ESP32 Bluetooth plūsmas krāsns: 6 soļi

2024 Autors: John Day | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2024-01-30 10:57

Šajā apmācībā es jums parādīšu, kā izveidot savu bezvadu atgriešanās krāsni, lai jūs varētu savākt kvalitatīvas PCB savā virtuvē, neraizējoties par manuālu pogu pagriešanu un satraukumu, ja jūsu dēļi kļūst pārāk karsti! Ne tikai tas, bet mēs izmantosim ESP32 iebūvēto Bluetooth zemas enerģijas (BLE) funkcionalitāti (jo ko citu jūs izmantotu 2018. gadā), kā arī papildmoduli, ko esmu izveidojis kā atvērtu -iegūstiet atkārtotas plūsmas kontroles ekosistēmu ar nosaukumu "Reflowduino". Mēs arī programmēsim visu Arduino IDE vidē un izmantosim iepriekšējā apmācībā apgūto, lai kontrolētu atkārtotas plūsmas iestatīšanu, izmantojot pielāgotu Android lietotni. Es savā Reflowduino Github lapā esmu nodrošinājis visus dizaina failus, piemēram, Arduino skices, demonstrācijas lietotni un projekta wiki (daudz informācijas!).

Ja vēl neesat to izdarījis, lūdzu, skatiet šo pamācību par ESP32 Bluetooth zema enerģijas patēriņa funkcijas izmantošanu kopā ar Arduino IDE un divvirzienu komunikācijas izveidi ar pielāgotu Android lietotni, jo tajā ir daudz atbilstošas informācijas par to, ko mēs šeit apskatīsim.. Tomēr, ja jūs patiešām neuztraucaties par Bluetooth un lietotnes iekšējo darbību, vienkārši turpiniet lasīt, un es jums parādīšu, kā panākt, lai jūsu pārplūdes krāsns iestatīšana darbotos nesāpīgi! Mans šīs apmācības mērķis ir padarīt to īsu un jauku, vienlaikus izrunājot galvenos ziņojumus!

Atruna par drošību

Ja esat iesācējs elektronikā vai jums nav atbilstošas pieredzes darbam ar tīkla spriegumu, es ieteiktu jums ar to nejaukties, konsultēties ar speciālistu vai turpināt mācīties, līdz esat pietiekami prasmīgs! Es neesmu atbildīgs par neveiksmēm, kas var rasties Reflowduino vai ar to saistīto sastāvdaļu vai elektriskās sistēmas (ieskaitot elektrotīkla) ļaunprātīgas izmantošanas dēļ. Ja nepieciešams, veiciet visus drošības pasākumus, piemēram, cimdus un sertificētas aizsargbrilles. Turklāt nav ieteicams izmantot to pašu ierīci, lai uzpildītu PCB, kā arī gatavotu pārtiku patēriņam, kas var izraisīt saindēšanos ar pārtiku, īpaši ar lodētu svinu. Jūs esat pilnībā atbildīgs par savām darbībām un veicat tās uz savu risku!

Ar to sāksim!

1. darbība: apkopojiet detaļas

Šai apmācībai jums būs nepieciešami šādi komponenti:

• DOIT ESP32 izstrādes padome
• Mikro USB kabelis (koda augšupielādēšanai un ESP32 dev paneļa barošanai)
• Reflowduino32 "mugursomas" modulis ESP32 dev plāksnei
• Tostera krāsns (sīkāku informāciju lasiet zemāk esošajos komentāros)
• K tipa termopārs (iekļauts Reflowduino32)
• Sidekick releja modulis (nāk ar lieljaudas C13 barošanas kabeli)
• 2x vīriešu un vīriešu Dupont džemperu vadi (lai savienotu Reflowduino32 ar releja moduli)
• Mazs plakanas galvas skrūvgriezis (skrūvju spaiļu pievilkšanai)

