Termostat propagatora pomoću ESP8266/NodeMCU i Blynk: 7 koraka (sa slikama)

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

Nedavno sam kupio grijani propagator, koji bi trebao pomoći da moje sjeme cvijeća i povrća proklija ranije u sezoni. Došao je bez termostata. A budući da su termostati prilično skupi, odlučio sam napraviti svoj. Kako sam htio iskoristiti ovu priliku da se malo poigram s Blynkom, termostat sam zasnovao na razvojnoj ploči ESP8266/NodeMCU koju sam imao naokolo.

Za prethodne projekte mnogo sam koristio web stranice poput instructables.com za inspiraciju i pomoć kad god sam zaglavio. Nije ništa više od fer da i ja dam mali doprinos, pa evo moje prve instrukcije ikada!

Odricanje odgovornosti: Ovaj projekt radi na AC 230V, što je prilično opasno i sve što je pogrešno može vas ubiti. Ne mogu biti odgovoran za bilo kakvu štetu, povrede ili gubitak života. Učinite ovo na vlastitu odgovornost

Korak 1: Lista stvari koje sam koristio

1 NodeMCU V3.0

2 1-žični senzor temperature DS18B20

1 Relejni modul

1 LCD1602 I2C ekran

3 Dugmad u boji

1 kućište 158x90x60 s prozirnim poklopcem

1 5V USB punjač za telefon

1 kratki USB 2.0 A muški na B muški mikro 5 -polni podatkovni kabel

1 Otpornik od 4,7 kΩ

1 vodootporni blok šperploče, otprilike 10x5x2cm

1 komad bijele plastične cijevi, promjera 12 mm, dužine 16 cm

1 kabel za napajanje 230V sa utikačem

1 ženska utičnica za 230 V (2 pina)

1 ženska utičnica za 230 V (3 pina)

1 6 -pozicijski 2 -redni priključni blok

1 stereo audio kabel sa stereo priključkom od 3,5 mm na jednom kraju

1 ženska stereo utičnica od 3,5 mm

2 priključka za kabelske uvodnice M16

1 komad bijelog perspeksa otprilike 160x90

I neke spojne žice, termoskupljajuće cijevi, ljepilo, dvostrana ljepljiva traka, crna boja u spreju, odstojnici za PCB ploče, vijci M3 i svrdlo od 1,5 mm/6,5 mm/12 mm/16 mm

Korak 2: Dizajniranje termostata

Kao što je rečeno, termostat je izgrađen oko razvojne ploče ESP8266/NodeMCU.

Stvarna temperatura tla i zraka u razmnožavaču mjerit će se s 2 temperaturna senzora. Ovi senzori imaju takozvano 1-Wire sučelje, što znači da se mogu povezati paralelno na jedan ulazni port. Kao što je spomenuto u ovom izvrsnom listu s podacima, za 1-žičnu sabirnicu potreban je vanjski otpornik od otprilike 5 kΩ. Koristim otpornik od 4,7 kΩ između signalne linije senzora i 3,3 V NodeMCU -a.

Kako bi se mogla povećati ili smanjiti željena ciljna temperatura tla, dodaju se 2 tipke, kao i LCD ekran od 16x2 karaktera koji daje povratne informacije o trenutnoj i ciljnoj temperaturi. Ovaj LCD ekran ima ugrađeno pozadinsko osvjetljenje. Kako bih spriječio stalno pozadinsko osvjetljenje, odlučio sam nakon nekog vremena dodati neki kôd za zatamnjivanje ekrana. Da bih mogao ponovo aktivirati pozadinsko osvjetljenje, dodao sam još jedno dugme. Konačno, dodaje se relejni modul za uključivanje i isključivanje napajanja toplinskog kabela u propagatoru.

Gornja slika prikazuje kako su ove komponente povezane s glavnom jedinicom.

Korak 3: Pretvaranje termostata u "Blynk"

Budući da nam kasnije u kodu trebaju neki podaci iz aplikacije Blynk, prvo se pobrinimo za poslovanje s Blynkom.

Slijedite prva 3 koraka Blynk uputstava za početak.

Sada kreirajte novi projekt u aplikaciji Blynk. Kao naziv projekta odabrao sam 'Propagator'. S popisa uređaja odaberite 'NodeMCU', vrsta veze je 'WiFi'. Sviđa mi se mračna tema, pa sam odabrao 'Tamno'. Nakon pritiska na OK, pojavit će se skočni prozor u kojem se navodi da je token autorizacije poslan na vašu adresu e -pošte. Provjerite svoju poštu i zapišite ovaj token, kasnije ćemo trebati kod NodeMCU.

Dodirnite prazan ekran koji se sada prikazuje i dodajte:

• 2 mjerača (po 300 energije, dakle ukupno 600)
• 1 SuperChart (900 energije)
• 1 Prikaz vrijednosti (200 energije)
• 1 klizač (200 energije)
• 1 LED (100 energije)

Ovo točno troši vaš besplatni energetski bilans od 2000;-)

Gornje slike prikazuju kako rasporediti ekran s ovim elementima. Dodirom svakog elementa mogu se prilagoditi detaljne postavke (također prikazane na gornjim slikama).

Nakon što završite, aktivirajte svoj projekt odabirom tipke "play". Aplikacija se (naravno) neće uspjeti povezati jer se još nema s čim povezati. Pa prijeđimo na sljedeći korak.

