Grelnik vode ESP32 IoT: 12 korakov

2024 Avtor: John Day | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2024-01-30 12:02

Gejzir Cayenne IoT (rezervoar za toplo vodo v ZDA) je naprava za varčevanje z energijo, ki vam bo pomagala spremljati in nadzorovati toplo vodo v gospodinjstvu, tudi ko niste doma. Omogočal vam bo vklop in izklop gejzirja, razpored vklopa/izklopa ob določenem času, merjenje temperature gejzirja, nastavitev najvišjih temperatur varčevanja itd. Narejen je za visokotlačne električne gejzirje z enim samim elementom. Z lahkoto ga je mogoče spremeniti za druge konfiguracije gejzirjev, kot so nizek tlak, dvojni elementi itd. Moj gejzir je nameščen tudi navpično.

Zaradi varnosti sem mehanski termostat hranil v cevi. Temperaturo vode merim z dvema temperaturnima senzorjema DS18B20, enim pritrjenim na dno gejzirja, pod elementom, drugim pritrjenim na izhod za toplo vodo. Zaradi varnostnih razlogov mehanskega termostata nikoli ne odstranjujte. Zamenjava mehanskega termostata z elektronskim senzorjem je lahko nevarna, saj senzor ali mikro krmilnik (lahko pride do okvare strojne ali programske opreme) in povzroči eksplozije pare, ki lahko ubijejo ljudi.

Ta projekt vključuje resno povezavo polprevodniškega releja z vašim elementom gejzirja. Za to boste morda potrebovali usposobljenega električarja (po zakonu). Ne delajte na omrežju (AC), če niste prepričani.

Vaš ESP32 bo objavil podatke v storitvi, imenovani Cayenne IoT Cloud, prek MQTT. Na nadzorni plošči Cayenne boste lahko spremljali in upravljali svoj gejzir ter načrtovali čas ogrevanja.

Zaloge:

• ESP32 Wemos lolin ali kateri koli drug ESP32. ESP8266 bo prav tako deloval, vendar funkcija pin na dotik ne bo delovala. Prav tako bi moral biti Arduino z WiFi
• Polprevodniški rele (SSR), ocenjen na 30 amp ali več
• Hladilnik za SSR
• 3 (2 možna) polprevodniška temperaturna tipala Dalas, DS18B20.
• Ohišje
• Nekaj mostičnih kablov
• Električni kabli, primerni za tok vašega gejzirja
• Terminalni bloki
• Napajanje USB za ESP32
• Litijeva baterija za napajanje ESP32, če je električno omrežje.

1. korak: Potrebne veščine

Programiranje ESP32 v Arduino IDE, namestitev knjižnic

Osnovna elektronika

Poznavanje omrežja (običajno AC 110 - 240 voltov)

Nekaj znanja o cayenne.mydevices.com

Korak: Termo profil gejzirjev in namestitev senzorjev

Vroča voda ima manjšo gostoto kot hladna voda. Zato bo voda na vrhu rezervoarja vroča od vode na dnu rezervoarja, saj se bo topla voda dvignila. Izhod iz gejzirja je običajno tudi na vrhu, vstop pa na dnu, kar dodatno prispeva k toplotnemu profilu.

V svojem projektu sem uporabil tri temperaturne senzorje. Eden na dnu, eden na vrhu in senzor temperature okolice. Na podlagi nekaj poskusov sem se odločil uporabiti senzor spodnje temperature kot pokazatelj, da je rezervoar vroč. Težava z zgornjim senzorjem je, da se bo dvignil za nekaj stopinj v trenutku, ko se za nekaj sekund odpre vroč jeziček in bo na vrhu rezervoarja morda ostalo le še malo tople vode. Lahko se odločite, da boste med obema senzorjema uporabili povprečje.

3. korak: Zgradite svojo strojno opremo

Priključite SSR na PIN 15 in GND

Priključite vsa 3 senzorja DS18B20: rumena na PIN 16, črna na GND, rdeča na 3,3 volta. Uporabite 4,7Kohms vlečni upor med PIN 16 in 3,3 volta. (Ne pozabite, da so DS18B20 enožične naprave, na enem vodilu ali zatiču pa je dovoljenih več enožičnih naprav).

Priključite žico za ponovni zagon na TO in ponastavite žico na T2

Zgradbe še ne priključite na električno omrežje (AC). Senzorjev še ne pritrdite na gejzir. Najprej morate ugotoviti, kateri senzor mora iti v kateri položaj.

4. korak: Registrirajte se kot uporabnik Cayenne

To ni vadnica za cayenne.mydevices.com. Cayenne je različica mydevices.com po ničelni ceni

Če niste seznanjeni s cayenne, je več informacij na voljo na

Najprej se morate registrirati na cayenne.mydevices.com in prejeti prijavo in geslo.

Več informacij o cayennu je na voljo na

Pomembno je tudi prebrati

developers.mydevices.com/cayenne/docs/cayenne-mqtt-api/#cayenne-mqtt-api-using-arduino-mqtt za dodajanje knjižnice cayenne v ID Arduino

5. korak: Namestite potrebne knjižnice v Arduino IDE

WiFiManager

ArduinoJson različica 6.9.0

CayenneMQTT

OneWire

Dallas temperatura

ArduinoOTA

6. korak: Naložite skico ESP32

Skica ESP32 vsebuje veliko kode. Vključuje kodo za

1. https://github.com/tzapu/WiFiManager. Upravitelj WiFi se uporablja za obveščanje vašega ESP32 o poverilnicah za prijavo na dostopnih točkah WiFi. Nadalje se uporablja za zajemanje podrobnosti o CayenneMQTT, temperaturnih mejah za gejzir in za povezavo treh temperaturnih senzorjev s svojo lokacijo (zgoraj, spodaj ali v okolici)
2. Koda za API cayenne
3. OTA (posodobitve po zraku). Vdelano programsko opremo boste lahko posodobili prek WiFi. Morate biti v lokalnem omrežju WiFi in uporabljati isti računalnik, s katerim ste naložili izvirno skico.

