Propagator termostat z uporabo ESP8266/NodeMCU in Blynk: 7 korakov (s slikami)

2024 Avtor: John Day | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2024-01-30 12:07

Pred kratkim sem kupil ogrevan razmnoževalec, ki naj bi pomagal, da bi moja semena cvetov in zelenjave kalila v začetku sezone. Prišel je brez termostata. In ker so termostati precej dragi, sem se odločil, da jih naredim sam. Ker sem hotel izkoristiti to priložnost, da se malo poigram z Blynkom, sem svoj termostat zasnoval na razvojni plošči ESP8266/NodeMCU, ki sem jo imel naokoli.

Pri prejšnjih projektih sem za navdih in pomoč veliko uporabljal spletna mesta, kot je instructables.com, kadar sem se zataknil. Nič več kot pošteno, da tudi sam dam majhen prispevek, zato je tukaj moj prvi pouk doslej!

Zavrnitev odgovornosti: Ta projekt deluje na AC 230V AC, kar je precej nevarno in vse, kar je narobe, vas lahko ubije. Ne prevzemam odgovornosti za škodo, poškodbe ali izgubo življenja. Naredite to na lastno odgovornost

1. korak: Seznam stvari, ki sem jih uporabil

1 NodeMCU V3.0

2 1-žični temperaturni senzor DS18B20

1 Relejni modul

1 zaslon LCD1602 I2C

3 barvni gumbi

1 ohišje 158x90x60 s prozornim pokrovom

1 5V USB polnilec za telefon

1 Kratek 5 -polni podatkovni kabel USB 2.0 A od moškega do B, moški

1 4,7 kΩ upor

1 vodotesen blok iz vezanega lesa, približno 10x5x2 cm

1 kos bele plastične cevi, premera 12 mm, dolžine 16 cm

1 230V napajalni kabel z vtičem

1 ženska vtičnica 230 V (2 zatiča)

1 ženska vtičnica 230 V (3 zatiči)

1 6 položaj 2 vrstni priključni blok

1 stereo avdio kabel z 3,5 mm vtičem za stereo vtičnico na enem koncu

1 3,5 mm stereo vtičnica, ženska

2 priključka za kabelske uvodnice M16

1 kos belega stekla približno 160x90

In nekaj priključnih žic, toplotno skrčljivih cevi, lepila, dvostranskega lepilnega traku, črne razpršilne barve, distančnikov za distančnike iz plošče PCB, vijakov M3 in vrtalnika 1,5 mm/6,5 mm/12 mm/16 mm

2. korak: Oblikovanje termostata

Kot rečeno, je termostat zgrajen okoli razvojne plošče ESP8266/NodeMCU.

Dejansko temperaturo tal in zraka v razmnoževalniku bosta merili z dvema temperaturnima senzorjema. Ti senzorji imajo tako imenovani 1-Wire vmesnik, kar pomeni, da jih je mogoče vzporedno priključiti na eno vhodno vrata. Kot je omenjeno v tem odličnem podatkovnem listu, za 1-žično vodilo je potreben zunanji upogibni upor približno 5 kΩ. Uporabljam upor 4,7 kΩ med signalno linijo senzorjev in 3,3 V NodeMCU.

Če želite zvišati ali znižati želeno ciljno temperaturo tal, sta dodana 2 gumba ter LCD zaslon velikosti 16x2, ki zagotavlja povratne informacije o trenutni in ciljni temperaturi. Ta LCD zaslon ima vgrajeno osvetlitev ozadja. Da ne bi ves čas prižgala osvetlitve ozadja, sem se odločil, da po določenem času dodam kodo za zatemnitev zaslona. Za ponovno aktiviranje osvetlitve ozadja sem dodal še en gumb. Nazadnje je dodan relejni modul za vklop in izklop napajanja na toplotni kabel v propagatorju.

Na zgornji sliki je prikazano, kako so te komponente povezane z glavno enoto.

3. korak: Termostat "Blynk"

Ker kasneje v kodi potrebujemo nekaj podatkov iz aplikacije Blynk, najprej poskrbimo za posel Blynk.

Sledite prvim trem korakom navodil za začetek Blynk.

Zdaj ustvarite nov projekt v aplikaciji Blynk. Za ime projekta sem izbral 'Propagator'. Na seznamu naprav izberite 'NodeMCU', vrsta povezave je 'WiFi'. Všeč mi je temna tema, zato sem izbral 'Temno'. Ko pritisnete OK, se prikaže pojavno okno z navedbo, da je bil na vaš e -poštni naslov poslan žeton za preverjanje pristnosti. Preverite svojo pošto in zapišite ta žeton, ki ga bomo kasneje potrebovali v kodi NodeMCU.

Dotaknite se praznega zaslona, ki je zdaj prikazan, in dodajte:

• 2 merilnika (vsak po 300 energije, torej skupaj 600)
• 1 SuperChart (900 energij)
• 1 Prikaz vrednosti (200 energije)
• 1 drsnik (200 energije)
• 1 LED (100 energije)

To točno porabi vašo brezplačno energijsko bilanco 2000;-)

Zgornje slike prikazujejo, kako postaviti zaslon s temi elementi. Z dotikom vsakega elementa lahko prilagodite podrobne nastavitve (prikazane tudi na zgornjih slikah).

Ko končate, aktivirajte svoj projekt tako, da pritisnete gumb za predvajanje. Aplikacija se (seveda) ne bo uspela povezati, ker se še ni na kaj povezati. Preidimo torej na naslednji korak.

