Solarni senzor bazena Crocodile: 7 koraka (sa slikama)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja izmjena: 2024-01-30 08:04

Ovo uputstvo pokazuje kako izgraditi prilično poseban senzor za bazen koji mjeri temperaturu bazena i prenosi ga putem WiFi -a u aplikaciju Blynk i u brokera MQTT. Zovem ga "Crocodile Solar Pool Sensor". Koristi programsko okruženje Arduino i ploču ESP8266 (Wemos D1 mini pro).

Šta je posebno u ovom projektu?

• Izgled je jednostavno odličan
• Potpuno neovisno o izvorima napajanja (solarni panel napaja LiPo bateriju)
• ESP8266 WiFi senzor male snage
• Vrlo precizan temperaturni senzor
• Prijenos podataka o temp i naponu u aplikaciju Blynk za vaš mobilni telefon
• Šalje i vremensku oznaku "posljednje ažuriranje" aplikaciji Blynk
• Prijenos podataka o tempu i naponu posredniku MQTT
• Celsius i Fahrenheit zamjenjivi
• Može se reprogramirati

Vaš nivo vještina: srednji do iskusni

Supplies

Za ovu izgradnju morate znati kako raditi sa:

• Arduino IDE (programsko okruženje)
• lemilicu
• bušilica
• oštar nož
• epoksidno ljepilo
• vruće ljepilo
• industrijska pjena za raspršivanje
• boja u spreju

Korak 1: Potrebne komponente

Ove stvari su potrebne za izradu ovog lijepog senzora za bazen:

• Glava krokodila (pjenasta plastika) pronađena ovdje: Amazon: Glava krokodila
• ILI alternativno: školjka broda (Aliexpress). Molimo pogledajte korak 6 za ovo.
• ESP8266 Wemos D1 mini pro: (Aliexpress)
• Solarni panel 0,25 W 45x45 mm: (Aliexpress)
• ** UREDI nakon godinu dana korištenja: toplo preporučujem upotrebu jače baterije poput 18650 (primjer: Aliexpress)
• Modul punjača baterija TP4056: (Aliexpress)
• Vodootporni senzor temperature DS 18b20: (Aliexpress)
• 22 AWG žica (Aliexpress)
• Prototip PCB ploče 5x7cm (Aliexpress)
• 220 Ohm i 4,7 kOhm otpornici
• kratki USB na MicroUSB kabel

dodatno:

• Izolacijska brtvila od pjene na tržištu "uradi sam" ili ovdje: (Amazon)
• Vodootporna boja @ DIY market ili ovdje: (Amazon)
• Prskalica u obliku spreja na tržištu "uradi sam" ili ovdje: (Amazon)
• Tečni epoksid za vodootporne premaze na tržištu "uradi sam"
• Vruće ljepilo

Možda ćete morati koristiti 3D pisač za ispis vodootpornog poklopca za USB priključak.

Korak 2: Elektronika

Mislio sam da je najlakše početi s nekim od ovih DIY univerzalnih prototipnih PCB -a i otkrio sam da je dimenzija 5x7 cm savršena za tu svrhu.

Koraci izgradnje:

1. Pripremite D1 mini pro za korištenje vanjske antene:

   1. Otpakirani otpornik od 0 Ohma pored keramičke antene
   2. Okrenite otpornik od 0 ohma prema dolje i lemite vezu na vanjsku antenu (dobro objašnjenje se nalazi ovdje - korak 5)
2. Postavite dijelove i odlučite se za raspored na prototipnoj PCB -u prije nego počnete lemiti
3. Lemite igle na D1 mini pro
4. Lemiti zaporne igle na ploču prototipa
5. Lemite igle za ploču punjača na prototipnu PCB
6. Lemite ploču punjača na igle
7. Odrežite kabel osjetnika temperature na duljinu od 20 cm
8. Za povezivanje senzora temperature pogledajte gornju sliku
9. Lemiti kabel na solarnu ploču
10. NEMOJTE još lemiti kablove solarnih panela na ploču - njih je potrebno prvo zalijepiti na krokodilsku glavu
11. Slijedite gornju shemu Fritzinga za lemljenje svih preostalih priključaka na PCB
12. Nakon što su sve komponente spojene i lemljene, upotrijebite vruće ljepilo da popravite bateriju. Napomena: Za uspavljivanje ESP8266 potrebno je spojiti pin D1 s pinom RST. Ponekad D1 mini pro uzrokuje probleme sa serijskim portom ako su priključci D0 i RST povezani. Ona koju sam koristio (vidi gornju vezu Aliexpress) nije imala ovaj problem. Ako se suočite s ovim problemom, možda ćete morati upotrijebiti kratkospojnik ili prekidač za odvajanje dva pina za postavljanje novog koda. Ali (!) Tada nemate mogućnosti reprogramirati nakon što je glava krokodila zapečaćena. U tom slučaju također ne morate izvući USB priključak prema van (npr. Za bušenje treće rupe).

Korak 3: Hardverski dio 1 (Priprema krokodilske glave)

U ovom koraku pripremamo stražnju stranu krokodilske glave kako bismo dobili dovoljno prostora za elektroniku. Bušimo rupe za antenu, solarnu ploču i USB priključak. Prvo sam planirao svoj projekt bez USB priključka. Ali tada sam pomislio da bi bilo nemoguće za mene izvršiti neke nadogradnje softvera nakon što krokodil ponovo bude zapečaćen. Stoga sam odlučio koristiti kratki USB kabel mikro-USB na USB kako bih omogućio vanjski pristup ploči ESP8266. Sljedeći koraci koje treba učiniti:

• Oštrim nožem odrežite malo više od 7x5 cm (veličina vaše prototipne ploče) s tvrde površine
• Žlicom uklonite mekšu pjenu iznutra
• Samo pazite da imate dovoljno prostora za kablove i ploču
• Isprobajte odgovara li i ima li još prostora za kasnije pokrivanje

Sada izbušite dvije ili tri rupe u glavi:

• za solarni panel
• za antenu
• (opcionalno) za USB port za omogućavanje kasnijeg programiranja

Koristite 2 -komponentni epoksid (5 minuta) za lijepljenje i ponovno brtvljenje ovih rupa. Koristite dovoljno epoksidnog ljepila! Uvjerite se da će nakon toga biti vodootporan!

1. Zalijepite kabel solarne ploče na glavu i pravilno zatvorite rupu
2. Zalijepite solarni panel između očiju
3. Zalijepite utičnicu antene na glavu i pravilno zatvorite rupu
4. Zalijepite USB utikač i pravilno zatvorite rupu

Da bih izbjegao koroziju vode na USB priključku, 3D sam odštampao malu zaštitnu kapicu.

Korak 4: Softver

Morate imati pokrenuto Arduino okruženje. Ako nije, provjerite ovo.

Postavljanje hardvera je jednostavno (na mom Macu):

LOLIN (WEMOS) D1 mini Pro, 80 MHz, Flash, 16M (14M SPIFFS), v2 Donja memorija, Onemogući, Ništa, Samo skica, 921600 na /dev/cu. SLAB_USBtoUART

Arduino kôd nabavite ovdje: Arduino kôd na Githubu

Kôd šalje temperaturu i napon baterije u Blynk. Samo učitajte aplikaciju Blynk na svoj mobilni telefon i kreirajte novi projekt. Blynk će vam poslati Auth Token za ovaj projekat. Unesite ovaj token u datoteku Settings.h. Zadane postavke će se poslati

• temperatura do VIRTUALNOG PIN -a 11
• napon na VIRTUALNI PIN 12
• posljednja ažurirana vremenska oznaka u VIRTUALNI PIN 13

ali ove je pinove u kodu lako promijeniti. Samo se poigrajte sa svim Blynk widgetima koristeći V11, V12 i V13 - zabavno je. Ako ste novi u ovome, samo pročitajte uputstva mog prijatelja Debasisha - većina toga je objašnjena u koraku 19.

