DIY daudzfunkcionāls enerģijas mērītājs V2.0: 12 soļi (ar attēliem)

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

Šajā pamācībā es jums parādīšu, kā izveidot uz Wemos (ESP8266) balstītu daudzfunkcionālu enerģijas mērītāju. Šis mazais skaitītājs ir ļoti noderīga ierīce, kas uzrauga spriegumu, strāvu, jaudu, enerģiju un jaudu. Bez tam tā arī uzrauga apkārtējās vides temperatūru, kas ir svarīga saules fotoelementu pielietošanai. Šī ierīce ir piemērota gandrīz jebkurai līdzstrāvas ierīcei. Šo mazo skaitītāju var izmantot arī akumulatora bloka vai barošanas bloka reālās jaudas mērīšanai, izmantojot fiktīvu slodzi. Skaitītājs var izmērīt sprieguma diapazonu no 0 līdz 26 V un maksimālo strāvu 3,2 A.

Šis projekts ir turpinājums manam agrākajam enerģijas skaitītāja projektam.

Tālāk ir norādītas jaunās funkcijas, kas pievienotas iepriekšējai versijai

1. Uzraugiet parametrus no viedtālruņa

2. Automātiskais parametru diapazons

3. Elektroenerģijas rēķina uzraudzība

4. USB ierīces testeris

Mani iedvesmoja šādi divi projekti

1. Jaudas monitors” - līdzstrāvas un sprieguma sensors (INA219)

2. Izveidojiet savu jaudas mērītāju/reģistrētāju

Es vēlos īpaši pateikties diviem iepriekš minētajiem projektu autoriem.

Piegādes:

Izmantotās sastāvdaļas:

1. Wemos D1 Mini Pro (Amazon)

2. INA219 (Amazon)

3. 0,96 collu OLED displejs (Amazon)

4. DS18B20 temperatūras sensors (Amazon)

5. Lipo akumulators (Amazon)

6. Skrūvju termināļi (Amazon)

7. Sieviešu / vīriešu galvenes (Amazon)

8. Perforēta dēlis (Amazon)

9. 24 AWG stieple (Amazon)

10. Bīdīšanas slēdzis (Amazon)

11. USB vīriešu ports (Amazon)

12. 11. USB sieviešu ports (Amazon)

12. PCB pārtraukumi (Amazon)

13. Saules paneļi (Voltaic)

Izmantotie instrumenti un instrumenti:

1. Lodāmurs (Amazon)

2. Stiepļu noņēmējs (Amazon)

3. Multimetrs (Amazon)

1. darbība. 1. darbība. Kā tas darbojas?

Enerģijas skaitītāja sirds ir uz ESP8266 balstīta Wemos tāfele. ESP8266 uztver strāvu un spriegumu, izmantojot INA219 strāvas sensoru, un temperatūru ar temperatūras sensoru DS18B20. Saskaņā ar šo spriegumu un strāvu ESP aprēķina jaudu, enerģiju un jaudu. No enerģijas patēriņa rēķins par elektrību tiek aprēķināts, pamatojoties uz enerģijas likmi (cena par kWh).

Visa shēma ir sadalīta 4 grupās

1. Wemos D1 Mini Pro

Wemos plāksnei nepieciešamā jauda tiek piegādāta no LiPovBattery, izmantojot slīdni.

2. Pašreizējais sensors

Pašreizējais sensors INA219 ir savienots ar Arduino plati I2C sakaru režīmā (SDA un SCL tapa).

3. OLED displejs

Līdzīgi kā pašreizējais sensors, arī OLED displejs ir savienots ar Arduino plati I2C sakaru režīmā. Tomēr abu ierīču adreses ir atšķirīgas.

4. Temperatūras sensors

Šeit es izmantoju temperatūras sensoru DS18B20. Tas izmanto viena stieples protokolu, lai sazinātos ar Arduino.

2. darbība: sagatavojiet galvenes tapas

Lai uzstādītu Arduino, OLED displeju, strāvas sensoru un temperatūras sensoru, jums ir nepieciešama taisna sieviešu galvenes tapa. Pērkot taisnas galvenes, tās būs pārāk garas, lai izmantotu komponentus. Tātad, jums tie jāsamazina līdz atbilstošam garumam. Lai to sagrieztu, es izmantoju knaibles.

