Sončni senzor bazena Crocodile: 7 korakov (s slikami)

2025 Avtor: John Day | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2025-01-13 06:58

Ta navodila kažejo, kako zgraditi precej poseben senzor bazena, ki meri temperaturo bazena in ga prek WiFi posreduje v aplikacijo Blynk in posredniku MQTT. Imenujem ga "Crocodile Solar Pool Sensor". Uporablja programsko okolje Arduino in ploščo ESP8266 (Wemos D1 mini pro).

Kaj je tako posebnega pri tem projektu?

• Videz je preprosto odličen
• Popolnoma neodvisen od virov energije (sončna plošča napaja LiPo baterijo)
• Tipalo z nizko porabo energije ESP8266, povezano z WiFi
• Precej natančen temperaturni senzor
• Prenos podatkov o tempu in napetosti v aplikacijo Blynk za vaš mobilni telefon
• Pošlje tudi časovno oznako »nazadnje posodobljeno« aplikaciji Blynk
• Prenos podatkov o tempu in napetosti posredniku MQTT
• Celzija in Fahrenheita preklopljiva
• Lahko se reprogramira

Vaša stopnja spretnosti: vmesna do izkušena

Zaloge

Za to gradnjo boste morali vedeti, kako delati z:

• Arduino IDE (programsko okolje)
• spajkalnik
• vrtalnik
• oster nož
• epoksi lepilo
• vroče lepilo
• industrijsko razpršilno peno
• barva razpršila

Korak: Potrebne komponente

Za izdelavo tega lepega senzorja bazena so potrebne te stvari:

• Glava krokodila (penasta plastika) najdena tukaj: Amazon: Krokodilska glava
• ALI alternativno: lupina čolna (Aliexpress). Za to si oglejte korak 6.
• ESP8266 Wemos D1 mini pro: (Aliexpress)
• Sončna plošča 0,25 W 45x45 mm: (Aliexpress)
• ** EDIT po enem letu uporabe: toplo priporočam uporabo močnejše baterije, na primer 18650 (primer: Aliexpress)
• Modul polnilnika baterij TP4056: (Aliexpress)
• Vodoodporen temperaturni senzor DS 18b20: (Aliexpress)
• 22 AWG žica (Aliexpress)
• Prototip PCB plošče 5x7cm (Aliexpress)
• 220 Ohm in 4,7 kOhm upori
• kratek kabel USB na MicroUSB

dodatno:

• Tesnilna masa za izolacijsko peno na trgu DIY ali tukaj: (Amazon)
• Vodoodporna barva na trgu DIY ali tukaj: (Amazon)
• Sredstvo za polnjenje polnila na trgu DIY ali tukaj: (Amazon)
• Tekoči epoksid za vodotesen premaz na trgu DIY
• Vroče lepilo

Za tiskanje vodotesnega pokrova za vrata USB boste morda morali uporabiti 3D -tiskalnik.

2. korak: Elektronika

Zdelo se mi je, da je najlažje začeti z nekaterimi od teh DIY univerzalnih prototipnih PCB -jev, in ugotovil sem, da je dimenzija 5x7 cm kot nalašč za ta namen.

Gradbeni koraki:

