aikana. Otamme tämän askel kerrallaan

Vaihe 7: Aloita akusta

Akkukokoonpano on valmistettu painetusta pidikkeestä, positiivisesta ja negatiivisesta liittimestä, kahdesta mustasta johdosta ja yhdestä punaisesta.

Kun olet tulostanut paristopidikkeen, aseta positiiviset ja negatiiviset liittimet kumpaankin päähän kielekkeen ollessa ulospäin.

Käännä paristopidike ympäri, taita kielekkeet ulos ja lisää niihin juotosta

Kierrä kahden mustan langan päät yhteen ja tina ne juotoksella

Tina punaisen langan päätä juotoksella

Juotos sitten mustat johdot negatiiviseen liittimeen (jousella varustettuun) ja punainen johto positiiviseen liittimeen.

Taita lopuksi kielekkeet paikalleen paristopidikkeen sivua vasten.

Vaihe 8: Kokoa kytkin

Tämä laiteohjelmisto on tarkoitettu hyödyntämään akkua mahdollisimman tehokkaasti käyttämällä sirujen Deep Sleep -tilaa.

Laite herää, ottaa ja julkaisee lukeman ja palaa sitten nukkumaan. Jotta siru heräisi, D0: n ja RST: n välille on muodostettu yhteys.

Käytin yhteyden puuttumista kertoakseni laitteelle, että haluat (uudelleen) määrittää sen. Kun käynnistit laitteen ensimmäisen kerran, se siirtyi määritystilaan, koska sille ei ollut jo tallennettu kokoonpanoa. Nyt kun se tapahtuu, jos haluat joskus muuttaa tätä kokoonpanoa, käännä kytkin ja joko virtajakso tai paina nollausnasta.

Huomasin myös, että minun oli joskus katkaistava D0-RST-yhteys, jotta laiteohjelmiston uusi versio vilkkuu. Kytkin toimii myös siihen.

Kytkimen johdotus on yksinkertaista: johdin toisella puolella RST -nastaan ja keskijohto D0 -napaan. Ennen tämän juottamista liu'uta painettu kytkinlohko kytkimen päälle.

Vaihe 9: Juottaa loput liitännät

Nyt kun akkukokoonpano ja kytkinlohko on kytketty, on aika kytkeä kaikki muut liitännät.

1. Juotos punainen johto akusta Wemosin 3,5 voltin nastaan
2. Juotos yksi mustista johdoista akusta Wemosin maadoitusnastaan
3. Juotos lanka, jonka molemmat päät on irrotettu A0 -nastaan. Yhdistämme tämän anturin keltaiseen johtoon
4. Juotos punainen lanka, jonka molemmat päät on irrotettu Wemosin D1 -nastaan. Laiteohjelmisto kääntää tämän KORKEAksi anturin virran kytkemiseksi

Voit vaihtoehtoisesti leikata naaraspuolisen otsikon irti anturista ja juottaa sen suoraan Wemosiin. En tehnyt sitä, mutta siinä ei ole mitään vikaa, kunhan et aio purkaa tätä myöhemmin.

Vaihe 10: Laita kaikki laatikkoon

Yritin tehdä kaikesta sopivan, mutta ei liikaa voimaa, mutta jokainen painatus on hieman erilainen.

1. Aseta Wemos sisään. työnnä ensin usb -pää. Varmista, että se on kauniisti linjassa. Jos sinulla ei ole oikeaa kulmaa, takaosa ei mene helposti sisään.
2. Aseta sitten anturi paikalleen. Kun johdot on jo kytketty, liu'uta ne sisään kulmassa ja paina oikealle, kun se on oikeassa asennossa. Laatikon on pidettävä kiinni johdotuskiinnikkeestä.
3. Työnnä sitten paristopidike paikalleen. Sinun on ehkä taivutettava laatikon seiniä hieman. Hyödynnä sitä, että sen toinen puoli on auki (voin tehdä molemmat puolet auki seuraavassa tarkistuksessa). Etsi kaksi pyöreää tyynyä laatikon pohjasta ja paina paristopidike niihin.
4. Aseta lopuksi kytkin paikalleen laatikon sisäpuolelta. Kierrä kaksi 1,7 mm x 8 mm: n ruuvia sisään ulkopuolelta varmistaaksesi, että painat painettua kytkinlohkoa. Ruuvien tulisi tarttua painettuun lohkoon, mutta muista, että painetut osat ovat pehmeitä ja ruuvit irrottavat reiät helposti.

Kun kaikki on laatikossa, käytä muutama minuutti johtojen järjestämiseen. Voit ehkä liu'uttaa ne paristopidikkeen viereen, mutta johtimesta riippuen, mikä saattaa aiheuttaa sivujen leviämisen.

Vaihe 11: Käynnistä se ja ota ensimmäiset lukemat

Varmista lopuksi, että kytkin on käännetty D0- ja RST -nastojen liittämiseksi ja aseta paristo.

laita kansi päälle ja ruuvaa sisään 6 ruuvia, jotta se pysyy paikallaan (tai älä kansi pidä kiinni vain kitkalla).

Laitteen pitäisi ottaa lukema heti, mennä nukkumaan määritettyyn aikaan ja ottaa sitten toinen.

Nyt kun se on käynnissä, voit luoda kaavion Blynkissä, määrittää ilmoituksen HomeAssistantissa tai minkä tahansa muun vaihtoehdon kosteuden seuraamiseksi ja kasvien hengissä pitämiseksi.

Vaihe 12: Seuraavat toistot

Tulevaisuudessa luultavasti päivitän MQTT -ohjelmiston sanomaan enemmän kuin vain raaka lukema. Yksi blynk -nastoista julkaisee tulkinnan, joten haluan ainakin lisätä sen MQTT: hen. Minun on myös sisällytettävä viimeinen

Aion myös lisätä lukualueen asetussivulle tai rakentaa kalibrointitilan. Ajatuksena olisi, että käytät asetussivua sen asettamiseen kalibrointitilaan. Sitten se suorittaa useita lukemia melko nopeasti peräkkäin pitäen korkeimman "Kuivana" ja alimman "Märänä".

Luulen myös, että voin pienentää laitetta pienemmällä akulla tai pinoamalla joitain osia. Mallin parissa on aina tehtävää.

Lopuksi on muita levyjä Wemos D1 Minin lisäksi, joissa on sisäänrakennettu akun pidike ja/tai laturi. Näiden käyttäminen saattaa säästää tilaa ja estää minua avaamasta koteloa myöhemmin.