Tālāk ir sniegta informācija par galvenēm.

1. Wemos dēlis - 2 x 8 tapas

2. INA219 - 1 x 6 tapas

3. OLED - 1 x 4 tapas

4. Temp. Sensors - 1 x 3 tapas

3. solis: lodējiet sieviešu galvenes

Pēc sieviešu galviņu tapas sagatavošanas pielodējiet tās pie perforētās plāksnes.

Pēc galvenes tapas lodēšanas pārbaudiet, vai visas sastāvdaļas ir ideāli piemērotas.

4. solis: lodēšanas skrūvju spailes, USB ports un slēdzis

Vispirms pielodējiet 3 skrūvju spailes, skrūvju spailes tiek izmantotas, lai savienotu 1. Avots 2. Slodze un 3. Akumulators

Augšējie spailes tiek izmantoti avota un slodzes savienošanai, un apakšējais terminālis, kas novietots uz slēdža pusi, tiek izmantots akumulatora bloka pievienošanai.

Pēc tam lodējiet slīdņa slēdzi. Slaidu slēdzis ieslēdz un izslēdz Wemos tāfeles barošanu.

Beidzot pielodējiet sieviešu USB portu. USB porta stiprinājuma kāju izmērs ir nedaudz lielāks par perforētā cauruma caurumiem, tāpēc caurums ir jāpadara plašāks, izmantojot urbi. Pēc tam nospiediet USB portu šajos caurumos un pielodējiet visas tapas.

5. darbība: sagatavojiet sensoru INA219

INA219 sensoram ir 6 kontaktu ligzdas un skrūves spailes. Vārpstas uzgaļu tapas ir paredzētas I2C savienojumam ar mikrokontrolleru, un skrūves spailes ir paredzētas elektrolīnijas savienojumam strāvas mērīšanai.

Šeit es esmu pielodējis 6 tapas vīriešu tapas pie INA219 un atstājis skrūves spaili, lai apsvērtu estētisko izskatu. Tad es tieši pielodēju divus vadus pie lodēšanas spilventiņa, kas dots skrūves spailei, kā parādīts iepriekšējā attēlā.

6. darbība: uzstādiet temperatūras sensoru

Šeit es izmantoju DS18B20 temperatūras sensoru TO-92 iepakojumā. Ņemot vērā vienkāršo nomaiņu, esmu izmantojis 3 kontaktu sieviešu galveni. Bet jūs varat tieši lodēt sensoru pie perforētās plāksnes.

DS18B20 tapas diagramma ir parādīta iepriekš redzamajā attēlā.

7. solis: izveidojiet ķēdi

Pēc mātīšu galvu un skrūvju spaiļu lodēšanas jums jāpievieno spilventiņi saskaņā ar iepriekš redzamo shematisko diagrammu.

Savienojumi ir diezgan taisni uz priekšu

INA219 / OLED -> Wemos

VCC -> VCC

GND -> GND

SDA -> D2

SCL-> D1

DS18B20 -> Wemos

GND -> GND

DQ -> D4 caur 4.7K pievilkšanas rezistoru

VCC -> VCC

Visbeidzot, pievienojiet skrūvju spailes saskaņā ar shēmu.

Ķēdes izgatavošanai esmu izmantojis 24AWG krāsas vadus. Lodējiet vadu saskaņā ar shēmu.

8. darbība: sagatavojiet akumulatoru

Šeit es esmu izmantojis 700mAh akumulatoru, lai darbinātu Wemos plati. Akumulators ir uzstādīts shēmas plates aizmugurē. Lai uzstādītu akumulatoru, esmu izmantojis 3M divpusēju lenti.

Dažas domas:

1. Ja nevēlaties izmantot akumulatoru, varat izmantot avota strāvu, lai barotu Wemos plati, izmantojot sprieguma regulatora ķēdi.

