Propagatorin termostaatti ESP8266/NodeMCU: n ja Blynkin avulla: 7 vaihetta (kuvien kanssa)

2024 Kirjoittaja: John Day | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2024-01-30 09:03

Ostin äskettäin lämmitetyn levittimen, jonka pitäisi auttaa kukkien ja vihannesten siementen itämisessä aikaisemmin. Se tuli ilman termostaattia. Ja koska termostaatit ovat melko kalliita, päätin tehdä oman. Koska halusin käyttää tätä tilaisuutta leikkiä hieman Blynkin kanssa, perustin termostaatin ESP8266/NodeMCU -kehityskorttiin, jonka olin makaamassa.

Aiemmissa projekteissa käytin sivustoja, kuten instructables.com, paljon inspiraatiota ja apua aina, kun jäin jumiin. Ei ole muuta kuin oikeudenmukaista tehdä pieni panos itse, joten tässä on ensimmäinen opettavainen koskaan!

Vastuuvapauslauseke: Tämä projekti toimii 230 V AC: n jännitteellä, mikä on varsin vaarallista ja mikä tahansa vika voi tappaa sinut. En ole vastuussa mistään vahingoista, loukkaantumisista tai ihmishenkien menetyksistä. Tee tämä omalla vastuullasi

Vaihe 1: Luettelo käyttämistäni asioista

1 NodeMCU V3.0

2 DS18B20 1-johtiminen lämpötila-anturi

1 Relemoduuli

1 LCD1602 I2C -näyttö

3 Värilliset painikkeet

1 158x90x60 kotelo, jossa kirkas kansi

1 5V USB -puhelinlaturi

1 lyhyt USB 2.0 A -uros -uros -uros -5 -nastainen datakaapeli

1 4,7 kΩ vastus

1 vedenpitävä vanerilohko, noin 10x5x2cm

1 pala valkoista muoviputkea, halkaisija 12 mm, pituus 16 cm

1 230V virtajohto pistokkeella

1 230 V naaraspistorasia (2 nastaa)

1 230 V naaraspistorasia (3 nastaa)

1 6 -asentoinen 2 -rivinen riviliitin

1 stereoäänikaapeli, jonka toisessa päässä on 3,5 mm: n stereoliitin

1 3,5 mm stereoliitin naaras

2 M16 -läpivientiholkkiliitintä

1 pala valkoista perspexiä noin 160x90

Ja jotkut liitäntäjohdot, kutisteputki, liima, kaksipuolinen teippi, musta ruiskumaali, PCB -levyn erotinvälikkeet, M3 -pultit ja 1,5 mm/6,5 mm/12 mm/16 mm -pora

Vaihe 2: Termostaatin suunnittelu

Kuten sanottu, termostaatti on rakennettu ESP8266/NodeMCU -kehityskortin ympärille.

Sekä maaperän että levittimen ilman todellinen lämpötila mitataan kahdella lämpötila -anturilla. Näissä antureissa on ns. 1-johtiminen liitäntä, mikä tarkoittaa, että ne voidaan kytkeä rinnakkain yhteen tuloporttiin. Kuten tässä erinomaisessa tietolomakkeessa mainittiin, 1-johtiminen väylä vaatii noin 5 kΩ: n ulkoisen vetovoiman. Käytän 4,7 kΩ: n vastusta anturien signaalilinjan ja NodeMCU: n 3,3 V: n välillä.

Halutun maaperän tavoitelämpötilan nostamiseksi tai laskemiseksi lisätään 2 painiketta ja 16x2 merkin LCD -näyttö, joka antaa palautetta nykyisistä ja tavoitelämpötiloista. Tässä LCD-näytössä on sisäänrakennettu taustavalo. Jotta taustavalo ei palaisi koko ajan, päätin lisätä jonkin koodin näytön himmentämiseksi jonkin ajan kuluttua. Taustavalon aktivoimiseksi lisäsin toisen painikkeen. Lopuksi lisätään relemoduuli, joka kytkee virran kaasun lämmityskaapeliin ja katkaisee sen.

