ESP32 IoT ūdens sildītājs: 12 soļi

2024 Autors: John Day | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2024-01-30 10:51

Cayenne IoT geizers (karstā ūdens tvertne ASV) ir enerģijas taupīšanas ierīce, kas palīdzēs jums uzraudzīt un kontrolēt mājsaimniecību karsto ūdeni pat tad, kad esat prom no mājām. Tas ļaus jums ieslēgt un izslēgt savu geizeri, ieplānot tā ieslēgšanu/izslēgšanu noteiktā laikā, izmērīt geizera temperatūru, iestatīt maksimālo taupīšanas temperatūru utt. Tas ir paredzēts augstspiediena elektriskajiem geizeriem ar vienu elementu. To var viegli mainīt citām geizera konfigurācijām, piemēram, zems spiediens, dubults elements utt. Mans geizers ir uzstādīts arī vertikāli.

Drošības nolūkos es turēju savu mehānisko termostatu caurulē. Es mēra ūdens temperatūru ar diviem DS18B20 temperatūras sensoriem, no kuriem viens ir pievienots mana geizera apakšai, zem elementa, otrs - pie karstā ūdens izplūdes atveres. Drošības apsvērumu dēļ nekad nevajadzētu noņemt mehānisko termostatu. Mehāniskā termostata aizstāšana ar elektronisko sensoru var būt bīstama, jo sensors vai mikrokontrolleris (aparatūra vai programmatūra var nedarboties) un izraisīt tvaika eksploziju, kas var izraisīt cilvēku nāvi.

Šis projekts ietver cietvielu releja nopietnu savienošanu ar jūsu geizera elementu. Lai to izdarītu, jums var būt nepieciešams kvalificēts elektriķis (pēc likuma). Nestrādājiet pie maiņstrāvas (elektrotīkla), ja neesat par to pārliecināts.

Jūsu ESP32 publicēs datus pakalpojumā Cayenne IoT Cloud, izmantojot MQTT. Jūs varēsit izmantot Cayenne informācijas paneli, lai uzraudzītu un kontrolētu savu geizeru un ieplānotu uzsildīšanas laiku.

Piegādes:

• ESP32 Wemos lolin vai jebkurš cits ESP32. ESP8266 arī darbosies, bet skārientapu funkcionalitāte nedarbosies. Tam vajadzētu darīt arī Arduino ar WiFi
• Cietvielu relejs (SSR), nomināls 30 amp vai vairāk
• Radiators PSR
• 3 (2 var darīt) Dalas pusvadītāju temperatūras sensori, DS18B20.
• Korpuss
• Daži džemperu kabeļi
• Elektriskie kabeļi, kas piemēroti jūsu geizera strāvai
• Termināļu bloki
• USB barošanas avots ESP32
• Litija akumulators ESP32 barošanai, ja ir strāvas padeve.

1. darbība. Nepieciešamās prasmes

ESP32 programmēšana Arduino IDE, bibliotēku instalēšana

Pamata elektronika

Zināšanas par tīklu (parasti maiņstrāva 110 - 240 volti)

Dažas zināšanas vietnē cayenne.mydevices.com

2. solis: Geizeru termoprofils un sensora izvietojums

Karstajam ūdenim ir zemāks blīvums nekā aukstam ūdenim. Tāpēc ūdens tvertnes augšpusē būs karstāks nekā ūdens tvertnes apakšā, jo karstā ūdens palielināsies. Ģeizera izeja parasti ir augšpusē un ieplūde apakšā, kas vēl vairāk veicina siltuma profilu.

Savā projektā es izmantoju trīs temperatūras sensorus. Viens apakšā, viens augšpusē un apkārtējās vides sensors. Pamatojoties uz dažiem eksperimentiem, es nolēmu izmantot apakšējo temperatūras sensoru kā savu indikatoru, ka tvertne ir karsta. Augšējā sensora problēma ir tāda, ka tas pacelsies par dažiem grādiem brīdī, kad uz dažām sekundēm tiek atvērta karstā cilne, un tvertnes augšpusē var būt palicis nedaudz karstā ūdens. Jūs varat izlemt izmantot kādu vidējo vērtību starp diviem sensoriem.