Galvenās sastāvdaļas šeit ir ESP32 dev plate, Reflowduino32 un Sidekick releja modulis, un, protams, pati tostera krāsns. Tālāk es īsi paskaidrošu katru vienumu:

ESP32 Dev Board + Reflowduino32

Pašlaik Reflowduino32 ir paredzēts pieslēgšanai ESP32 izstrādātāju plāksnei, tāpēc, lai tas darbotos, izstrādes panelim ir jābūt atbilstošam atstarpēm starp galviņām un kontaktiem. Es esmu izstrādājis Reflowduino32 mugursomu speciāli "DOIT" ESP32 dev plāksnei, jo pamanīju, ka tas ir viegli pieejams tiešsaistē un, šķiet, tiek plaši izmantots. Tomēr, ja atrodat citu ESP32 izstrādātāju dēli, kuram ir tādi paši pinouts un atstarpes, lūdzu, dariet man to zināmu, jo tam arī vajadzētu darboties!

Tostera krāsns

Vajadzētu būt diezgan acīmredzamam, ko tas dara lielajā lietu shēmā, taču varētu nebūt tik acīmredzami, kādu tipu un modeli izvēlēties. Personīgi es pārbaudīju šo lēto Walmart tostera krāsni, kuras nominālā jauda ir 1100 W un kas ir diezgan vispārīga. Es domāju, ka visam, kas pārsniedz 1000 W, vajadzētu būt piemērotam hobiju lietošanai, taču ir daži apsvērumi. Galvenās lietas, kas jāmeklē tosterī, ir jauda (vēlams> 1000 W), izmērs (cik daudz dēļu vēlaties tajā ievietot?), Paplātes konfigurācija (vai tai ir jauka, plakana paplāte, kuru varat izmantot vai ir ieslēgta PCB?) un vai tā ir konvekcijas tostera krāsns (vai varbūt gatavojat lielākas plātņu partijas un vēlaties vienmērīgāku temperatūras sadalījumu visā cepeškrāsnī?). Visi šie faktori patiešām ir atkarīgi no jūsu personīgā pielietojuma, bet man lēts, vispārējs Walmart tosteris darbojās lieliski.:)

Jūs varētu jautāt, kā ir ar sildvirsmām? Manuprāt, es izvairītos no sildvirsmām, jo tām parasti ir augsta termiskā masa. Tas nozīmē, ka tie uzsilst un turpina sakarst pat labi pēc izslēgšanas. Tas padara to patiešām neparedzamu precīzai temperatūras kontrolei, jo temperatūra var pārsniegt lielu daudzumu un, iespējams, ievainot visas jūsu paneļu neaizsargātās sastāvdaļas. Būtībā, izmantojot sildvirsmu, vispirms tiktu novērsts mērķis izmantot atkārtotas plūsmas kontrolieri.

Releju modulis

Lai kontrolētu temperatūru, mums ir jāieslēdz un jāizslēdz tosteris atbilstoši temperatūrai, ko nolasām no termopāra. Tomēr tostera cepeškrāsns ir maiņstrāvas ierīce un ir salīdzinoši lieljaudas (ar 120 V maizes tosteriem parasti zīmē aptuveni 8–10 A), tāpēc mums ir jāpārliecinās, vai mēs varam to pareizi vadīt, nepārslogojot releju. Vēl viens apsvērums ir releja vadības spriegums. Lielākā daļa hobiju releju (saderīgi ar Arduino), kas spēj pārslēgt lielu strāvu, ir paredzēti 5 V ieejām, taču šajā apmācībā mēs runājam par ESP32, kas darbojas ar 3.3 V spriegumu. Tas nozīmē, ka vidējais Joe releja modulis mums var nedarboties. Tomēr, ja vēlaties izmantot citu releja moduli, esmu izstrādājis funkciju, kurā varat mainīt releja vadības spriegumu no noklusējuma 3,3 V uz ESP32 dev plates "VIN" spriegumu, kas pēc noklusējuma ir ~ 5V kad tiek darbināts, izmantojot USB. Tomēr teorētiski jūs to varētu ārēji barot ar kaut ko lielāku par 5 V, piemēram, 9 V, un tad releja vadības spriegums būs 9 V. Tas nozīmē, ka parasti jums nevajadzēs neko virs 5 V.