Yllä oleva kuva osoittaa, kuinka nämä komponentit on kytketty päälaitteeseen.

Vaihe 3: Tee termostaatista "Blynk"

Koska tarvitsemme joitain tietoja Blynk -sovelluksesta koodissamme myöhemmin, huolehditaan ensin Blynk -liiketoiminnasta.

Noudata Blynkin aloitusohjeiden kolmea ensimmäistä vaihetta.

Luo nyt uusi projekti Blynk -sovelluksessa. Projektin nimeksi valitsin 'Propagator'. Valitse laiteluettelosta 'NodeMCU', yhteystyyppi on 'WiFi'. Pidän tummasta teemasta, joten valitsin "tumman". OK -painikkeen painamisen jälkeen näyttöön tulee ponnahdusikkuna, joka ilmoittaa, että sähköpostiosoitteeseesi on lähetetty todennustunnus. Tarkista sähköpostisi ja kirjoita tämä merkki, tarvitsemme NodeMCU -koodin myöhemmin.

Napauta nyt näkyvää tyhjää näyttöä ja lisää:

• 2 mittaria (300 energiaa kukin, yhteensä 600)
• 1 SuperChart (900 energiaa)
• 1 arvon näyttö (200 energiaa)
• 1 liukusäädin (200 energiaa)
• 1 LED (100 energiaa)

Tämä kuluttaa täsmälleen ilmaisen vuoden 2000 energiatasapainosi;-)

Yllä olevat kuvat osoittavat, miten näyttö asetetaan näillä elementeillä. Napauttamalla kutakin elementtiä voit säätää yksityiskohtaisia asetuksia (näkyy myös yllä olevissa kuvissa).

Kun olet valmis, aktivoi projektisi valitsemalla Toista -painike. Sovellus ei tietenkään muodosta yhteyttä, koska siihen ei ole vielä mitään yhteyttä. Joten siirrymme seuraavaan vaiheeseen.

Vaihe 4: Koodi, joka saa kaiken toimimaan

Nyt on aika ohjelmoida ESP8266/NodeMCU. Käytän tähän Arduino IDE -sovellusta, jonka voi ladata täältä. Jos haluat määrittää sen ESP8266/NodeMCU: lle, tutustu tähän Magesh Jayakumarin hienoon ohjeeseen.

Propagator -termostaatille luomani koodi löytyy alla olevasta Thermostat.ino -tiedostosta.

Jos haluat käyttää tätä koodia uudelleen, varmista, että päivität WiFi-SSID-tunnuksesi, salasanasi ja koodisi Blynk-valtuutusmerkin.

Vaihe 5: Lämpötila -anturimoduulin rakentaminen

Levittimen pohja täytetään noin 2 cm paksuisella kerroksella terävää hiekkaa tai erittäin hienoa hiekkaa. Tämä levittää pohjan lämpöä tasaisemmin. Mittaakseen "maaperän" lämpötilan oikein päätin käyttää vedenpitävää DS18B20 -lämpötila -anturia. Vaikka levittimeni mukana tuli sisäinen analoginen lämpömittari sisäilman lämpötilan mittaamiseen, päätin lisätä toisen lämpötila -anturin mittaamaan ilman lämpötilan myös sähköisesti.

Jotta molemmat anturit pysyisivät kauniisti paikallaan, loin yksinkertaisen puurakenteen. Otin palan vedenpitävää vaneria ja porasin 6,5 mm: n reiän puolelta toiselle maaperän lämpötila -anturin pitämiseksi, joka johti anturijohdon lohkon läpi. Sen jälkeen porasin vanerilohkon keskelle 12 mm: n reiän noin 3/4 kokonaiskorkeudesta ja 6,5 mm: n reiän sivulta, lohkon puolivälissä, päättyen 12 mm: n reikään. Tämä reikä pitää ilman lämpötila -anturin.

