מד אנרגיה רב תכליתי DIY V2.0: 12 שלבים (עם תמונות)

2024 מְחַבֵּר: John Day | [email protected]. שונה לאחרונה: 2024-01-30 09:11

במדריך זה אראה לך כיצד להכין מד אנרגיה רב תכליתי מבוסס Wemos (ESP8266). מד קטן זה הוא מכשיר שימושי מאוד המפקח על מתח, זרם, הספק, אנרגיה וקיבולת. מלבד אלה הוא גם עוקב אחר טמפרטורת הסביבה החשובה ליישום פוטו -וולטאי סולארי. מכשיר זה מתאים כמעט לכל מכשיר DC. מד קטן זה יכול לשמש גם למדידת הקיבולת האמיתית של מארז הסוללות או בנק החשמל באמצעות עומס דמה. המד יכול למדוד עד טווח מתח בין 0 - 26V וזרם מרבי של 3.2A.

פרויקט זה הוא המשך לפרויקט הקודם שלי של מד אנרגיה.

להלן התכונות החדשות שנוספו לגרסה הקודמת

1. עקוב אחר הפרמטרים מהסמארטפון

2. טווח פרמטרים אוטומטי

3. מעקב אחר חשבון החשמל

4. בודק מכשיר USB

קיבלתי השראה משני הפרויקטים הבאים

1. צג כוח - חיישן זרם ומתח DC (INA219)

2. צור מד כוח/לוגר משלך

ברצוני להודות במיוחד לשני מחברי הפרויקטים לעיל.

אספקה:

רכיבים בשימוש:

1. Wemos D1 Mini Pro (אמזון)

2. INA219 (אמזון)

3. תצוגת OLED בגודל 0.96 אינץ '(אמזון)

4. חיישן טמפ 'DS18B20 (אמזון)

5. סוללת ליפו (אמזון)

6. מסופי בורג (אמזון)

7. כותרות נקבה / זכר (אמזון)

8. לוח מחורר (אמזון)

9. 24 AWG חוט (אמזון)

10. מתג שקופיות (אמזון)

11. יציאת זכר USB (אמזון)

12. 11. יציאת USB נקבה (אמזון)

12. עמידות PCB (אמזון)

13. פאנלים סולאריים (וולטאי)

כלים וכלים בשימוש:

1. מלחם (אמזון)

2. חשפן חוטים (אמזון)

3. מולטימטר (אמזון)

שלב 1: שלב 1: איך זה עובד?

הלב של מד האנרגיה הוא לוח Wemos מבוסס ESP8266. ה- ESP8266 מזהה את הזרם והמתח באמצעות חיישן הזרם INA219 וטמפרטורה לפי חיישן הטמפרטורה DS18B20. על פי מתח וזרם זה, ESP עושה את המתמטיקה לחישוב הספק, אנרגיה וקיבולת. מצריכת האנרגיה, חשבון החשמל מחושב על בסיס תעריף האנרגיה (מחיר לקוט ש).

הסכימה השלמה מחולקת ל -4 קבוצות

1. Wemos D1 Mini Pro

הכוח הדרוש ללוח Wemos מסופק מסוללת LiPov באמצעות מתג שקופיות.

2. חיישן זרם

חיישן הזרם INA219 מחובר ללוח Arduino במצב תקשורת I2C (סיכת SDA ו- SCL).

3. תצוגת OLED

בדומה לחיישן הנוכחי, תצוגת OLED מחוברת גם ללוח Arduino במצב תקשורת I2C. עם זאת, הכתובת של שני המכשירים שונה.

4. חיישן טמפרטורה

כאן השתמשתי בחיישן הטמפרטורה DS18B20. הוא משתמש בפרוטוקול של חוט אחד כדי לתקשר עם ה- Arduino.

שלב 2: הכינו את סיכות הכותרת

כדי להרכיב את ארדואינו, תצוגת OLED, חיישן זרם וחיישן טמפרטורה, אתה צריך סיכת כותרות ישרות נקבה. כאשר אתה רוכש את הכותרות הישרות, הם יהיו ארוכים מדי לשימוש ברכיבים. אז, יהיה עליך לקצץ אותם לאורך המתאים. השתמשתי בכפפה כדי לקצץ אותה.