Daļēji tāpēc es izveidoju Sidekick releja moduli, lieljaudas cietvielu releju, kas spēj pārslēgt jebkuru legālu 120 VAC ierīci un bez klikšķu trokšņa (cietvielu), piemēram, tradicionālajiem relejiem! Tam ir arī ļoti droši un ērti savienotāji, kā arī viegla ierīces, mikrokontrollera un elektrotīkla (maiņstrāvas sienas kontaktligzdas) pievienošana, tāpēc es to izmantošu šeit. Foršākais ir tas, ka jums pat nav jāatver tostera krāsns, lai to kontrolētu!

2. darbība. Aparatūras iestatīšana

Kontroles jēdzieni

Patiešām, koncepcija ir diezgan vienkārša: galu galā mūsu mērķis ir kontrolēt temperatūru tostera krāsnī. Lai to izdarītu, mums ir periodiski jāieslēdz un jāizslēdz tostera krāsns, izmantojot releja moduli, kas ir līdzīgs PWM, taču patiesi lēna tā versija (katru reizi logs ir 2 sekundes, tāpēc tas varētu būt ieslēgts 1,5 sekundes un izslēgts 0,5 sekundes). Lai vadītu releju, mums jāpiešķir tam pienācīgs spriegums uz releja vadības tapām (loģika HIGH = ON, LOW = OFF). Mūsu gadījumā mēs vienkārši savienojam abas releja vadības ieejas Reflowduino32 releja skrūves spailē. Iemesls, kāpēc mēs tieši nesaistām ESP32 digitālās tapas ar releju, ir tas, ka relejs patērē labu strāvu (salīdzinājumā ar to, ko var apstrādāt IO tapas), un mēs nevēlamies pārslogot ESP32. Reflowduino32 ietver MOSFET zemās puses pārslēgšanu, un tā spēj apstrādāt vairāk nekā 200 mA strāvu, tādējādi ietaupot ESP32 tapas no iespējamiem bojājumiem.

Būtībā vienkārši izpildiet iepriekš minēto "Reflowduino32 + Sidekick Control" elektroinstalācijas shēmu, un jums vajadzētu būt gatavam!

Tostera krāsns pogas

Ticiet vai nē, šī ir būtiska šīs apmācības sadaļa! Ja jūs šeit nepievērsīsit uzmanību, jūs domāsit, kāpēc jūsu tosteris neieslēdzas, pat ja jūs lieliski sekojāt visam pārējam. Kāpēc? Lai mēs tosteri varētu kontrolēt ārēji (izmantojot tā strāvas vadu), to neatverot, tosterim jābūt izgatavotam tā, it kā tas vienmēr būtu ieslēgts, ja to pievienotu tieši sienai. Tā kā tosteri pārslēdz relejs, mēs varam kontrolēt, kad tosteris ir izslēgts, bet, ja tosteris dažreiz ir ieslēgts vai dažreiz izslēgts, kad relejs ir aktīvs, mēs gatavojamies neveiksmei. Tāpēc pirmā lieta, kas mums jādara, ir iestatīt tostera pogas. Lielākajai daļai tostera krāsniņu būs trīs pogas: viena temperatūrai, viena cepšanas iestatījumam un otra taimerim. Jums jādara šādi:

• Maksimāli paceliet temperatūru (mēs nevēlamies, lai mūsu pārplūdes process apstātos pusceļā!)
• Iestatiet gatavošanas iespēju uz "Cep" vai jebko, kas liek visiem sildīšanas pavedieniem ieslēgties iekšpusē!
• Maksimāli izslēdziet taimeri vai, ja lietojat tosteri, pagrieziet taimera pogu uz "Palieciet ieslēgts", lai tas nekad neizslēgtos!

