חיישן בריכת השמש של תנין: 7 שלבים (עם תמונות)

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

מדריך זה מראה כיצד לבנות חיישן בריכה מיוחד למדי המודד את טמפרטורת הבריכה ומעביר אותו באמצעות WiFi לאפליקציית Blynk ולמתווך MQTT. אני קורא לזה "חיישן בריכת השמש של תנין". הוא משתמש בסביבת התכנות של Arduino ולוח ESP8266 (Wemos D1 mini pro).

מה מיוחד בפרויקט הזה?

• המראה פשוט נהדר
• עצמאי לחלוטין ממקורות חשמל (פאנל סולארי מזין את סוללת ה- LiPo)
• חיישן WiFi ESP8266 בעל הספק נמוך
• חיישן טמפרטורה דיוק למדי
• העברת נתונים של טמפ 'ומתח ל- APP Blynk לטלפון הנייד שלך
• שולחת חותמת זמן "עודכנה לאחרונה" לאפליקציית Blynk
• העברת נתונים של טמפ 'ומתח לברוקר MQTT
• ניתן להחלפה של צלזיוס ופרנהייט
• ניתן לתכנת מחדש

רמת המיומנות שלך: בינונית למנוסה

אספקה

עבור build זה תצטרך לדעת כיצד עובדים עם:

• Arduino IDE (סביבת תכנות)
• מגהץ
• מקדחה
• סכין חדה
• דבק אפוקסי
• דבק חם
• קצף תרסיס תעשייתי
• צבע ריסוס

שלב 1: דרושים רכיבים

הדברים האלה נחוצים לבניית חיישן הבריכה הנחמד הזה:

• ראש התנין (פלסטיק מוקצף) שנמצא כאן: אמזון: ראש תנין
• או לחילופין: מעטפת סירה (Aliexpress). אנא ראה שלב 6 בנושא זה.
• ESP8266 Wemos D1 mini pro: (Aliexpress)
• פאנל סולארי 0.25W 45x45mm: (Aliexpress)
• ** עריכה לאחר שנה של שימוש: אני ממליץ בחום להשתמש בסוללה חזקה יותר כגון 18650 (דוגמא: Aliexpress)
• מודול מטען סוללות TP4056: (Aliexpress)
• חיישן טמפרטורה עמיד למים DS 18b20: (Aliexpress)
• 22 AWG חוט (Aliexpress)
• לוח PCB אב טיפוס 5x7 ס"מ (Aliexpress)
• נגדי 220 אוהם ו -4.7 קאוהם
• כבל USB קצר ל- MicroUSB

בנוסף:

• איטום קצף מבודד @ שוק DIY או כאן: (אמזון)
• צבע עמיד למים @ שוק DIY או כאן: (אמזון)
• תרסיס פריימר למילוי @ שוק DIY או כאן: (אמזון)
• אפוקסי נוזלי לציפוי עמיד למים @ שוק DIY
• דבק חם

ייתכן שיהיה עליך להשתמש במדפסת תלת מימד להדפסת כיסוי עמיד למים ליציאת ה- USB.

שלב 2: אלקטרוניקה

חשבתי שהכי קל להתחיל בכמה ממכשירי ה- PCB האוניברסליים העשויים DIY ומצאתי שגודל 5X7 ס מ פשוט מושלם למטרה זו.

שלבי בנייה:

1. הכינו את ה- D1 mini pro לשימוש באנטנה חיצונית:

   1. נגד 0 אוהם ללא הלחמה ליד אנטנת קרמיקה
   2. סובב את הנגד 0 אוהם כלפי מטה והלחם את החיבור לאנטנה חיצונית (הסבר טוב נמצא כאן - שלב 5)
2. הניחו את החלקים והחליטו על הפריסה על אב -הטיפוס PCB לפני שתתחילו בהלחמה
3. הלחם את הפינים ל- D1 mini pro
4. הלחם את סיכות ההתנגדות ללוח האב -טיפוס
5. הלחם את הפינים ללוח המטען לאב -טיפוס PCB
6. הלחם את לוח המטען לפינים
7. חותכים את הכבל של חיישן הטמפרטורה באורך של 20 ס"מ
8. אנא ראה תמונה למעלה לחיבור חיישן הטמפרטורה
9. הלחם את הכבל ללוח הסולארי
10. אין לרתך את כבלי הפאנל הסולארי ללוח - אלה צריכים להדביק תחילה לראשו של התנין
11. בצע את סכמת ה- Fritzing לעיל כדי להלחם את כל החיבורים הנותרים ל- PCB
12. לאחר שכל הרכיבים מחוברים ומולחמים השתמשו בדבק חם כדי לתקן את הסוללה שימו לב: כדי להרדים את ה- ESP8266 יש צורך לחבר את סיכה D1 עם סיכה RST. לפעמים ה- D1 mini pro גורם לבעיות ביציאה הטורית אם יציאת D0 ו- RST מחוברות. זה שהשתמשתי בו (ראו קישור Aliexpress למעלה) לא נתקל בבעיה זו. אם אתה נתקל בבעיה זו ייתכן שיהיה עליך להשתמש במגשר או במתג כדי לנתק את שני הפינים להעלאת קוד חדש. אבל (!) אז אין לך סיכוי לתכנת מחדש לאחר שראש התנין אטום. במקרה זה גם אינך צריך להביא את יציאת ה- USB כלפי חוץ (למשל לקדוח חור שלישי).

שלב 3: חומרה חלק 1 (הכנת ראש התנין)

בשלב זה אנו מכינים את החלק האחורי של ראש התנין כדי לקבל מספיק מקום לאלקטרוניקה. ואנחנו קודחים כמה חורים עבור האנטנה, הפאנל הסולארי ויציאת ה- USB. תכננתי את הפרויקט שלי קודם ללא יציאת ה- USB. אבל אז חשבתי שזה יהיה בלתי אפשרי עבורי לבצע כמה עדכוני תוכנה לאחר שהתנין יאטם שוב. לכן החלטתי להשתמש בכבל USB קצר מיקרו USB ל- USB כדי לאפשר גישה חיצונית ללוח ESP8266. השלבים הבאים לעשות:

• השתמש בסכין חדה כדי לחתוך קצת יותר מ 7x5 ס"מ (גודל לוח האב טיפוס שלך) מהמשטח הקשה
• השתמש בכף כדי להסיר את הקצף הרך יותר מבפנים
• רק וודא שיש לך מספיק מקום לכבלים ולוח שלך
• נסה אם הוא מתאים ושעדיין יש מקום לכסות אותו מאוחר יותר

כעת נקדח שניים או שלושה חורים בראש:

• עבור הפאנל הסולארי
• עבור האנטנה
• (אופציונלי) ליציאת USB לאפשר תכנות מאוחר יותר

השתמש באפוקסי דו -רכיבי (5 דקות) כדי להדביק ולחתום את החורים הללו שוב. השתמש מספיק דבק אפוקסי! וודא שהוא יהיה עמיד למים לאחר מכן!

1. הדבק את כבל הפאנל הסולארי לראש ואטום את החור כראוי
2. הדביקו את הפאנל הסולארי בין העיניים
3. הדביקו את שקע האנטנה לראש ואטמו היטב את החור
4. הדבק את תקע ה- USB ואטום היטב את החור

כדי להימנע ממים שגורמים לקורוזיה ליציאת ה- USB הדפסתי תלת-ממד מעט מכסה הגנה.

שלב 4: תוכנה

אתה צריך שתהיה לך סביבת Arduino פועלת. אם לא, אנא בדוק זאת.

התקנת החומרה היא קדימה (ב- Mac שלי):

LOLIN (WEMOS) D1 mini Pro, 80 MHz, Flash, 16M (14M SPIFFS), v2 זיכרון נמוך יותר, השבת, אין, רק סקיצה, 921600 ב- /dev/cu. SLAB_USBtoUART

קבל את קוד Arduino כאן: קוד Arduino ב- Github

הקוד שולח את הטמפרטורה ואת המתח של הסוללה לבלינק. פשוט טען את אפליקציית Blynk לטלפון הנייד שלך וצור פרויקט חדש. Blynk ישלח לך אסימון אימות לפרויקט זה. הזן אסימון זה לקובץ Settings.h. הגדרות ברירת המחדל יישלחו

• הטמפרטורה ל- PIN VIRTUAL 11
• המתח ל- PIN VIRTUAL 12
• חותמת הזמן המעודכנת האחרונה ל- PIN 13 VIRTUAL

אבל קל לשנות את הסיכות האלה בקוד. פשוט שחק עם כל הווידג'טים של Blynk באמצעות V11, V12 ו- V13 - זה כיף. אם אתה חדש בזה פשוט קרא את ההנחיה של ידידי דבייש - רוב זה מוסבר שם בשלב 19.

