ESP8266 Temperaturno upravljani rele: 9 korakov (s slikami)

2024 Avtor: John Day | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2024-01-30 12:05

Moj prijatelj je znanstvenik, ki dela poskuse, ki so zelo občutljivi na temperaturo in vlažnost zraka. Inkubatorska soba ima majhen keramični grelec, vendar termostat grelca ni bil dovolj natančen, da je lahko vzdrževal temperaturo le znotraj 10-15 stopinj.

Komercialne naprave, ki beležijo temperaturo in vlažnost, so lahko precej drage, pridobivanje podatkov iz naprave pa je lahko težavno. Poleg tega ne morejo nadzorovati temperature, le beležijo podatke. Vprašal je, kako težko bi bilo zgraditi napravo, ki bi lahko natančno upravljala grelec preko releja, hkrati pa beležila temperaturo in vlago. Slišati je bilo dovolj preprosto.

Če vzamemo ESP8266, rele, DHT22 in nekaj spletne platforme IoT, smo odšli.

1. korak: Zaloge

Ta projekt uporablja peščico zalog, ki so precej pogoste in jih morda že imate pri roki. Tu je celoten seznam tega, kar sem uporabil, po potrebi ga prilagodite potrebam vašega projekta.

• ESP8266 ESP-01 (ali podobna plošča ESP8266)
• DHT-22 Senzor temperature in vlažnosti
• Regulator variabilne napetosti LM317 (ali pa bi bil lažji standardni regulator 3,3 V)
• 5V visokotokovni rele (začel sem z 10A, vendar sem ga prestregel v 2 dneh)
• Različni upori in kondenzatorji
• Mostične žice
• Standardna električna vtičnica in pokrov
• Električna škatla za tolpe
• Stari USB vtič z adapterjem
• Stari električni vtič

Če pogledamo nazaj, bi bila uporaba NodeMCU namesto ESP-01 veliko bolj smiselna. Takrat ga še nisem imel, zato sem se zadovoljil s tistim, kar sem imel pri roki.

2. korak: Konstrukcija vtičnice

Čeprav sem tehnično začel z mikrokrmilnikom in kodo, je smiselno najprej začeti z vtičnico za izmenični tok. Za ta projekt sem uporabil eno škatlo za tolpe, standardno vtičnico z 2 vtičema in napajalni kabel iz starega razdelilnika.

Električna vtičnica se ožiči tako, da sta dve beli žici združeni, obe ozemljitveni žici pa združeni. Dve črni žici, ki gresta skozi visoko stran releja. Poskrbite, da boste sponke dobro privili in nobena od niti ne bo kratka, na žice sem dal malo spajkanja, tako da so stojala ostala skupaj.

Bodite previdni pri visoki napetosti in dvakrat preverite vsako povezavo. Dobro je, da na žična pljuča namestite električni trak, da se ne zmehčajo

3. korak: Oblikovanje curciuta

Vezje je precej preprosto, če pa uporabljate ESP-01 kot jaz, boste morali dodati napetostni regulator, da dobite 3,3 V. Standardni releji potrebujejo 5V, zato potrebujete tirnico 3.3V in 5.0V.

Moje vezje je uporabljalo regulator napetosti LM317 z nizom uporov, da sem dobil konstantno tirnico 3.3V, za napajanje releja sem dotaknil USB 5V. Obstajajo releji 3,3 V, vendar niso potrebni za releje z visokim tokom, če boste napajali majhen grelec prostora.

DHT22 potrebuje 4,7 k vlečni upor.

4. korak: Spajkajte ploščo

Postavite in spajkajte vse komponente. To je lahko nekoliko zapleteno, vendar vam bo pomagalo vnaprej načrtovati sledi s kosom milimetrskega papirja.

Za vtič sem uporabil ploščo USB, ki pa je bila precej šibka in sem jo namesto tega zamenjala z dvema zatičema za glavo. Na plošči sem uporabil dve ženski glavi in dva zatiča za moške priključila neposredno na star USB vtič. To se je izkazalo za bolj zanesljivo in trdno. Barve ožičenja USB so:

Črna ozemljitev rdeča 5V

Moške glave sem uporabil tudi za izpostavljanje zatičev DHT22 in releja na moji plošči za povezavo s standardnimi mostičnimi žicami.

Vsak priključek, napajanje in ozemljitveni konektor označite, če se pozneje odklopi.

5. korak: Montirajte vezje

Na stransko stran škatle pritrdite vezje z vijaki in/ali vročim lepilom. Prepričajte se, da so žice mostička dosegljive okoli releja, nameščenega v škatli, in preprosto priključite napajalni konektor.