Pēc tam pievienojiet tostera strāvas vadu kontaktligzdai, un jums vajadzētu dzirdēt un redzēt, kā tas ieslēdzas. Bingo! Ja jūs baidāties, ka nejauši novietosiet pogas, nekautrējieties tās pielīmēt, lai tās nekad nekustētos!

Tagad, kad mūsu tosteris vienmēr ir ieslēgts, kad tas ir ieslēgts, mēs varam to ieslēgt vai izslēgt ar releju ar mierīgu prātu, ka tas patiešām ieslēgsies, kad relejs ir aktīvs.

Elektroinstalācijas piezīmes

Šeit ir tikai dažas piezīmes, kas var palīdzēt vai nepalīdzēt, saliekot visu kopā:

• Pirmā lieta, ko vēlaties darīt, ir iespraust Reflowduino32 mugursomu DOIT ESP32 dev plāksnes pirmajās sešās tapās (tā, lai skrūvju spailes atrastos vienā pusē ar izstrādes plates mikro USB). Ja jums rodas jautājums, mugursoma ir veidota tā, lai jūs joprojām varētu ievietot Dupont vadus ESP32 dev plāksnē, kas atrodas blakus Reflowduino32, kā parādīts attēlā.
• Vēl viena lieta, kas jāņem vērā, ir releja ieeju polaritāte. Tie abi ir marķēti blakus skrūvju spailēm, bet es vēlos pasargāt jūs no nejaušas to maiņas un domāt, kas notiek, kad tosteris neieslēdzas!
• Jums arī jāpievieno termopārs Reflowduino32 mugursomas skrūves spailē. Sākumā var būt grūti saprast, kura stieple ir kādā krāsā (dzeltena vai sarkana), tāpēc jums, iespējams, būs jāizmanto nags un viegli noņemiet izolāciju. Tomēr nedariet to piespiedu kārtā, lai samazinātu izbalēšanu!
• Esmu lasījis no dažiem cilvēkiem, ka jūs, iespējams, iegūtu precīzākus rezultātus, ja termopāri ievietosiet PCB lūžņos tā, lai uzgalis saskartos ar PCB virsmu. Metāllūžņu dēlis, kura izmērs ir līdzīgs samontētajiem dēļiem, termopāram piešķirs salīdzināmu termisko masu un tādējādi padarīs rādījumus precīzākus. Tam ir jēga, ja domājat par atdzišanu; bez PCB lūžņiem termopāra gals atdziest daudz ātrāk nekā montējamais PCB, un tas pats notiek ar daudz ātrāku uzsilšanu.
• Sidekick releja modulī ir barošanas slēdzis. Ja tas nav ieslēgts, tosteris nesasilst! Tomēr pagaidām vienkārši atstājiet to izslēgtu, pirms mēs augšupielādējam kodu ESP32 panelī.

3. darbība: ESP32 Arduino IDE iestatīšana

Tagad, kad jums ir iestatīta visa aparatūra, apskatīsim programmatūru, kas nepieciešama, lai viss sāktu darboties.

Piezīme: Šīs tālāk norādītās ESP32 Arduino instalēšanas instrukcijas nāk tieši no manas iepriekšējās ESP32 Bluetooth apmācības 2. darbības. Šī ir viena no tām vietām, kur, ja vēl neesat to izdarījis, ieteicams apskatīt šo pamācību, lai uzzinātu vairāk par ESP32 Bluetooth iespējām.

Tas ir diezgan acīmredzami, taču pirmā lieta, kas jums jādara, ir instalēt Arduino IDE. Pietiek teikts.