Ilman lämpötila -anturi on peitetty muovisella valkoisella putkella, joka sopii 12 mm: n reiän sisään. Putken pituus on noin 16 cm. Putken alaosaan (jossa anturi on) on porattu useita 1,5 mm reikiä, yläosa on maalattu mustaksi. Ideana on, että ilma putken mustassa osassa lämpenee hieman, nousee ylös ja poistuu, jolloin ilma virtaa anturin ympärille. Toivottavasti tämä johtaa parempaan ilman lämpötilan lukemiseen. Lopuksi välttääksesi hiekan tai hiekan pääsyn anturikaapelien reiät täytetään liimalla.

Anturien liittämiseen käytin vanhaa stereoäänikaapelia, jonka toisessa päässä on 3,5 mm: n stereoliitin. Katkaisin liittimet toiselta puolelta ja juotin 3 johtoa (äänikaapelissani on kuparimaa, punainen ja valkoinen johto):

- molemmat anturien (maadoituksen) mustat johdot menevät audiokaapelin maadoitusjohtoon

- molemmat punaiset johdot (+) menevät punaiseen johtoon

- molemmat keltaiset johdot (signaali) menevät valkoiseen johtoon

Eristin juotetut osat yksitellen lämpökutisteputkella. Käytettiin myös joitakin kutisteputkia pitämään 2 anturin johdot yhdessä.

Valmis lämpötila -anturimoduuli näkyy yllä olevassa 4. kuvassa.

Lämpötila-anturimoduulin valmistuttua se asennetaan lämmitetyn lisälaitteen keskelle käyttämällä kaksipuolista teippiä. Lanka syötetään levitysalustan olemassa olevan aukon (jota minun piti hieman suurentaa, jotta lanka sopisi) kautta.

Vaihe 6: Termostaattimoduulin rakentaminen

ESP8266/NodeMCU, näyttö, rele ja 5 V: n virtalähde sopivat siististi 158 x 90 x 60 mm: n koteloon, jossa on läpinäkyvä kansi.

Tarvitsin pohjalevyn NodeMCU: n, LCD -näytön ja releen asentamiseen kotelon sisään. Ajattelin tilata 3D -tulostetun pohjalevyn, joten loin.stl -tiedoston SketchUpissa. Muutin mieleni ja tein sen itse 4 mm: n valkoisesta perspexistä. SketchUpin avulla loin mallin, joka merkitsi tarkan paikan 3 mm: n reikien poraamiseen. Katso esimerkki.skp -tiedostosta. Komponentit asennetaan pohjalevylle käyttämällä sopivan pituisia välilevyjä.

Porasin reiät painikkeille ja liittimille kotelon sivuille, asensin painikkeet ja liittimet ja johdotin ne erivärisillä johtimilla väärien liitosten välttämiseksi. Johdotin 230V AC -osat huolellisesti. Jälleen: 230 V AC voi olla vaarallista, varmista, että tiedät mitä teet valmistellessasi tätä projektin osaa!

5 V: n virtalähde ja riviliitin pidetään kotelon pohjassa paikallaan kaksipuolisella teipillä.

Johtojen liittämisen jälkeen NodeMCU: han kesti jonkin verran rypistymistä aluslevyn kiinnittämiseksi koteloon joissakin m3 -pulteissa.

Viimeinen toimenpide: aseta läpinäkyvä kansi paikalleen, ja olemme valmiit!

Vaihe 7: Johtopäätös

On ollut todella hauskaa rakentaa tämä termostaatti levittimelleni ja seurata edistymistäni sen rakentamisessa ja tämän ohjeen kirjoittamisessa.

Termostaatti toimii kuin viehätys, ja sen ohjaus ja valvonta Blynk -sovelluksella toimii myös hyvin.

Mutta aina on parantamisen varaa. Ajattelen parantaa lämpötilan säätöä välttämällä liikaa "tavoitteen ylittämistä". Luultavasti aion katsoa niin sanottua PID-kirjastoa.

Toinen idea: voisin lisätä "Over The Air" OTA -vaihtoehdon NodeMCU -ohjelmiston päivittämiseksi tarvitsematta avata koteloa joka kerta.