4. korak: Koda, zaradi katere vse deluje

Zdaj je čas za programiranje našega ESP8266/NodeMCU. Za to uporabljam aplikacijo Arduino IDE, ki jo lahko prenesete tukaj. Če ga želite nastaviti za ESP8266/NodeMCU, si oglejte to odlično navodilo Magesha Jayakumarja.

Kodo, ki sem jo ustvaril za svoj termostat Propagator, najdete v spodnji datoteki Thermostat.ino.

Če želite znova uporabiti to kodo, v kodi posodobite svoj SSID WiFi, geslo in žeton za pooblastitev Blynk.

5. korak: Konstrukcija modula temperaturnega senzorja

Podlaga razmnoževalnika bo napolnjena s plastjo ostrega peska ali zelo drobnega peska debeline približno 2 cm. Tako se bo toplota na dnu enakomerneje razpršila. Za pravilno merjenje temperature "tal" sem se odločil za vodotesen temperaturni senzor DS18B20. Čeprav je moj propagator prišel z vgrajenim analognim termometrom za merjenje temperature zraka v notranjosti, sem se odločil, da dodam še en temperaturni senzor za elektronsko merjenje temperature zraka.

Da bi oba senzorja lepo držala na mestu, sem ustvarila preprosto leseno konstrukcijo. Vzel sem kos nepremočljive vezane plošče in izvrtal 6,5 mm luknjo od strani do strani, da bi držal senzor temperature tal in vodil senzorsko žico skozi blok. Poleg tega sem izvrtal 12 mm luknjo v središču vezanega bloka, na približno 3/4 celotne višine, in 6,5 mm luknjo s strani, na polovici bloka, ki se konča v 12 mm luknji. Ta luknja drži senzor temperature zraka.

Senzor temperature zraka je prekrit s plastično belo cevjo, ki se prilega v 12 mm luknjo. Dolžina cevi je približno 16 cm. Cev ima v spodnji polovici (kjer je senzor) izvrtanih več 1,5 mm luknjic, zgornja polovica je pobarvana črno. Ideja je, da se zrak v črnem delu cevi nekoliko segreje, dvigne na vrh in uide ter tako ustvari pretok zraka okoli senzorja. Upajmo, da bo to vodilo k boljšemu odčitavanju temperature zraka. Nazadnje, da preprečimo vstop peska ali peska, so luknje za senzorske kable napolnjene z lepilom.

Za priključitev senzorjev sem uporabil stari stereo zvočni kabel, ki ima na enem koncu stereo 3,5 mm vtič. Odrezal sem priključke na drugi strani in spajkal 3 žice (moj avdio kabel ima bakreno maso, rdečo in belo žico):

- obe črni žici s senzorjev (ozemljitev) greta na ozemljitveno žico zvočnega kabla

- obe rdeči žici (+) greta do rdeče žice

- obe rumeni žici (signal) greta na belo žico

Spajkane dele sem izoliral posamično s toplotno skrčljivo cevjo. Za ohranjanje dveh žic senzorja sta bila uporabljena tudi nekatera toplotno skrčljiva cev.

Dokončan modul temperaturnega senzorja je prikazan na četrti sliki zgoraj.

Po dokončanju modula temperaturnega senzorja ga z dvostranskim lepilnim trakom namestimo v sredino segretega razpršilnika. Žica se napaja skozi obstoječo odprtino (ki sem jo moral nekoliko povečati, da je žica primerna) v podnožju razmnoževalnika.

6. korak: Konstrukcija modula termostata

ESP8266/NodeMCU, zaslon, rele in 5V napajanje se lepo prilegajo ohišju 158x90x60 mm s prozornim pokrovom.

Za namestitev NodeMCU, LCD zaslona in releja v ohišje sem potreboval osnovno ploščo. Razmišljal sem o naročanju 3D natisnjene osnovne plošče, zato sem v SketchUpu ustvaril datoteko.stl. Premislil sem se in si ga preprosto naredil iz kosa 4 mm belega stekla. S programom SketchUp sem ustvaril predlogo za označevanje natančnega mesta za vrtanje 3 mm lukenj. Za primer si oglejte datoteko.skp. Sestavni deli so pritrjeni na osnovno ploščo z uporabo nekaj distančnikov ustrezne dolžine.

Na straneh ohišja sem izvrtal luknje za gumbe in priključke, namestil gumbe in priključke ter jih ožičil z uporabo različnih barvnih žic, da se izognem napačnim povezavam. Previdno sem ožičil dele 230 V AC. Še enkrat: 230V AC je lahko nevaren, pri pripravi tega dela projekta preverite, kaj počnete!

Napajanje in priključni blok 5 V sta pritrjena na dnu ohišja z nekaj dvostranskim lepilnim trakom.

Po priključitvi žic na NodeMCU je trajalo nekaj poigravanja, da je osnovna plošča v ohišju pritrjena z nekaj vijaki m3.

Končna akcija: namestite prozorno prevleko in končali smo!

7. korak: Zaključek

Bilo je resnično zabavno izdelati ta termostat za svojega propagatorja in spremljati moj napredek pri gradnji ter pisati ta navodila.

Termostat deluje kot čar, njegovo upravljanje in spremljanje z aplikacijo Blynk pa deluje tudi dobro.

Vedno pa obstaja prostor za izboljšave. Razmišljam o izboljšanju nadzora temperature, tako da se izognem prevelikemu "preseganju cilja". Verjetno bom pogledal tako imenovano knjižnico PID.

Še ena ideja: lahko dodam možnost »Over the Air« OTA za posodobitev programske opreme NodeMCU, ne da bi mi bilo treba vsakič odpreti ohišje.