1. Pripravite D1 mini pro za uporabo zunanje antene:

   1. Odpahnite 0 ohmski upor poleg keramične antene
   2. Zavrtite 0 ohmski upor navzdol in spajkajte povezavo z zunanjo anteno (dobra razlaga najdete tukaj - 5. korak)
2. Preden začnete spajkati, postavite dele in se odločite za postavitev na prototipno tiskano vezje
3. Spajite zatiče na D1 mini pro
4. Spojne zatiče spajkajte na prototipno ploščo
5. Zataknite zatiče za polnilno ploščo na prototipno tiskano vezje
6. Priključite polnilno ploščo na zatiče
7. Kabel temperaturnega tipala odrežite na dolžino 20 cm
8. Za povezavo temperaturnega senzorja glejte zgornjo sliko
9. Spajkajte kabel na sončno ploščo
10. NE spajajte kablov solarne plošče na ploščo - te je treba najprej prilepiti na krokodilsko glavo
11. Sledite zgornji shemi Fritzing, da spajkate vse preostale povezave na tiskano vezje
12. Ko so vse komponente povezane in spajkane, uporabite nekaj vročega lepila, da popravite baterijo. Opomba: Če želite ESP8266 preklopiti v stanje mirovanja, morate priključiti nožico D1 z nožico RST. Včasih D1 mini pro povzroči težave s serijskimi vrati, če sta priključena vrata D0 in RST. Ta, ki sem ga uporabil (glej povezavo Aliexpress zgoraj), ni imel te težave. Če se soočate s to težavo, boste morda morali uporabiti mostiček ali stikalo za odklop dveh nožic za nalaganje nove kode. Ampak (!) Potem, ko je krokodilska glava zapečatena, nimate možnosti reprogramirati. V tem primeru vam tudi vrat USB ni treba odnesti navzven (npr. Izvrtati tretjo luknjo).

3. korak: Strojna oprema 1. del (priprava krokodilske glave)

V tem koraku pripravimo hrbet glave krokodila, da dobimo dovolj prostora za elektroniko. Vrtamo nekaj lukenj za anteno, solarno ploščo in vrata USB. Najprej sem svoj projekt načrtoval brez vrat USB. Potem pa sem pomislil, da ne bom mogel narediti nekaj posodobitev programske opreme, ko bo krokodil spet zapečaten. Zato sem se odločil, da uporabim kratek kabel USB mikro-USB na USB, da omogočim zunanji dostop do plošče ESP8266. Naslednji koraki:

• Z ostrim nožem odrežite nekaj več kot 7x5 cm (velikost vaše prototipne plošče) s trde površine
• Z žlico odstranite mehkejšo peno od znotraj
• Prepričajte se, da imate dovolj prostora za kable in ploščo
• Poskusite, če se prilega in ali je še nekaj prostora, da ga kasneje pokrijete

Zdaj izvrtajte dve ali tri luknje v glavo:

• za sončno celico
• za anteno
• (neobvezno) za vrata USB za omogočanje poznejšega programiranja

Uporabite dvokomponentni epoksid (5 minut) za lepljenje in ponovno zatesnitev teh lukenj. Uporabite dovolj epoksidnega lepila! Poskrbite, da bo kasneje vodotesen!

1. Kabel sončne celice prilepite na glavo in luknjo ustrezno zatesnite
2. Sončno ploščo prilepite med oči
3. Prilepite antensko vtičnico na glavo in ustrezno zaprite luknjo
4. Lepite USB vtič in ustrezno zaprite luknjo

Da ne bi prišlo do korozije vode na vratih USB, sem 3D natisnil majhno zaščitno kapico.

4. korak: Programska oprema

Imeti morate delujoče okolje Arduino. Če ne, preverite to.

Nastavitev strojne opreme je preprosta (na mojem Macu):

LOLIN (WEMOS) D1 mini Pro, 80 MHz, bliskavica, 16M (14M SPIFFS), v2 nižji pomnilnik, onemogoči, nič, samo skica, 921600 na /dev/cu. SLAB_USBtoUART

Kodo Arduino dobite tukaj: Koda Arduino na Githubu

Koda pošilja temperaturo in napetost baterije v Blynk. Samo naložite aplikacijo Blynk na svoj mobilni telefon in ustvarite nov projekt. Blynk vam bo za ta projekt poslal žeton za preverjanje pristnosti. Vnesite ta žeton v datoteko Settings.h. Privzete nastavitve bodo poslane

• temperaturo na VIRTUALNO PIN 11
• napetost do VIRTUALNE PIN 12
• zadnji posodobljeni časovni žig na VIRTUAL PIN PIN 13

vendar je te kode v kodi enostavno spremeniti. Samo igrajte se z vsemi pripomočki Blynk z V11, V12 in V13 - zabavno je. Če ste novi pri tem, preberite navodila mojega prijatelja Debasisha - večina tega je razložena v koraku 19.

