DIY višenamjenski mjerač energije V2.0: 12 koraka (sa slikama)

2025 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja izmjena: 2025-01-23 14:37

U ovom uputstvu pokazat ću vam kako napraviti višenamjenski mjerač energije baziran na Wemosu (ESP8266). Ovaj mali mjerač je vrlo koristan uređaj koji prati napon, struju, snagu, energiju i kapacitet. Osim ovih, on također prati temperaturu okoline koja je važna za solarnu fotonaponsku primjenu. Ovaj uređaj je pogodan za gotovo svaki DC uređaj. Ovaj mali mjerač može se koristiti i za mjerenje stvarnog kapaciteta baterije ili napajanja pomoću lažnog opterećenja. Mjerač može mjeriti do raspona napona od 0 - 26V i maksimalne struje od 3,2A.

Ovaj projekt je nastavak mog ranijeg projekta mjerača energije.

Slijede nove značajke dodane starijoj verziji

1. Pratite parametre sa pametnog telefona

2. Automatski raspon parametara

3. Praćenje računa za električnu energiju

4. Tester USB uređaja

Inspirisala su me sledeća dva projekta

1. Monitor napajanja” - Senzor istosmjerne struje i napona (INA219)

2. Napravite vlastiti mjerač snage/drvosječu

Posebno bih se zahvalio gore navedenoj dvojici autora projekta.

Potrošni materijal:

Korištene komponente:

1. Wemos D1 Mini Pro (Amazon)

2. INA219 (Amazon)

3. OLED ekran od 0,96 (Amazon)

4. Senzor temp. DS18B20 (Amazon)

5. Lipo baterija (Amazon)

6. Vijčani terminali (Amazon)

7. Žensko / muško zaglavlje (Amazon)

8. perforirana ploča (Amazon)

9. 24 AWG Wire (Amazon)

10. Klizni prekidač (Amazon)

11. USB muški port (Amazon)

12. 11. USB ženski port (Amazon)

12. Ostaci PCB -a (Amazon)

13. Solarni paneli (voltažni)

Korišteni alati i instrumenti:

1. Lemilica (Amazon)

2. Skidač žice (Amazon)

3. Multimetar (Amazon)

Korak 1: Korak 1: Kako to funkcionira?

Srce mjerača energije je Wemos ploča zasnovana na ESP8266. ESP8266 očitava struju i napon pomoću senzora struje INA219, a temperaturu pomoću senzora temperature DS18B20. Prema ovom naponu i struji, ESP izračunava snagu, energiju i kapacitet. Iz potrošnje energije, račun za električnu energiju izračunava se na osnovu stope energije (cijena po kWh).

Cijela shema podijeljena je u 4 grupe

1. Wemos D1 Mini Pro

Napajanje potrebno za Wemos ploču napaja se iz LiPovBattery baterije pomoću kliznog prekidača.

2. Senzor struje

Senzor struje INA219 spojen je na Arduino ploču u I2C komunikacijskom načinu (SDA i SCL pin).

3. OLED ekran

Slično kao i trenutni senzor, OLED ekran je takođe povezan sa Arduino pločom u komunikacionom režimu I2C. Međutim, adresa oba uređaja je različita.

4. Senzor temperature

Ovdje sam koristio senzor temperature DS18B20. Za komunikaciju s Arduinom koristi jednožilni protokol.

Korak 2: Pripremite igle zaglavlja

Da biste montirali Arduino, OLED ekran, trenutni senzor i temperaturni senzor, potreban vam je odgovarajući ženski pin zaglavlja. Kada kupite ravna zaglavlja, oni će biti predugi da bi se komponente mogle koristiti. Dakle, morat ćete ih skratiti na odgovarajuću dužinu. Upotrijebio sam štipaljku da ga skinem.

Ovo su detalji o zaglavljima:

1. Wemos ploča - 2 x 8 pinova

2. INA219 - 1 x 6 pinova

3. OLED - 1 x 4 igle

4. Temp. Senzor - 1 x 3 igle

Korak 3: Lemite ženske glave

Nakon pripreme igle ženskih zaglavlja, lemite ih na perforiranu ploču.

Nakon lemljenja igala zaglavlja provjerite odgovaraju li sve komponente savršeno ili ne.

Korak 4: Lemljeni vijčani terminali, USB priključak i prekidač

Prvo lemite 3 vijčana terminala, vijčani terminali se koriste za spajanje 1. Izvor 2. Opterećenje i 3. Baterija

Gornji terminali služe za povezivanje izvora i opterećenja, a donji terminal sa strane prekidača koristi se za spajanje baterije.

Zatim lemite klizni prekidač. Klizni prekidač uključuje i isključuje napajanje Wemos ploče.

Na kraju lemite ženski USB port. Veličina pričvrsnih nogu USB priključka je nešto veća od rupa u perforiranoj rupi, pa rupu morate proširiti pomoću bušilice. Zatim pritisnite USB priključak u te rupe i lemite sve pinove.

Korak 5: Pripremite senzor INA219

Senzor INA219 dolazi sa 6pin muškim trakama zaglavlja i vijčanim terminalom. Muški pinovi zaglavlja služe za I2C vezu sa mikrokontrolerom, a vijčani terminal za povezivanje dalekovoda za mjerenje struje.