ESP32 pakotnes uzstādīšana

Nākamā lieta, kas jums jādara, ir instalēt Arduino IDE pakotni ESP32, izpildot Windows vai Mac norādījumus. Es teikšu, ka operētājsistēmai Windows, kad instrukcijās ir norādīts atvērt "Git GUI", jums ir jālejupielādē un jāiestata "Git" no norādītās saites, un, ja jums ir grūti atrast lietojumprogrammu ar nosaukumu "Git GUI", tad viss, kas jums nepieciešams Sākuma izvēlnē meklējiet "Git GUI", un jūs redzēsit nelielu komandrindas izskata ikonu (skatiet pievienoto ekrānuzņēmumu iepriekš). Pēc noklusējuma tas atrodas arī mapē "C: / Program Files / Git / cmd / git-gui.exe". Turpmāk sekojiet norādījumiem, un jums vajadzētu būt gatavam doties! Piezīme. Ja ESP32 pakotne jau ir instalēta Arduino IDE, bet to nesaņēmāt pēc BLE atbalsta pievienošanas pakotnei, es ieteiktu doties uz "Dokumenti/aparatūra/espressif" un izdzēst mapi "esp32" un atkārtojiet iepriekš minētās iestatīšanas instrukcijas. Es to saku, jo saskāros ar problēmu, kurā pat pēc atjaunināšanas procedūras izpildes instrukciju apakšā BLE piemēri netika parādīti Arduino IDE sadaļā “Piemēri” sadaļā “Piemēri ESP32 Dev Module”.

ESP32 tests

Arduino IDE pirmā lieta, kas jums jādara, ir doties uz Rīki / Padome un atlasīt atbilstošo dēli. Parasti nav īsti nozīmes tam, kuru jūs izvēlaties, taču dažas lietas var būt saistītas ar tāfeļu (parasti GPIO numerācija un tamlīdzīgas lietas), tāpēc uzmanieties! Savai dēlei es izvēlējos "ESP32 Dev Module". Dodieties uz priekšu un izvēlieties pareizo COM portu pēc tāfeles pievienošanas datoram, izmantojot USB kabeli.

Lai pārbaudītu, vai ESP32 instalēšana noritēja labi, dodieties uz Fails / Piemēri / ESP32 BLE Arduino un jums vajadzētu redzēt vairākus skices paraugus, piemēram, "BLE_scan", "BLE_notify" utt. Tas nozīmē, ka Arduino IDE viss ir pareizi iestatīts!

Tagad, kad viss Arduino IDE ir iestatīts, pārbaudiet, vai tas tiešām darbojas, atverot Blink piemēru sadaļā Fails -> Piemēri -> 01. Pamati -> Mirgot un mainiet visus "LED_BUILTIN" gadījumus uz "2" (noklusējuma GPIO numurs kontrolē LED uz DOIT ESP32 dev paneļa). Pēc skices augšupielādes ik sekundi vajadzētu redzēt mirgojošu zilu LED!

4. solis: Reflowduino32 demonstrācijas skice

Bibliotēkas iestatīšana

Tagad, kad esat instalējis ESP32 Arduino pakotni, dodieties uz Reflowduino Github krātuvi un lejupielādējiet Reflowduino_ESP32_Demo.ino skici. (Kad mēģināsit to atvērt, Arduino jautās, vai vēlaties izveidot saturošu mapi ar tādu pašu nosaukumu kā skice, un tādā gadījumā noklikšķiniet uz "Jā", lai to atvērtu). Šī skice ir visaptveroša atkārtotas krāsns demonstrācija, kas nolasa temperatūru no termopāra, periodiski nosūta šos rādījumus uz pielāgotu Android lietotni (kas minēta nākamajā sadaļā), attiecīgi kontrolē releju (un galu galā tosteri), pamatojoties uz PID kontroli, un saņem komandas no lietotnes. Tas viss ESP32! Diezgan glīti, vai ne?

Tagad, lai apkopotu šo skici, jums būs nepieciešamas šādas bibliotēkas:

• Adafruit MAX31855 bibliotēka
• Arduino PID bibliotēka

Instalējiet šīs bibliotēkas un pārbaudiet, vai Reflowduino32 skice tiek apkopota, un pēc tam augšupielādējiet to savā ESP32 izstrādātāju panelī!