Programska oprema je pripravljena tudi za uporabo posrednika MQTT.

V nastavitvah.h je globalna spremenljivka, imenovana MQTT. To je treba nastaviti na true ali false, odvisno od tega, ali uporabljate MQTT ali ne.

V mojem primeru uporabljam posrednika MQTT (Orange PI Zero, Mosquitto, Node-Red) in nadzorno ploščo, na kateri so združeni vsi moji podatki senzorja. Če ste nov uporabnik MQTT, naj vam Google pomaga pri nastavitvi.

Če poznate MQTT, sem prepričan, da boste razumeli kodo.

5. korak: 2. del strojne opreme (ponovno zapečatenje)

V tem koraku moramo zapakirati vso elektroniko (naloženo in preizkušeno programsko opremo) in spet zapečatiti trebuh našega krokodila. Osebno vidim dve možni rešitvi:

1. Z akrilnim steklom ga lepite z epoksi lepilom, vodotesnim na trebuh. Za kabel temperaturnega senzorja uporabite vodoodporen kabelski kanal (obžalujem, da se nisem odločil za to možnost - po vsem, kar sem šel skozi, toplo priporočam, da greste tako).
2. Z industrijsko peno ponovno zapolnite vrzeli, nato pa za tesnjenje uporabite vodotesno barvo. In zaključite s polnilom in barvo.

Zato sem se odločil za možnost 2. Koraki so naslednji:

1. Spajkajte kabel solarne plošče na ploščo
2. Priključite antenski kabel
3. Priključite kabel USB na ploščo ESP8266 (IN NE na polnilno ploščo)
4. Stisnite ves kabel in ploščo v luknjo
5. Pustite, da 5-10 cm kabla temperaturnega senzorja visi
6. Zapolnite vse vrzeli z industrijsko peno (pozor - pena se močno razširi)
7. Pustimo, da se posuši in nato z ostrim nožem razrežemo peno
8. Zdaj uporabite vodotesno barvo (uporablja se za pritrditev streh) in jo pobarvajte po celotni površini
9. Pustite, da se posuši in uporabite polnilo za polnilo za izdelavo trde skorje (to morate storiti vedno znova)
10. POMEMBNO UREDITEV (po nekaj tednih v vodi): Nanesite dva ali tri premaze po vsem tekočem epoksidu, da dobite resnično vodoodporen premaz.
11. Pustite, da se posuši - KONČANO!

6. korak: Alternativna gradnja

Ker mi je prva izdelava s croc -om še vedno najljubša, moram priznati, da sem izbral napačno baterijo (prešibka). Žal baterije ne morem več zamenjati, ker je zaprta v ohišju crocs.

Zato sem se odločil narediti drugo rešitev s čolnom kot karoserijo za boljši dostop do elektronike in baterije, če bo potrebno.

Spremembe:

• Shell (https://www.aliexpress.com/item/32891355836.html)
• Li -Ion baterija 18650
• 3D natisnjen vložek za pritrditev obeh plošč (ESP8266 in polnilni modul)

7. korak: Dodatek: Dodatni zasloni/senzorji

Če želite preseči prikaz podatkov skupine samo v aplikaciji Blynk, jih lahko potisnete tudi posredniku MQTT. To vam omogoča, da uporabite več drugih možnosti za prikaz podatkov o vašem bazenu (ali drugih) na različnih napravah. Ena bi bila Node Red Dashboard na Raspberry Pi (glej sliko zgoraj) ali LED matrični zaslon. Če vas LED matrika zanima, jo najdete tukaj:

Mimogrede, ta projekt sem združil s sončno vremensko postajo, vključno z vremensko napovedjo Zambretti iz tega projekta:

Navdih za to sončno vremensko postajo je dobil moj indijski prijatelj Debasish. Njegovo navodilo najdete tukaj:

Prva nagrada na tekmovanju senzorjev