Propagatora termostats, izmantojot ESP8266/NodeMCU un Blynk: 7 soļi (ar attēliem)

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

Nesen nopirku apsildāmu pavairotāju, kam vajadzētu palīdzēt manām puķu un dārzeņu sēklām dīgt agrāk sezonā. Tas nāca bez termostata. Un tā kā termostati ir diezgan dārgi, es nolēmu izveidot savu. Tā kā es gribēju izmantot šo iespēju, lai mazliet paspēlētos ar Blynk, es savu termostatu balstīju uz ESP8266/NodeMCU izstrādes plati, kas man bija apkārt.

Iepriekšējos projektos es daudz izmantoju tādas vietnes kā instructables.com, lai iegūtu iedvesmu un palīdzību ikreiz, kad esmu iestrēdzis. Ne vairāk kā godīgi pašam sniegt nelielu ieguldījumu, tāpēc šeit ir mana pirmā pamācība!

Atruna: Šis projekts darbojas ar 230 V maiņstrāvu, kas ir diezgan bīstama, un viss, kas nav kārtībā, var jūs nogalināt. Es nevaru būt atbildīgs par jebkādiem bojājumiem, ievainojumiem vai dzīvības zaudēšanu. Dariet to uz savu risku

1. darbība. Izmantoto lietu saraksts

1 NodeMCU V3.0

2 DS18B20 1 vadu temperatūras sensors

1 Releja modulis

1 LCD1602 I2C displejs

3 krāsainas spiedpogas

1 158x90x60 korpuss ar caurspīdīgu vāku

1 5V USB tālruņa lādētājs

1 īss USB 2.0 A vīriešu - B vīriešu mikro 5 kontaktu datu kabelis

1 4,7 kΩ rezistors

1 ūdensnecaurlaidīgs saplākšņa bloks, apmēram 10x5x2cm

1 gabals baltas plastmasas caurules, diametrs 12 mm, garums 16 cm

1 230V barošanas kabelis ar kontaktdakšu

1 230 V sieviešu kontaktligzda (2 tapas)

1 230 V sieviešu kontaktligzda (3 tapas)

1 6 pozīcija 2 rindu spaiļu bloks

1 stereo audio kabelis ar 3,5 mm stereo ligzdas spraudni vienā galā

1 3,5 mm stereo ligzda

2 M16 kabeļu blīvju savienotāji

1 balts perspex gabals apmēram 160x90

Un daži savienojuma vadi, termiski saraušanās caurules, līme, divpusēja līmlente, melna aerosola krāsa, PCB plāksnes starplikas, M3 skrūves un 1,5 mm/6,5 mm/12 mm/16 mm urbis

2. solis: termostata projektēšana

Kā jau minēts, termostats ir veidots ap ESP8266/NodeMCU izstrādes plati.

Gan augsnes, gan gaisa izplatītāja faktisko temperatūru mērīs ar 2 temperatūras sensoriem. Šiem sensoriem ir tā sauktais 1-Wire interfeiss, kas nozīmē, ka tos var savienot paralēli vienam ievades portam. Kā minēts šajā lieliskajā datu lapā, 1 vadu kopnei ir nepieciešams ārējs pievilkšanas rezistors aptuveni 5 kΩ. Es izmantoju 4,7 kΩ rezistoru starp sensoru signāla līniju un NodeMCU 3.3V.

Lai palielinātu vai samazinātu vēlamo augsnes mērķa temperatūru, tiek pievienotas 2 pogas, kā arī 16x2 rakstzīmju LCD ekrāns, lai sniegtu dažas atsauksmes par pašreizējo un mērķa temperatūru. Šim LCD ekrānam ir iebūvēts apgaismojums. Lai fona apgaismojums nebūtu ieslēgts visu laiku, es nolēmu pēc kāda laika pievienot kodu, lai aptumšotu ekrānu. Lai atkal varētu aktivizēt fona apgaismojumu, es pievienoju vēl vienu pogu. Visbeidzot, tiek pievienots releja modulis, lai ieslēgtu un izslēgtu padeves siltuma kabeļa barošanu.