Senzorju DHT22 dodajte mostičkovo žico s toplotno skrčljivo dolžino, primerno za vašo situacijo. Moj je bil dolg približno 8 centimetrov. Namesto tega sem uporabil kabel CAT5, tako da so lahko kabli nekoliko upognjeni v položaj in bi bili prostostoječi.

6. korak: Koda Arudino

Koda Arduino uporablja moj razred SensorBase, ki je na voljo na moji strani Github. Moje kode SensorBase vam ni treba uporabljati. Pišete lahko neposredno na strežnik MQTT in Thingspeak.

Ta projekt vsebuje tri ključne funkcije programske opreme:

1. Lokalni spletni strežnik za nastavitev in ogled vrednosti
2. Oddaljeni strežnik MQTT za pošiljanje in shranjevanje podatkov
3. Nadzorna plošča Thingspeak za grafično prikazovanje podatkov

Uporabite lahko eno ali več teh funkcij. Kodo samo po potrebi prilagodite. To je poseben niz kod, ki sem jih uporabil. Gesla in ključe API morate prilagoditi.

• Koda osnove senzorja na Githubu.
• Laboratorijska koda na Githubu.

7. korak: Nadzorna plošča Thingspeak

Nastavite brezplačen račun Thingspeak in določite novo nadzorno ploščo. Morali boste uporabiti enak vrstni red predmetov, kot sem jih navedel spodaj, imena niso pomembna, ampak vrstni red je pomemben.

Če želite dodati ali odstraniti elemente, prilagodite parametre Thingspeak v kodi Arduino. To je precej preprosto in dobro dokumentirano na njihovi spletni strani.

8. korak: nastavitev CloudMQTT

Vsaka storitev MQTT ali podobna storitev IoT, kot je Blynk, bi delovala, vendar sem se za ta projekt odločil uporabiti CloudMQTT. CloudeMQTT sem v preteklosti že uporabljal za številne projekte, in ker bo ta projekt predan prijatelju, je smiselno ustvariti nov račun, ki ga je mogoče tudi prenesti.

Ustvarite račun CloudMQTT in nato ustvarite nov "primerek", izberite velikost "Cute Cat", saj ga uporabljamo samo za nadzor, brez beleženja. CloudMQTT vam bo posredoval ime strežnika, uporabniško ime, geslo in številko vrat. (Upoštevajte, da številka vrat ni standardna vrata MQTT). Vse te vrednosti prenesite v kodo ESP8266 na ustreznih mestih in se prepričajte, da je pravilna črka. (resno, kopirajte/prilepite vrednosti)

Na plošči "Websocket UI" v CloudMQTT lahko vidite povezave vaše naprave, pritiske gumbov in v nenavadnem primeru, da dobite napako, sporočilo o napaki.

Te nastavitve boste potrebovali tudi pri konfiguraciji odjemalca Android MQTT, zato upoštevajte vrednosti, če jih potrebujete. Upajmo, da geslo ni preveč zapleteno za vnos v telefon. Tega ne morete nastaviti v CloudMQTT.

9. korak: Končno testiranje

Zdaj moramo preizkusiti končno napravo.

Preden karkoli preizkusite, dvakrat preverite VSAKO žico in z multimetrom v neprekinjenem načinu poiščite vse žice. Prepričajte se, da je vse povezano tam, kjer mislite, da je povezano. Ker rele ločuje visokonapetostno napetost od nizkonapetostne, vam ni treba skrbeti, da bi mikrokontrolerju priklopili kratki stik.

Uporabil sem preprost električni preizkuševalec električnih vezij, da sem preveril, ali je na visokonapetostni strani vse pravilno ožičeno, prav tako pa je dobro deloval pri testiranju releja.

Dodajte svoj ESP2866 v omrežje wifi tako, da se povežete z napravo prek telefona ali prenosnega računalnika. Ta uporablja standardno knjižnico WifiManager in ima vso potrebno dokumentacijo na svoji strani Github.

Z žarnico z žarilno nitko sem senzor DHT22 postavil poleg žarnice in svetilko priklopil v vtičnico. To je omogočilo hitro segrevanje temperature, sprožil je rele, da ugasne svetilko in ponovi postopek. To je bilo v veliko pomoč pri preizkušanju vsega, vključno z mojo WiFi povezavo.

Ko je temperatura prenizka, mora naprava pravilno vklopiti rele in ga izklopiti, ko temperatura doseže visoko vrednost. V mojem preskušanju je to uspelo ohraniti temperaturo v našem laboratoriju znotraj 1 stopinje Celzija 24 ur na dan.