Softver je također pripremljen za korištenje brokera MQTT.

U postavkama.h postoji globalna varijabla pod nazivom MQTT. Ovo mora biti postavljeno na true ili false, ovisno o tome koristite li MQTT ili ne.

U mom slučaju koristim MQTT brokera (narančasta PI Zero, Mosquitto, Node-Red) i nadzornu ploču na kojoj se okupljaju svi moji podaci senzora. Ako ste tek počeli s MQTT -om, dopustite Googleu da vam pomogne u postavljanju.

Ako ste upoznati sa MQTT -om, prilično sam siguran da ćete razumjeti kôd.

Korak 5: Hardverski dio 2 (ponovno brtvljenje)

U ovom koraku moramo spakirati svu elektroniku (softver učitan i testiran) i ponovno zapečatiti trbuh našeg krokodila. Osobno vidim dva moguća rješenja:

1. Koristeći akrilno staklo i zalijepite ga epoksidnim ljepilom vodootpornim za trbuh. Za kabel osjetnika temperature upotrijebite vodootporni kabelski kanal (žao mi je što nisam odabrao ovu opciju - nakon svega što sam prošao, toplo bih preporučio da idete ovim putem.)
2. Pomoću industrijske pjene ponovo popunite praznine, a zatim za brtvljenje upotrijebite vodootpornu boju. I završite ga punilom i bojom.

Odlučio sam se za opciju 2. Koraci su sljedeći:

1. Lemljenje kabla solarnih panela na ploču
2. Spojite antenski kabel
3. Spojite USB kabel na ploču ESP8266 (I NE na ploču za punjenje)
4. Stisnite sav kabel i ploču u rupu
5. Ostavite 5-10 cm kabla osjetnika temperature da visi
6. Upotrijebite industrijsku pjenu da popunite sve praznine (Pazite - pjena se jako širi)
7. Pustite da se osuši i zatim oštrim nožem izrežite pjenu
8. Sada upotrijebite neku vodootpornu boju (koristi se za popravljanje krovova) i obojite je po cijeloj boji
9. Ostavite da se osuši i upotrijebite sprej za punjenje za stvaranje tvrde kore (to morate činiti uvijek iznova)
10. VAŽNO UREĐIVANJE (nakon nekoliko tjedana u vodi): Nanesite dva ili tri premaza po cijelom tečnom epoksidu kako biste dobili zaista vodootporan premaz.
11. Ostavite da se osuši - ZAVRŠENO!

Korak 6: Alternativna izgradnja

Budući da mi je prva verzija s croc -om i dalje najdraža, moram priznati da sam odabrao pogrešnu bateriju (preslaba). Nažalost, više ne mogu zamijeniti bateriju jer je zatvorena u tijelu crocs.

Zbog toga sam odlučio napraviti još jedno rješenje s brodom kao tijelom za bolji pristup elektronici i bateriji ako je potrebno.

Promjene:

• Školjka (https://www.aliexpress.com/item/32891355836.html)
• LiLion baterija 18650
• 3D štampani umetak za postavljanje dvije ploče (ESP8266 i modul punjača)

Korak 7: Dodatak: Dodatni ekrani/senzori

Ako želite otići dalje od prikaza podataka bazena samo u aplikaciji Blynk, možete ih gurnuti i u MQTT posrednika. To vam omogućuje da koristite još nekoliko mogućnosti za prikaz podataka vašeg bazena (ili drugih) na različitim uređajima. Jedna bi bila Node Red Dashboard na Raspberry Pi -u (vidi gornju sliku) ili LED matrični ekran. Ako ste zainteresirani za LED matricu, kôd potražite ovdje:

Inače, kombinirao sam ovaj projekt sa Solarnom meteorološkom stanicom, uključujući vremensku prognozu Zambretti iz ovog projekta:

Inspiracija za ovu solarnu meteorološku stanicu došla je od mog prijatelja Indijca Debasisha. Njegove instrukcije možete pronaći ovdje:

Prva nagrada na takmičenju senzora