להלן הפרטים אודות הכותרות:

1. לוח Wemos - 2 x 8 סיכות

2. INA219 - 1 x 6 סיכות

3. OLED - 1 x 4 סיכות

4. טמפ '. חיישן - 1 x 3 סיכות

שלב 3: הלחמה של הכותרות הנשיות

לאחר הכנת סיכת הכותרות הנשיות, הלחמי אותן ללוח המחורר.

לאחר הלחמת סיכות הכותרת, בדוק אם כל הרכיבים מתאימים בצורה מושלמת או לא.

שלב 4: מסופי בורג הלחמה, יציאת USB ומתג

ראשית הלחם את 3 מסופי הבורג, מסופי הבורג משמשים לחיבור 1. מקור 2. טעינה ו 3. סוללה

המסופים העליונים משמשים לחיבור מקור ועומס והמסוף התחתון הממוקם בצד המתג משמש לחיבור מארז הסוללות.

לאחר מכן הלחם את מתג השקופיות. מתג השקופיות מפעיל את הכיבוי והכבה ללוח ה- Wemos.

סוף סוף הלחמה יציאת ה- USB הנשית. גודל רגלי ההרכבה של יציאת ה- USB מעט גדול יותר מהחורים בחור המחורר, כך שעליך להפוך את החור רחב יותר באמצעות מקדחה. לאחר מכן לחץ על יציאת ה- USB לתוך החורים והלחם את כל הסיכות.

שלב 5: הכינו את חיישן INA219

חיישן INA219 מגיע עם רצועות כותרת זכר 6 סיכות ומסוף בורג. סיכות הכותרת הגברית מיועדות לחיבור I2C עם מיקרו -בקר ומסוף הבורג מיועד לחיבור קו חשמל למדידת הזרם.

כאן הלחמתי את סיכות הזכר 6 פינים ל- INA219 ועזבתי את מסוף הבורג לשקול מראה אסתטי. לאחר מכן הלחמתי ישירות שני חוטים למשטח ההלחמה שניתן למסוף הבורג כפי שמוצג בתמונה למעלה.

שלב 6: הרכיב את חיישן הטמפרטורה

כאן אני משתמש בחיישן הטמפרטורה DS18B20 בחבילת TO-92. בהתחשב בהחלפה הקלה, השתמשתי בכותרת נקבה בעלת 3 פינים. אבל אתה יכול להלחם ישירות את החיישן ללוח המחורר.

תרשים הסיכה עבור DS18B20 מוצג בתמונה למעלה.

שלב 7: צור את המעגל

לאחר הלחמת כותרות הנקבה ומסופי הברגים, עליך להצטרף לרפידות לפי התרשים הסכימטי המוצג לעיל.

החיבורים די ישרים קדימה

INA219 / OLED -> וומוס

VCC -> VCC

GND -> GND

SDA -> D2

SCL-> D1

DS18B20 -> וומוס

GND -> GND

DQ -> D4 דרך נגד משיכה של 4.7K

VCC -> VCC

לבסוף, חבר את מסופי הבורג לפי הסכימה.

השתמשתי בחוטים בצבע 24AWG כדי ליצור את המעגל. הלחם את החוט לפי תרשים המעגל.

שלב 8: הכינו את מארז הסוללות

כאן השתמשתי בחבילת סוללה של 700mAh להפעלת לוח ה- Wemos. מארז הסוללות מותקן על גב הלוח. כדי להרכיב את הסוללה, השתמשתי בקלטת דו צדדית 3M.

כמה מחשבות:

1. אם אינך רוצה להשתמש במארז סוללה, תוכל להשתמש בכוח מקור כדי להפעיל את לוח ה- Wemos באמצעות מעגל ווסת מתח.

2. ניתן להוסיף לוח טעינה TP4056 לטעינת סוללת LiPo.