Ovdje sam lemio 6 -pinske muške igle na INA219 i ostavio vijčani terminal radi razmatranja estetskog izgleda. Zatim sam izravno lemio dvije žice na podlogu za lemljenje datu za vijčane stezaljke kao što je prikazano na gornjoj slici.

Korak 6: Montirajte temperaturni senzor

Ovdje koristim senzor temperature DS18B20 u paketu TO-92. S obzirom na jednostavnu zamjenu, koristio sam 3 -polno žensko zaglavlje. Ali možete direktno lemiti senzor na perforiranu ploču.

Pin dijagram za DS18B20 prikazan je na gornjoj slici.

Korak 7: Napravite krug

Nakon lemljenja ženskih zaglavlja i vijčanih stezaljki, morate spojiti jastučiće prema gore prikazanoj shemi.

Veze su prilično jasne

INA219 / OLED -> Wemos

VCC -> VCC

GND -> GND

SDA -> D2

SCL-> D1

DS18B20 -> Wemos

GND -> GND

DQ -> D4 kroz 4,7K pull -up otpornik

VCC -> VCC

Na kraju spojite vijčane stezaljke prema shemi.

Koristio sam žice u boji 24AWG za izradu kruga. Lemite žicu prema dijagramu kola.

Korak 8: Pripremite bateriju

Ovdje sam upotrijebio bateriju od 700mAh za napajanje Wemos ploče. Baterija je postavljena na stražnju stranu ploče. Za montažu baterije koristio sam 3M dvostranu traku.

Nekoliko misli:

1. Ako ne želite koristiti bateriju, možete koristiti izvor napajanja za napajanje Wemos ploče pomoću kruga regulatora napona.

2. Možete dodati ploču za punjenje TP4056 za punjenje LiPo baterije.

Korak 9: Montiranje držača

Nakon lemljenja i ožičenja, postavite nosače na 4 ugla. Omogućit će dovoljnu udaljenost lemnih spojeva i žica od tla.

Korak 10: Softver i biblioteke

1. Priprema Arduino IDE -a za Wemos ploču

Da biste učitali Arduino kôd na Wemos ploču, morate slijediti ove upute

Postavite ispravnu ploču i COM port.

2. Instalirajte biblioteke

Zatim morate uvesti biblioteku u svoj Arduino IDE

Preuzmite sljedeće biblioteke

1. Blynk biblioteka

2. Adafruit_SSD1306

3. Adafruit_INA219

4. DallasTemperature

5. OneWire

3. Arduino skica

Nakon instaliranja gornjih biblioteka, zalijepite Arduino kôd dat u nastavku. Unesite kod za autorizaciju iz koraka 1, ssid i lozinku vašeg usmjerivača.

Zatim učitajte kôd.

Korak 11: Povezivanje s aplikacijom Blynk

Budući da Wemos ploča ima ugrađeni WiFi čip, možete ga povezati sa usmjerivačem i pratiti sve parametre sa svog pametnog telefona. Ovdje sam koristio aplikaciju Blynk za izradu aplikacije za praćenje pametnih telefona.

Blynk je aplikacija koja omogućuje potpunu kontrolu nad Arduinom, ESP8266, Rasberryjem, Intel Edisonom i još mnogo više hardvera. t je kompatibilan sa Androidom i iPhoneom.

U Blynku sve radi na ⚡️Energiji. Kada kreirate novi račun, dobit ćete 2 000 ⚡️ za početak eksperimentiranja; Za rad svakog widgeta potrebno je malo energije.

Slijedite korake u nastavku:

Korak 1: Preuzmite aplikaciju Blynk

1. Za Android

2. Za iPhone

Korak 2:

Nabavite Auth Token Da biste povezali Blynk aplikaciju i svoj hardver, potreban vam je Auth Token.

1. Kreirajte novi račun u aplikaciji Blynk.

2. Pritisnite ikonu QR na gornjoj traci menija.

Napravite klon ovog projekta skeniranjem gore prikazanog QR koda. Nakon što ga uspješno otkrije, cijeli će projekt odmah biti na vašem telefonu.

3. Nakon kreiranja projekta, Blynk tim će vam poslati Auth Token preko registrovanog id -a e -pošte.

4. Provjerite prijemno sanduče e -pošte i pronađite token autorizacije.

Korak 12: Testiranje kola

Da bih testirao ploču, spojio sam 12V bateriju kao izvor i 3W LED kao opterećenje.

Baterija je spojena na izvorni vijčani terminal, a LED je priključen na vijčani terminal opterećenja. LiPo baterija je spojena na vijčani terminal akumulatora, a zatim pomoću kliznog prekidača uključite krug. Možete vidjeti sve parametre koji se prikazuju na OLED ekranu.

Parametri u prvom stupcu su 1. Napon 2. Struja 3. Snaga Parametri u drugom stupcu su 1. Energija 2. Kapacitet 3. Temperatura

Sada otvorite aplikaciju Blynk za praćenje svih gore navedenih parametara sa svog pametnog telefona.

Za provjeru točnosti upotrijebio sam svoj multimetar i tester kako je prikazano gore. Tačnost im je blizu.

Zaista sam zadovoljan ovim džepnim spravicom.

Hvala vam što ste pročitali moj Instructable. Ako vam se sviđa moj projekt, ne zaboravite ga podijeliti.

Komentari i povratne informacije uvijek su dobrodošli.