Augšējā attēlā parādīts, kā šīs sastāvdaļas ir savienotas ar galveno ierīci.

3. solis: padariet termostatu “Blynk”

Tā kā vēlāk mūsu kodā ir nepieciešami daži dati no lietotnes Blynk, vispirms parūpēsimies par Blynk biznesu.

Izpildiet Blynk darba sākšanas norādījumu pirmos 3 soļus.

Tagad izveidojiet jaunu projektu lietotnē Blynk. Kā projekta nosaukumu es izvēlējos “Propagator”. Ierīču sarakstā izvēlieties 'NodeMCU', savienojuma veids ir 'WiFi'. Man patīk tumšā tēma, tāpēc izvēlējos 'Tumšo'. Pēc OK nospiešanas tiks parādīts uznirstošais logs, kurā norādīts, ka uz jūsu e -pasta adresi tika nosūtīts autentifikācijas marķieris. Pārbaudiet savu pastu un pierakstiet šo marķieri, kas mums vēlāk būs nepieciešams NodeMCU kodā.

Pieskarieties tukšajam ekrānam, kas tiek parādīts, un pievienojiet:

• 2 mērinstrumenti (katrs 300 enerģijas, tātad kopā 600)
• 1 SuperChart (900 enerģijas)
• 1 vērtību displejs (200 enerģijas)
• 1 slīdnis (200 enerģijas)
• 1 LED (100 enerģijas)

Tas tieši patērē jūsu bezmaksas enerģijas bilanci 2000;-)

Iepriekš redzamajos attēlos ir parādīts, kā izkārtot ekrānu ar šiem elementiem. Pieskaroties katram elementam, var pielāgot detalizētos iestatījumus (parādīts arī attēlos iepriekš).

Kad esat pabeidzis, aktivizējiet savu projektu, atlasot pogu “atskaņot”. Lietotnei (protams) neizdosies izveidot savienojumu, jo vēl nav nekā, ar ko izveidot savienojumu. Tātad pāriesim pie nākamā soļa.

4. solis: kods, kas liek tam darboties

Tagad ir pienācis laiks ieprogrammēt mūsu ESP8266/NodeMCU. Šim nolūkam es izmantoju Arduino IDE lietojumprogrammu, kuru var lejupielādēt šeit. Lai to iestatītu ESP8266/NodeMCU, apskatiet šo lielisko Magesh Jayakumar pamācību.

Kods, ko izveidoju savam Propagator termostatam, ir atrodams zemāk esošajā Thermostat.ino failā.

Ja vēlaties atkārtoti izmantot šo kodu, noteikti atjauniniet savā WiFi SSID, paroli un kodu Blynk autorizācija.

5. solis: Temperatūras sensora moduļa izveide

Pavairotāja pamatne tiks piepildīta ar asu smilšu vai ļoti smalku, aptuveni 2 cm biezu smilšu slāni. Tas vienmērīgāk izkliedēs apakšējo siltumu. Lai pareizi izmērītu augsnes temperatūru, es nolēmu izvēlēties ūdensnecaurlaidīgo DS18B20 temperatūras sensoru. Lai gan mans pavairotājs bija aprīkots ar iebūvētu analogo termometru, lai mērītu gaisa temperatūru iekšpusē, es nolēmu pievienot vēl vienu temperatūras sensoru, lai gaisa temperatūru mērītu arī elektroniski.

Lai skaisti noturētu abus sensorus, es izveidoju vienkāršu koka konstrukciju. Es paņēmu ūdensnecaurlaidīga saplākšņa gabalu un izurbju 6,5 mm caurumu no vienas puses uz otru, lai turētu augsnes temperatūras sensoru, vedot sensora vadu caur bloku. Papildus tam es izurbju 12 mm caurumu saplākšņa bloka centrā, apmēram 3/4 no kopējā augstuma, un 6,5 mm caurumu no sāniem, pusceļā no bloka, beidzot ar 12 mm caurumu. Šajā caurumā ir gaisa temperatūras sensors.

