DIY večnamenski merilnik energije V2.0: 12 korakov (s slikami)

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

V tem navodilu vam bom pokazal, kako narediti večnamenski merilnik energije na osnovi Wemosa (ESP8266). Ta mali merilnik je zelo uporabna naprava, ki spremlja napetost, tok, moč, energijo in zmogljivost. Poleg teh nadzoruje tudi temperaturo okolja, ki je pomembna za sončno fotovoltaično uporabo. Ta naprava je primerna za skoraj vsako DC napravo. Ta majhen števec se lahko uporablja tudi za merjenje dejanske zmogljivosti akumulatorja ali napajalnika z lažno obremenitvijo. Merilnik lahko meri do območja napetosti od 0 - 26V in največji tok 3,2A.

Ta projekt je nadaljevanje mojega prejšnjega projekta merilnika energije.

Spodaj so nove funkcije, dodane prejšnji različici

1. S pametnega telefona spremljajte parametre

2. Samodejno območje parametrov

3. Spremljanje računa za električno energijo

4. Preizkuševalnik naprav USB

Navdihnila sta me naslednja dva projekta

1. Monitor moči” - DC -tokovni in napetostni senzor (INA219)

2. Naredite svoj merilnik porabe energije/zapisovalnik

Še posebej bi se rad zahvalil zgornjima dvema avtorjema projekta.

Zaloge:

Uporabljene komponente:

1. Wemos D1 Mini Pro (Amazon)

2. INA219 (Amazon)

3. 0,96 -palčni zaslon OLED (Amazon)

4. Temperaturni senzor DS18B20 (Amazon)

5. Lipo baterija (Amazon)

6. Vijačni terminali (Amazon)

7. Ženske / moške glave (Amazon)

8. perforirana plošča (Amazon)

9. 24 AWG Wire (Amazon)

10. Drsno stikalo (Amazon)

11. Moška vrata USB (Amazon)

12. 11. Ženska vrata USB (Amazon)

12. Stojala za PCB (Amazon)

13. Sončne plošče (voltažne)

Uporabljena orodja in instrumenti:

1. Spajkalnik (Amazon)

2. Odstranjevalec žice (Amazon)

3. Multimeter (Amazon)

1. korak: 1. korak: Kako deluje?

Srce merilnika energije je plošča Wemos na osnovi ESP8266. ESP8266 zaznava tok in napetost s senzorjem toka INA219 in temperaturo s senzorjem temperature DS18B20. Glede na to napetost in tok ESP izračuna matematično moč, energijo in zmogljivost. Na podlagi porabe energije se račun za električno energijo izračuna na podlagi stopnje energije (cena na kWh).

Celotna shema je razdeljena v 4 skupine

1. Wemos D1 Mini Pro

Moč, ki je potrebna za ploščo Wemos, se napaja iz LiPovBattery preko drsnega stikala.

2. Senzor toka

Senzor toka INA219 je priključen na ploščo Arduino v komunikacijskem načinu I2C (pin SDA in SCL).

3. Zaslon OLED

Podobno kot trenutni senzor je OLED zaslon v komunikacijskem načinu I2C povezan tudi s ploščo Arduino. Naslov obeh naprav pa je drugačen.

4. Temperaturni senzor

Tu sem uporabil temperaturni senzor DS18B20. Za komunikacijo z Arduinom uporablja enožični protokol.

2. korak: Pripravite zatiče glave

Če želite namestiti Arduino, OLED zaslon, senzor toka in temperaturni senzor, potrebujete nekaj ženskih zatičev za ravne glave. Ko kupite ravne glave, bodo predolge za uporabo komponent. Zato jih boste morali obrezati na ustrezno dolžino. Za obrezovanje sem uporabil ščipalko.

Spodaj so podrobnosti o naslovih:

1. Wemos deska - 2 x 8 zatičev

2. INA219 - 1 x 6 zatičev

3. OLED - 1 x 4 zatiči

4. Temp. Senzor - 1 x 3 zatiči

Korak: Spajkajte ženske glave

Po pripravi zatiča ženskih glav jih spajkajte na perforirano ploščo.

Po spajkanju zatičev glave preverite, ali se vse komponente popolnoma prilegajo ali ne.

4. korak: Terminali za spajkanje, vrata USB in stikalo

Najprej spajkajte 3 vijačne sponke, vijačne sponke se uporabljajo za priključitev 1. Vir 2. Nalaganje in 3. Baterija

Zgornji sponki se uporabljata za priključitev vira in obremenitve, spodnji priključek ob stikalu pa za priključitev akumulatorja.

Nato spajkajte drsno stikalo. Drsno stikalo vklopi in izklopi ploščo Wemos.

Nazadnje spajkajte ženska vrata USB. Velikost pritrdilnih nog vrat USB je nekoliko večja od lukenj v perforirani luknji, zato morate luknjo razširiti z vrtalnikom. Nato pritisnite vrata USB v te luknje in spajkajte vse nožice.

5. korak: Pripravite senzor INA219

Senzor INA219 je opremljen s 6 -polnimi moškimi trakovi za glavo in vijačnim priključkom. Moški zatiči glave so za povezavo I2C z mikrokrmilnikom, vijačni priključek pa za priključitev daljnovoda za merjenje toka.