4. Odčitavanje temperature DS18B20.

Skica ArduinoIDE je na voljo na:

7. korak: Dodajte svoj ESP32 v Cayenne

Zdaj lahko dodate novo napravo.

Prijavite se na cayenne.mydevices.com. Na levi strani boste videli spustni meni Add New …… Izberite Device/Widget. Odprla se bo stran, kjer morate izbrati prinesite svojo stvar. Odprla se bo nova stran s podatki o MQTT. Zapišite uporabniško ime MQTT, geslo MQTT, ID stranke. To boste potrebovali za komunikacijo s posrednikom Cayenne MQTT (strežnikom). Vaše uporabniško ime MQTT in geslo MQTT bosta vedno enaka, vendar bo ID odjemalca za vsako novo napravo drugačen, kot je drug ESP32, Arduino ali Raspberry PI.

Na tem obrazcu lahko imenujete tudi napravo.

8. korak: Zaženite svojo skico

Znova zaženite ESP32

Zdaj bi morali videti novo dostopno točko WiFi, imenovano "Slim_Geyser_DEV". (ESP 32 bo v načinu dostopne točke/ ad-hoc ali vroči točki) z uporabo računalnikov za iskanje/ skeniranje WiFi.

Prijavite se na to novo dostopno točko. Geslo/varnostni ključ je geslo.

Vaš brskalnik bi moral iti na ciljno stran »192.168.4.1«, če ne, naredite to ročno.

Pojdite na Konfiguriraj WiFi

Zdaj bi se morala odpreti konfiguracijska stran. Moral bi samodejno prebrati vašo internetno dostopno točko, jo izbrati, vnesti geslo, podrobnosti o Cayenne MQTT. Ostalo pustite enako. Vse vrednosti temp so metrične (stopinje Celzija).

Pritisnite shrani. ESP32 se bo zdaj poskušal povezati z vašim wifi in strežnikom Cayenne.

Prekinite povezavo s "Slim_Geyser_DEV" in povežite računalnik z domačo dostopno točko.

9. korak: Ustvarite svojo nadzorno ploščo Cayenne

Zdaj se morate prijaviti na cayenne.mydevices.com s svojimi poverilnicami za cayenne.

Vaša naprava mora biti navedena v levi menijski vrstici (moja je Geyser_DEV).

Zdaj lahko na nadzorno ploščo dodate vse svoje senzorje in rele (ali kanale) s klikom na znake za dodajanje.

Na ikoni kanala 0 kliknite nastavitve in spremenite ime v "TEMP na dnu gejzirja". Izberite ustrezno ikono (temperaturna sonda) in izberite število decimalk kot 1. Enako naredite za kanal 1, 2, 5, 6

Za kanala 4 in 8 spremenite število decimalk na 0 in jih poimenujte "** Status gejzirja (1 = VKLOPLJENO, O = IZKLOPLJENO) **"

in "*Način samodejnega ogrevanja (0 = ročno, 1 = samodejno)*".

3. in 7. kanal morata biti gumbi

Pojdite na Dodaj novo postavko menija v levi menijski vrstici, pojdite na Naprava/pripomoček> Pripomočki po meri> Gumb

Poimenujte gumb "Vklop/izklop gejzirja", izberite ime naprave (Geyser_DEV), DATA = digitalni pogon, kanal 3, enota = digitalni V/I, Ikona = stikalo. Kliknite Dodaj pripomoček.

Enako storite za kanal 7

Kanal 9 je treba pretvoriti v drsnik

Pojdite na Dodaj novo postavko menija v levi menijski vrstici, pojdite na Naprava/Pripomoček> Pripomočki po meri> Drsnik in izberite ustrezne vrednosti, kot je na sliki.

Zdaj lahko premikate pripomočke.

10. korak: Ugotovite položaj senzorjev

Ker so trije senzorji Temp povezani z istim zatičem (eno žično vodilo), morate ugotoviti, kateri senzor naj gre kam.

Preverite svojo armaturno ploščo Cayenne in zabeležite tri temperature. Bolj ali manj bi morali biti enaki. Segrejte eno s toplo vodo ali roko. Upoštevajte senzor, ki se segreje na armaturni plošči. Ustrezno označite senzor. To naredite za druga 2 senzorja.

11. korak: Poigravanje (preizkušanje) vaše nadzorne plošče

Poigrajte se s kontrolniki na armaturni plošči. Preklopite stikalo za vklop/izklop in preverite, ali sveti LED SSR. Vklopite tudi način samodejnega ogrevanja, ogrejte spodnje tipalo in preverite, ali je stikalo SSR vklopljeno, ko je dosežena želena temperatura.

Sedaj lahko 2 senzorja priključite na gejzir, senzor temperature okolice pa v primeren položaj. SSR lahko priključite tudi na električno omrežje.

12. korak: Načrtujte svoj gejzir

S svojim gejzirjem lahko zdaj načrtujete dogodke za vklop/ izklop

Na nadzorni plošči izberite Dodaj novo> Dogodek