Gaisa temperatūras sensoru pārklāj balta plastmasas caurule, kas iekļaujas 12 mm caurumā. Caurules garums ir aptuveni 16 cm. Caurulei ir izurbti vairāki 1,5 mm caurumi apakšējā pusē (vietā, kur atrodas sensors), augšējā puse ir nokrāsota melnā krāsā. Ideja ir tāda, ka gaiss caurules melnajā daļā nedaudz uzsilst, paceļas uz augšu un izplūst, tādējādi radot gaisa plūsmu ap sensoru. Cerams, ka tas ļaus labāk nolasīt gaisa temperatūru. Visbeidzot, lai izvairītos no smilšu vai smilšu iekļūšanas, caurumi sensoru kabeļiem ir piepildīti ar līmi.

Lai savienotu sensorus, es izmantoju veco stereo audio kabeli, kura vienā galā ir stereo 3,5 mm ligzdas spraudnis. Es nogriezu savienotājus otrā pusē un pielodēju 3 vadus (manam audio kabelim ir vara zemējums, sarkans un balts vads):

- abi melnie vadi no sensoriem (zemējuma) iet uz audio kabeļa zemējuma vadu

- abi sarkanie vadi (+) iet uz sarkano vadu

- abi dzeltenie vadi (signāls) iet uz balto vadu

Lodētās detaļas izolēju atsevišķi ar dažām termiski saraušanās caurulēm. Izmantoja arī dažas saraušanās caurules, lai 2 sensora vadi būtu kopā.

Pabeigtais temperatūras sensora modulis ir parādīts 4. attēlā.

Pēc temperatūras sensora moduļa pabeigšanas tas tiek uzstādīts apsildāmā pavairotāja centrā, izmantojot divpusēju līmlenti. Vads tiek padots caur esošo atveri (kas man bija nedaudz jāpalielina, lai vads iederētos) pavairotāja pamatnē.

6. darbība: termostata moduļa izveide

ESP8266/NodeMCU, displejs, relejs un 5V barošanas avots glīti iekļaujas 158x90x60 mm korpusā ar caurspīdīgu vāku.

Man vajadzēja pamatplāksni, lai uzstādītu NodeMCU, LCD displeju un releju korpusa iekšpusē. Es domāju par 3D drukātas pamatnes pasūtīšanu, tāpēc SketchUp izveidoju.stl failu. Es mainīju savas domas un vienkārši izveidoju to pats no 4 mm baltas perspeksa gabala. Izmantojot SketchUp, es izveidoju veidni, lai atzīmētu precīzu vietu, kur urbt 3 mm caurumus. Piemēru skatiet failā.skp. Komponenti ir uzstādīti uz pamatnes, izmantojot dažus atbilstoša garuma starplikas.

Es urbju atveres pogām un savienotājiem korpusa sānos, uzstādīju pogas un savienotājus un vadu tos, izmantojot dažādas krāsas vadus, lai izvairītos no nepareiziem savienojumiem. Es rūpīgi pievienoju 230 V maiņstrāvas daļas. Vēlreiz: 230V maiņstrāva var būt bīstama, pārliecinieties, ka zināt, ko darāt, gatavojot šo projekta daļu!

5V barošanas avots un spaiļu bloks tiek turēti korpusa apakšā ar divpusēju līmlenti.

Pēc vadu pievienošanas NodeMCU, bija nepieciešams nedaudz paķerties, lai pamatnes plāksni korpusā nostiprinātu ar dažām m3 skrūvēm.

Pēdējā darbība: ielieciet caurspīdīgo vāku vietā, un mēs esam pabeiguši!

7. solis. Secinājums

Ir bijis patiesi jautri izveidot šo termostatu savam pavairotājam, sekot līdzi manam progresam tā veidošanā un rakstīt šo pamācību.

Termostats darbojas kā šarms, un arī tā kontrole un uzraudzība, izmantojot lietotni Blynk, darbojas labi.

Bet vienmēr ir iespēja uzlabot. Es domāju par temperatūras kontroles uzlabošanu, izvairoties no pārmērīgas mērķa pārsniegšanas. Iespējams, paskatīšos tā sauktajā PID bibliotēkā.

Vēl viena ideja: es varētu pievienot OTA opciju “Over the Air”, lai atjauninātu NodeMCU programmatūru, katru reizi neatverot lietu.