Tu sem spajal 6 -polne moške zatiče na INA219 in pustil vijačni terminal, da bi upošteval estetski videz. Nato sem neposredno spajkal dve žici na spajkalno ploščo, ki je podana za vijačni priključek, kot je prikazano na zgornji sliki.

Korak 6: Namestite temperaturni senzor

Tukaj uporabljam temperaturni senzor DS18B20 v paketu TO-92. Glede na enostavno zamenjavo sem uporabil 3 -polno žensko glavo. Lahko pa neposredno spajkate senzor na perforirano ploščo.

Diagram nožic za DS18B20 je prikazan na zgornji sliki.

7. korak: Naredite vezje

Po spajkanju ženskih glav in vijačnih sponk morate spojiti blazinice v skladu s shemo, prikazano zgoraj.

Povezave so precej jasne

INA219 / OLED -> Wemos

VCC -> VCC

GND -> GND

SDA -> D2

SCL-> D1

DS18B20 -> Wemos

GND -> GND

DQ -> D4 skozi 4,7K vlečni upor

VCC -> VCC

Na koncu priključite vijačne sponke v skladu s shemo.

Za izdelavo vezja sem uporabil barvne žice 24AWG. Spajkajte žico v skladu s shemo vezja.

8. korak: Pripravite baterijo

Tu sem za napajanje plošče Wemos uporabil 700 mAh baterijo. Baterija je nameščena na zadnji strani vezja. Za montažo baterije sem uporabil dvostranski 3M trak.

Nekaj misli:

1. Če ne želite uporabljati akumulatorja, lahko napajate ploščo Wemos z virom energije z vezjem regulatorja napetosti.

2. Za polnjenje baterije LiPo lahko dodate polnilno ploščo TP4056.

9. korak: Montiranje stožcev

Po spajkanju in ožičenju namestite stojala na 4 vogale. Spajkalnim spojem in žicam bo zagotovil zadostno razdaljo od tal.

10. korak: Programska oprema in knjižnice

1. Priprava Arduino IDE za Wemos Board

Če želite kodo Arduino naložiti na ploščo Wemos, morate slediti tem navodilom

Nastavite pravilno ploščo in vrata COM.

2. Namestite knjižnice

Nato morate knjižnico uvoziti v svoj Arduino IDE

Prenesite naslednje knjižnice

1. Knjižnica Blynk

2. Adafruit_SSD1306

3. Adafruit_INA219

4. DallasTemperatura

5. OneWire

3. Arduino skica

Ko namestite zgornje knjižnice, prilepite spodnjo kodo Arduino. Vnesite kodo za preverjanje pristnosti iz 1. koraka, ssid in geslo usmerjevalnika.

Nato naložite kodo.

11. korak: Povezovanje z aplikacijo Blynk

Ker ima plošča Wemos vgrajen čip WiFi, ga lahko povežete z usmerjevalnikom in spremljate vse parametre iz pametnega telefona. Tu sem uporabil aplikacijo Blynk za izdelavo aplikacije za spremljanje pametnega telefona.

Blynk je aplikacija, ki omogoča popoln nadzor nad Arduino, ESP8266, Rasberry, Intel Edison in še veliko več strojne opreme. t je združljiv z Androidom in iPhoneom.

V Blynku vse deluje na ⚡️Energy. Ko ustvarite nov račun, imate 2 000 ⚡️ za začetek eksperimentiranja; Vsak pripomoček za delovanje potrebuje nekaj energije.

Sledite spodnjim korakom:

1. korak: Prenesite aplikacijo Blynk

1. Za Android

2. Za iPhone

2. korak:

Pridobite žeton za preverjanje pristnosti Za povezavo aplikacije Blynk s strojno opremo potrebujete žeton za preverjanje pristnosti.

1. Ustvarite nov račun v aplikaciji Blynk.

2. Pritisnite ikono QR v zgornji menijski vrstici.

Ustvarite klon tega projekta s skeniranjem zgornje kode QR. Ko bo uspešno odkrit, bo celoten projekt takoj na vašem telefonu.

3. Ko je projekt ustvarjen, vam bo ekipa Blynk poslala žeton za preverjanje pristnosti preko registriranega e -poštnega ID -ja.

4. Preverite e -poštni predal in poiščite žeton za preverjanje pristnosti.

12. korak: Preizkusite vezje

Za preizkus plošče sem priključil 12V baterijo kot vir in 3W LED kot obremenitev.

Akumulator je priključen na vijačni priključek vira, LED pa na vijačni priključek obremenitve. LiPo baterija je priključena na vijačni priključek akumulatorja, nato pa z drsnim stikalom vklopite vezje. Na zaslonu OLED si lahko ogledate vse parametre.

Parametri v prvem stolpcu so 1. Napetost 2. Tok 3. Moč Parametri v drugem stolpcu so 1. Energija 2. Kapaciteta 3. Temperatura

Zdaj odprite aplikacijo Blynk za spremljanje vseh zgornjih parametrov s pametnega telefona.

Za natančnost sem uporabil multimeter in tester, kot je prikazano zgoraj. Točnost jim je blizu.

S tem žepnim pripomočkom sem res zadovoljen.

Hvala, ker ste prebrali moj Instructable. Če vam je moj projekt všeč, ga ne pozabite deliti.

Komentarji in povratne informacije so vedno dobrodošli.