Pārplūdes iestatījumi

Koda augšējās daļas tuvumā ir virkne #define rindu. Šīs ir lietas, kuras varat mainīt atbilstoši savām vajadzībām. Piemēram, iespējams, vēlēsities, lai uzplūdes temperatūra būtu zemāka, ja jums ir zemas temperatūras lodēšanas pasta, vai augstāka, ja jums ir lodēta pasta ar svinu. Jūs ievērosiet, ka esmu iekļāvis dažas atkārtotas plūsmas profila raksturīgās vērtības, un noklusējumam vajadzētu labi darboties ar zemas temperatūras svina nesaturošu lodēšanas pastu. Iespējams, vēlēsities vēlāk noregulēt PID konstantes atkarībā no jūsu fiziskās konfigurācijas (lai gan tas, iespējams, nav nepieciešams). Lai iegūtu papildinformāciju par lodēšanas ielīmēšanas un pārplūdes profiliem, lūdzu, skatiet šo Github wiki lapu.

5. darbība. Lietotnes iestatīšana

Pēc demonstrācijas skices augšupielādes ESP32 jums būs jāinstalē Android lietotne Reflowduino32 kā pēdējais solis, lai mūsu iestatīšana sāktu darboties! Vienkārši lejupielādējiet un instalējiet.apk failu Android ierīcē ar Bluetooth 4.0 vai jaunāku versiju un atveriet lietotni!

Ja Bluetooth vēl nav iespējots, lietotne lūgs to ieslēgt. Pārliecinieties, vai jūsu ESP32 izstrādātāja plate ir ieslēgta un darbojas demonstrācijas skice. Pirmā lieta, kas jums jādara, ir izveidot savienojumu ar ESP32, izmantojot Bluetooth lietotnē, pēc tam neilgi pēc tam, kad augšējā kreisajā stūrī esošā poga saka "Savienots!" ja pareizi pievienojāt elementu, ekrānā vajadzētu redzēt temperatūras rādījumus. Ja tā nav, lūdzu, pārbaudiet termopāri un pārliecinieties, vai skrūves spailē ir drošs savienojums.

Tagad ir pienācis laiks pārbaudīt jautrās lietas! Pagrieziet slēdzi Sidekick moduļa pozīcijā "ieslēgts" un nospiediet lietotnes pogu "START". Tostera krāsns gaismai vajadzētu iedegties, un jums vajadzētu dzirdēt, kā pavedieni rada vāju grabošu troksni un galu galā redzēt, kā tie kvēlo, kad tie sakarst! Jums vajadzētu arī redzēt, ka ESP32 dev plāksnē iedegas zilā gaismas diode, kas norāda, ka notiek atkārtotas plūsmas process.

Turpinot pārplūdes procesu, lietotnē vajadzētu redzēt jauku atkārtotas plūsmas profilu. Kad temperatūra sasniedz atgriešanās temperatūru, laba prakse ir atvērt tostera krāsns durvis, lai siltums izplūst, lai tā varētu atdzist, pretējā gadījumā temperatūra kādu laiku paaugstināsies. Uz klasiskās Reflowduino tāfeles ir skaņas signāls, kas brīdina, kad tas jādara, taču šeit jums vienkārši jāizlemj atbilstoši lietotnē parādītajai temperatūrai, kas nav grūti.

Pēc tam, kad tāfele ir atdzisusi līdz noteiktam slieksnim (40 *C pēc noklusējuma, bet jūs varat to mainīt kodā), atkārtotas plūsmas process tiks uzskatīts par pabeigtu un zilā gaismas diode nodziest, un lietotne saglabās pārplūdes datus failā tālruni, lai to varētu importēt programmā Excel. Lai iegūtu papildinformāciju par saglabāto datu importēšanu programmā Excel, lūdzu, skatiet šo Github wiki lapu.

Tas ir diezgan daudz!