שלב 9: הרכבת הסטנדאפים

לאחר הלחמה וחיווט, הרכיבו את הסטנדים ב -4 פינות. הוא יספק מספיק מרווח למפרקי הלחמה ולחוטים מהקרקע.

שלב 10: תוכנה וספריות

1. הכנת Arduino IDE ללוח Wemos

כדי להעלות את קוד Arduino ללוח Wemos, עליך לעקוב אחר הוראות שימוש אלה

הגדר את הלוח הנכון ויציאת COM.

2. התקן את הספריות

לאחר מכן עליך לייבא את הספרייה ל- IDE Arduino שלך

הורד את הספריות הבאות

1. ספריית בלינק

2. Adafruit_SSD1306

3. Adafruit_INA219

4. טמפרטורת דאלאס

5. OneWire

3. סקיצה ארדואינו

לאחר התקנת הספריות הנ ל, הדבק את קוד הארדואינו המופיע להלן. הזן את קוד האימות משלב 1, ssid והסיסמה של הנתב שלך.

לאחר מכן תעלה את הקוד.

שלב 11: ממשק עם אפליקציית Blynk

מכיוון שללוח Wemos יש שבב WiFi מובנה, אתה יכול לחבר אותו לנתב שלך ולפקח על כל הפרמטרים מהסמארטפון שלך. כאן השתמשתי באפליקציית Blynk להכנת אפליקציית ניטור הסמארטפונים.

Blynk היא אפליקציה המאפשרת שליטה מלאה על Arduino, ESP8266, Rasberry, Intel Edison, והרבה יותר חומרה. t תואם הן לאנדרואיד והן לאייפון.

בבלינק הכל פועל על ⚡️אנרגיה. כאשר אתה יוצר חשבון חדש, אתה מקבל ⚡️2, 000 להתחיל להתנסות; כל יישומון צריך קצת אנרגיה כדי לפעול.

בצע את השלבים הבאים:

שלב 1: הורד את אפליקציית Blynk

1. לאנדרואיד

2. לאייפון

שלב 2:

קבל את אסימון האימות כדי לחבר את אפליקציית Blynk ואת החומרה שלך, אתה צריך אסימון אימות.

1. צור חשבון חדש באפליקציית Blynk.

2. לחץ על סמל ה- QR בשורת התפריטים העליונה.

צור שיבוט של פרויקט זה על ידי סריקת קוד ה- QR המוצג למעלה. לאחר שזוהה בהצלחה, כל הפרויקט יופיע בטלפון שלך באופן מיידי.

3. לאחר יצירת הפרויקט, צוות Blynk ישלח לך אסימון אימות באמצעות מזהה דוא ל רשום.

4. בדוק את תיבת הדואר הנכנס שלך ומצא את אסימון האימות.

שלב 12: בדיקת המעגל

כדי לבדוק את הלוח, חיברתי סוללת 12V כמקור ונורית 3W כעמסה.

הסוללה מחוברת למסוף בורג המקור ו- LED מחובר למסוף בורג העומס. סוללת LiPo מחוברת למסוף בורג הסוללה ולאחר מכן מפעילה את המעגל באמצעות מתג ההחלקה. אתה יכול לראות את כל הפרמטרים המוצגים במסך OLED.

הפרמטרים בעמודה הראשונה הם 1. מתח 2. זרם 3. הספק הפרמטרים בעמודה השנייה הם 1. אנרגיה 2. קיבולת 3. טמפרטורה

כעת פתח את אפליקציית Blynk כדי לעקוב אחר כל הפרמטרים הנ ל מהסמארטפון שלך.

כדי לבדוק את הדיוק השתמשתי במולטימטר ובבוחן כפי שמוצג למעלה. הדיוק קרוב אליהם.

אני ממש מרוצה מהגאדג'ט הזה בגודל כיס.

תודה שקראת את ההוראה שלי. אם אתה אוהב את הפרויקט שלי, אל תשכח לשתף אותו.

הערות ומשוב תמיד יתקבלו בברכה.