2. Lai uzlādētu LiPo akumulatoru, varat pievienot uzlādes paneli TP4056.

9. solis: atdalītāju uzstādīšana

Pēc lodēšanas un elektroinstalācijas uzstādiet atdalītājus 4 stūros. Tas nodrošinās pietiekamu attālumu lodēšanas savienojumiem un vadiem no zemes.

10. solis: programmatūra un bibliotēkas

1. Arduino IDE sagatavošana Wemos Board

Lai augšupielādētu Arduino kodu Wemos panelī, jums jāievēro šīs instrukcijas

Iestatiet pareizo plati un COM portu.

2. Instalējiet bibliotēkas

Tad jums ir jāimportē bibliotēka savā Arduino IDE

Lejupielādējiet šādas bibliotēkas

1. Blynk bibliotēka

2. Adafruit_SSD1306

3. Adafruit_INA219

4. Dalasas temperatūra

5. OneWire

3. Arduino skice

Pēc iepriekš minēto bibliotēku instalēšanas ielīmējiet tālāk norādīto Arduino kodu. Ievadiet autentifikācijas kodu no 1. darbības, ssid un maršrutētāja paroli.

Pēc tam augšupielādējiet kodu.

11. darbība: saskarne ar lietotni Blynk

Tā kā Wemos panelī ir iebūvēta WiFi mikroshēma, varat to savienot ar savu maršrutētāju un pārraudzīt visus viedtālruņa parametrus. Šeit es esmu izmantojis lietotni Blynk, lai izveidotu viedtālruņa uzraudzības lietotni.

Blynk ir lietotne, kas ļauj pilnībā kontrolēt Arduino, ESP8266, Rasberry, Intel Edison un daudz ko citu aparatūru. t ir saderīgs gan ar Android, gan iPhone.

Blynkā viss darbojas ⚡️Enerģija. Izveidojot jaunu kontu, jūs saņemat 2️2 000, lai sāktu eksperimentēt; Katra logrīka darbībai nepieciešama enerģija.

Izpildiet tālāk norādītās darbības.

1. darbība: lejupielādējiet lietotni Blynk

1. Android ierīcēm

2. iPhone

2. darbība:

Iegūstiet autentifikācijas marķieri Lai savienotu lietotni Blynk un aparatūru, jums ir nepieciešams autentifikācijas marķieris.

1. Izveidojiet jaunu kontu lietotnē Blynk.

2. Augšējā izvēlnes joslā nospiediet QR ikonu.

Izveidojiet šī projekta klonu, skenējot iepriekš parādīto QR kodu. Kad tas būs veiksmīgi atklāts, viss projekts nekavējoties būs jūsu tālrunī.

3. Pēc projekta izveides Blynk komanda nosūtīs jums autentifikācijas marķieri pa reģistrētu e -pasta ID.

4. Pārbaudiet savu e -pasta iesūtni un atrodiet autentifikācijas marķieri.

12. solis: ķēdes pārbaude

Lai pārbaudītu plāksni, kā avotu esmu pievienojis 12V akumulatoru un 3W LED.

Akumulators ir pievienots avota skrūves spailei, un gaismas diode ir pievienota slodzes skrūves spailei. LiPo akumulators ir pievienots akumulatora skrūves spailei un pēc tam ieslēdziet ķēdi, izmantojot bīdāmo slēdzi. Visi parametri tiek parādīti OLED ekrānā.

Parametri pirmajā kolonnā ir 1. Spriegums 2. Strāva 3. Jauda Parametri otrajā slejā ir 1. Enerģija 2. Jauda 3. Temperatūra

Tagad atveriet lietotni Blynk, lai no viedtālruņa uzraudzītu visus iepriekš minētos parametrus.

Lai pārbaudītu precizitāti, es izmantoju savu multimetru un testeri, kā parādīts iepriekš. Precizitāte viņiem ir tuva.

Esmu patiešām apmierināta ar šo kabatas izmēra sīkrīku.

Paldies, ka izlasījāt manu pamācību. Ja jums patīk mans projekts, neaizmirstiet to kopīgot.

Komentāri un atsauksmes vienmēr ir laipni gaidīti.