3. darbība: izveidojiet aparatūru

Savienojiet SSR ar PIN 15 un GND

Pievienojiet visus 3 DS18B20 sensorus: dzeltens līdz PIN 16, melns - GND, sarkans - 3,3 volti. Izmantojiet 4,7Kohms uzvilkšanas pretestību starp PIN 16 un 3.3 voltu. (Atcerieties, ka DS18B20 ir viena stieples ierīces, un vienā kopnē vai tapā ir atļautas vairākas viena stieples ierīces).

Pievienojiet restartēšanas skārienvadu pie TO un Reset wire uz T2

Vēl nepievienojiet savu ēku elektrotīklam (AC). Vēl nepievienojiet sensorus savam geizerim. Vispirms jums jāizdomā, kuram sensoram jāiet uz kādu pozīciju.

4. darbība: reģistrējieties kā Cayenne lietotājs

Šī nav apmācība vietnē cayenne.mydevices.com. Kajenna ir mydevices.com nulles cenas versija

Ja neesat pazīstams ar Kajenu, plašāka informācija ir pieejama vietnē

Vispirms jums jāreģistrējas vietnē cayenne.mydevices.com un jāsaņem pieteikšanās vārds un parole.

Plašāka informācija par kajēnu ir pieejama vietnē

Ir svarīgi arī izlasīt

developers.mydevices.com/cayenne/docs/cayenne-mqtt-api/#cayenne-mqtt-api-using-arduino-mqtt, lai Arduino ID pievienotu kajēnas bibliotēku

5. darbība: instalējiet nepieciešamās bibliotēkas Arduino IDE

WiFiManager

ArduinoJson versija 6.9.0

CayenneMQTT

OneWire

Dalasas temperatūra

ArduinoOTA

6. darbība: ielādējiet ESP32 skici

ESP32 skice satur daudz koda. Tas ietver kodu

1. https://github.com/tzapu/WiFiManager. WiFi pārvaldnieks tiek izmantots, lai jūsu ESP32 zinātu, kādi ir jūsu WiFi piekļuves punktu pieteikšanās akreditācijas dati. To izmanto arī, lai attēlotu informāciju par CayenneMQTT, geizera temperatūras ierobežojumus un savienotu 3 temperatūras sensorus ar atrašanās vietu (augšpusē, apakšā vai apkārtējā vidē)
2. Cayenne API kods
3. OTA (bezvadu atjauninājumi). Jūs varēsit atjaunināt programmaparatūru, izmantojot WiFi. Jums ir jābūt vietējam WiFi, izmantojot to pašu datoru, kuru izmantojāt sākotnējās skices augšupielādei.

4. DS18B20 temperatūras rādījums.

ArduinoIDE skice ir pieejama vietnē

7. solis: pievienojiet savu ESP32 Cayenne

Tagad varat pievienot jaunu ierīci.

Piesakieties vietnē cayenne.mydevices.com. Kreisajā pusē redzēsit nolaižamo izvēlni Pievienot jaunu …… Atlasiet Ierīce/logrīks. Tiks atvērta lapa, kurā jāizvēlas, lai ņemtu līdzi savu lietu. Tiks atvērta jauna lapa ar jūsu MQTT informāciju. Pierakstiet savu MQTT USERNAME, MQTT PASSWORD, CLIENT ID. Tas jums būs nepieciešams, lai sazinātos ar Cayenne MQTT Broker (Server). Jūsu MQTT USERNAME un MQTT PASSWORD vienmēr būs viens un tas pats, taču KLIENTA ID katrai jaunai ierīcei būs atšķirīgs, piemēram, citai ESP32, Arduino vai Raspberry PI.

Šajā veidlapā varat arī piešķirt savai ierīcei nosaukumu.

8. darbība: izpildiet savu skici

Restartējiet ESP32

Tagad jums vajadzētu redzēt jaunu WiFi piekļuves punktu ar nosaukumu Slim_Geyser_DEV. (ESP 32 būs piekļuves punkta režīmā/ ad-hoc vai tīklāja režīmā), izmantojot jūsu datoru WiFi meklēšanu/ skenēšanu.

Piesakieties šajā jaunajā piekļuves punktā. Parole/drošības atslēga ir parole.

Jūsu pārlūkprogrammai vajadzētu doties uz galveno lapu "192.168.4.1", ja nē, rīkojieties manuāli.