Korak 4: Kodeks zbog kojeg sve funkcionira

Sada je vrijeme za programiranje našeg ESP8266/NodeMCU. Za to koristim Arduino IDE aplikaciju, koju možete preuzeti ovdje. Da biste ga postavili za ESP8266/NodeMCU, pogledajte ovo sjajno uputstvo Magesha Jayakumara.

Kôd koji sam stvorio za svoj Propagator termostat može se pronaći u datoteci Thermostat.ino ispod.

Ako želite ponovo koristiti ovaj kôd, obavezno ažurirajte svoj WiFi SSID, lozinku i svoj Blynk autorizacijski token u kodu.

Korak 5: Konstrukcija modula senzora temperature

Baza propagatora bit će ispunjena slojem oštrog pijeska ili vrlo sitnog zrna debljine oko 2 cm. To će ravnomjernije rasporediti toplinu dna. Kako bih pravilno izmjerio temperaturu 'tla', odlučio sam se za vodootporni senzor temperature DS18B20. Iako je moj propagator došao s ugrađenim analognim termometrom za mjerenje temperature zraka unutra, odlučio sam dodati još jedan temperaturni senzor za mjerenje temperature zraka i elektronskim putem.

Da bih oba senzora lijepo držala na mjestu, stvorio sam jednostavnu drvenu konstrukciju. Uzeo sam komad vodootporne šperploče i izbušio rupu od 6,5 mm sa strane na stranu kako bih držao senzor temperature tla, vodeći žicu senzora kroz blok. Pored toga, izbušio sam rupu od 12 mm u središtu bloka šperploče, do otprilike 3/4 ukupne visine, i rupu od 6,5 mm sa strane, na pola bloka, završavajući rupom od 12 mm. Ova rupa drži senzor temperature zraka.

Senzor temperature zraka prekriven je bijelom plastičnom cijevi koja stane u otvor od 12 mm. Dužina cijevi je oko 16 cm. Cijev ima nekoliko rupa od 1,5 mm izbušenih u donjoj polovici (gdje se nalazi senzor), gornja polovica je obojena u crno. Ideja je da se zrak u crnom dijelu cijevi malo zagrijava, diže do vrha i izlazi, stvarajući tako protok zraka oko senzora. Nadajmo se da će ovo dovesti do boljeg očitavanja temperature zraka. Konačno, kako biste spriječili ulazak pijeska ili šljunka, rupe za kabele senzora ispunjene su ljepilom.

Za spajanje senzora upotrijebio sam stari stereo audio kabel koji na jednom kraju ima stereo utičnicu od 3,5 mm. Odrezao sam konektore s druge strane i lemio 3 žice (moj audio kabel ima bakrenu masu, crvenu i bijelu žicu):

- obje crne žice sa senzora (uzemljenje) idu do žice za uzemljenje audio kabela

- obje crvene žice (+) idu do crvene žice

- obje žute žice (signal) idu do bijele žice

Lemljene dijelove izolirao sam pojedinačno pomoću termoskupljajuće cijevi. Također su korištene neke termoskupljajuće cijevi za držanje 2 žice senzora zajedno.

Završen modul senzora temperature prikazan je na četvrtoj slici iznad.

Nakon završetka modula temperaturnog senzora, instalira se u središte zagrijanog propagatora pomoću neke dvostrane ljepljive trake. Žica se dovodi kroz postojeći otvor (koji sam morao malo povećati da bi žica stala) u bazi propagatora.

Korak 6: Konstrukcija modula termostata

ESP8266/NodeMCU, ekran, relej i 5V napajanje uredno se uklapaju u kućište 158x90x60 mm s prozirnim poklopcem.

Trebala mi je osnovna ploča za postavljanje NodeMCU -a, LCD ekrana i releja unutar kućišta. Razmišljao sam o naručivanju 3D štampane osnovne ploče, pa sam stvorio.stl datoteku u SketchUpu. Predomislio sam se i jednostavno sam ga napravio od komada bijelog stakla od 4 mm. Pomoću programa SketchUp stvorio sam predložak za označavanje tačnog mjesta za bušenje rupa od 3 mm. Za primjer pogledajte.skp datoteku. Komponente su montirane na osnovnu ploču pomoću nekih odstojnih odstojnika odgovarajuće dužine.

Izbušio sam rupe za gumbe i konektore na bočnim stranama kućišta, instalirao gumbe i konektore te ih ožičio žicama različitih boja kako bih izbjegao pogrešne veze. Pažljivo sam ožičio 230V AC dijelove. Opet: 230 V AC može biti opasno, pazite da znate šta radite dok pripremate ovaj dio projekta!

Napajanje i priključni blok od 5 V drže se na dnu kućišta pomoću neke dvostrane ljepljive trake.

Nakon povezivanja žica na NodeMCU, bilo je potrebno neko miješanje oko pričvršćivanja osnovne ploče u kućištu s nekoliko m3 vijaka.

Završna akcija: postavite prozirni poklopac na mjesto i gotovi smo!

Korak 7: Zaključak

Bilo je zaista zabavno izgraditi ovaj termostat za svog propagatora i pratiti moj napredak u izgradnji i pisanju ovog uputstva.

Termostat radi poput šarma, a njegovo upravljanje i nadzor pomoću aplikacije Blynk također dobro funkcionira.

Ali uvijek postoji prostor za poboljšanje. Razmišljam o poboljšanju kontrole temperature izbjegavanjem previše 'pretjerivanja u metu'. Verovatno ću pogledati takozvanu PID biblioteku.

Još jedna ideja: mogao bih dodati 'Over The Air' OTA opciju za ažuriranje softvera NodeMCU bez otvaranja kućišta svaki put.