Dodieties uz WiFi konfigurēšana

Tagad vajadzētu atvērt konfigurācijas lapu. Tam vajadzēja automātiski skenēt jūsu interneta piekļuves punktu, atlasiet to, ierakstiet paroli, informāciju par Cayenne MQTT. Pārējo atstājiet to pašu. Visas temperatūras vērtības ir metriskas (grādi pēc Celsija).

Nospiediet saglabāt. ESP32 tagad mēģinās izveidot savienojumu ar jūsu wifi un Cayenne serveri.

Atvienojiet no "Slim_Geyser_DEV" un pievienojiet datoru savam mājas piekļuves punktam.

9. darbība. Cayenne informācijas paneļa izveide

Tagad jums jāpiesakās vietnē cayenne.mydevices.com, izmantojot savus kajēnas akreditācijas datus.

Jūsu ierīcei jābūt norādītai kreisajā izvēlnes joslā (Mine ir Geyser_DEV).

Tagad varat pievienot visus sensorus un releju (vai kanālus) savam informācijas panelim, noklikšķinot uz pievienošanas zīmēm.

Kanāla 0 ikonā noklikšķiniet uz iestatījumi un mainiet nosaukumu uz "Geyser Bottom TEMP". Izvēlieties piemērotu ikonu (temperatūras zondi) un decimāldaļu skaitu kā 1. Dariet to pašu ar 1., 2., 5., 6. kanālu.

4. un 8. kanālam nomainiet decimāldaļu skaitu uz 0 un nosauciet to par “** Geyser Status (1 = ON, O = OFF) **”

un "*Automātiskās sildīšanas režīms (0 = manuāli, 1 = automātiski)*".

3. un 7. kanālam jābūt pogām

Kreisajā izvēlņu joslā atveriet izvēlnes vienumu Pievienot jaunu, dodieties uz Ierīce/logrīks> Pielāgotie logrīki> Poga

Nosauciet pogu "Ieslēgt/izslēgt geizeru", Atlasiet ierīces nosaukumu (Geyser_DEV), DATA = Digitālais izpildmehānisms, Kanāls 3, Ierīce = Digitālā I/O, Ikona = pārslēgšanas slēdzis. Noklikšķiniet uz Pievienot logrīku.

Dariet to pašu ar 7. kanālu

9. kanāls jāpārveido par slīdni

Kreisajā izvēlņu joslā atveriet izvēlnes vienumu Pievienot jaunu, dodieties uz Ierīce/logrīks> Pielāgotie logrīki> Slīdnis un atlasiet atbilstošās vērtības, kā parādīts attēlā.

Tagad varat pārvietot savus logrīkus.

10. solis: sensoru pozīciju noteikšana

Tā kā trīs Temp sensori ir savienoti ar vienu un to pašu tapu (One Wire Bus), jums vajadzētu izdomāt, kādam sensoram kur jāiet.

Pārbaudiet savu Cayenne informācijas paneli un atzīmējiet trīs temperatūras. Tiem vajadzētu būt vairāk vai mazāk vienādiem. Sildiet vienu ar siltu ūdeni vai ar roku. Ievērojiet sensoru, kas uzsilst uz paneļa. Atbilstoši marķējiet sensoru. Dariet to pārējiem 2 sensoriem.

11. darbība. Spēlējiet apkārt (pārbaudiet) savu informācijas paneli

Spēlējiet ar vadības paneļa vadības paneļiem. Pārslēdziet ieslēgšanas/izslēgšanas slēdzi un pārbaudiet, vai iedegas SSR gaismas diode. Ieslēdziet arī automātiskās sildīšanas režīmu, sildiet apakšējo sensoru un pārbaudiet, vai SSR slēdzis ieslēdzas, kad tiek sasniegta vēlamā temperatūra.

Tagad jūs varat savienot 2 sensorus ar geizeru un apkārtējās vides temperatūras sensoru piemērotā vietā. Jūs varat arī pievienot SSR elektrotīklam.

12. solis: sava geizera plānošana

Tagad varat ieplānot ieslēgšanas/ izslēgšanas pasākumus, izmantojot savu Geizeru

Informācijas panelī atlasiet Pievienot jaunu> Notikums