התוכנה מוכנה גם להשתמש בברוקר MQTT.

ב- Settings.h יש משתנה גלובלי בשם MQTT. צריך להגדיר את זה נכון או לא נכון, תלוי אם אתה משתמש ב- MQTT או לא.

במקרה שלי אני משתמש ברוקר MQTT (Orange PI Zero, Mosquitto, Node-Red) ולוח מחוונים שבו כל נתוני החיישן שלי מתחברים. אם אתה חדש ב- MQTT, תן ל- Google לעזור לך להגדיר אותו.

אם אתה מכיר את MQTT, אני די בטוח שתבין את הקוד.

שלב 5: חומרה חלק 2 (איטום שוב)

בשלב זה עלינו לארוז את כל האלקטרוניקה (התוכנה נטענת ונבדקה) ולאטום שוב את בטן התנין שלנו. אני אישית רואה שני פתרונות אפשריים:

1. בעזרת זכוכית אקרילית והדבק אותה בדבק אפוקסי עמיד למים על הבטן. עבור כבל חיישן הטמפרטורה השתמש בצינור כבל עמיד למים (אני מצטער שלא בחרתי באופציה זו - אחרי כל מה שעברתי הייתי ממליץ בחום ללכת בדרך זו).
2. בעזרת קצף תעשייתי ומלא את החסר שוב, ולאחר מכן השתמש בצבע עמיד למים לאיטום. וסיימו אותו במילוי וצבע.

אז החלטתי לאפשרות 2. השלבים הם כדלקמן:

1. כבל פנל סולארי הלחמה ללוח
2. חבר כבל אנטנה
3. חבר כבל USB ללוח ESP8266 (ולא ללוח הטעינה)
4. סחטו את כל הכבל ואת הלוח לתוך החור
5. השאר 5-10 סנטימטרים מכבל חיישן הטמפרטורה
6. השתמש בקצף התעשייתי כדי למלא את כל הפערים (היזהר - הקצף מתרחב מאוד)
7. הניחו לו להתייבש וחתכו את הקצף לאחר מכן בעזרת סכין חדה
8. כעת השתמשו בצבע עמיד למים (משמש לתיקון גגות) וצבעו אותו כולו
9. הניחו לו להתייבש והשתמשו בתרסיס צבע המילוי ליצירת קרום קשה (עליכם לעשות זאת שוב ושוב)
10. עריכה חשובה (לאחר מספר שבועות במים): יש למרוח שניים או שלושה ציפויים על כל אפוקסי נוזלי בכדי לתת ציפוי עמיד למים באמת.
11. תן לזה להתייבש - סיים!

שלב 6: בנייה חלופית

מכיוון שהמבנה הראשון עם הכרכום עדיין האהוב עלי, אני חייב להודות שבחרתי בסוללה הלא נכונה (חלשה מדי). לצערי אני לא יכול להחליף את הסוללה יותר מכיוון שהיא אטומה בגוף הקרוקס.

זו הסיבה שהחלטתי לעשות פתרון אחר עם סירה כגוף כדי לגשת טוב יותר לאלקטרוניקה ולסוללה במידת הצורך.

שינויים:

• מעטפת (https://www.aliexpress.com/item/32891355836.html)
• סוללת ליאון 18650
• תוספת מודפסת תלת מימד להרכבת שני הלוחות (ESP8266 ומודול מטען)

שלב 7: נספח: תצוגות/חיישנים נוספים

אם אתה רוצה מעבר להצגת נתוני הבריכה רק באפליקציית Blynk, תוכל גם לדחוף אותם לברוקר MQTT. זה מאפשר לך להשתמש במספר אפשרויות נוספות להצגת נתוני הבריכה שלך (או אחרים) במכשירים שונים. אחת מהן תהיה לוח המחוונים של Node Red ב- Raspberry Pi (ראו תמונה למעלה) או תצוגת מטריקס LED. אם אתה מתעניין במטריקס LED, אנא מצא את הקוד כאן:

אגב, שילבתי את הפרויקט הזה עם תחנת מזג האוויר הסולרית כולל תחזית מזג אוויר של זמברטי מפרויקט זה:

ההשראה של תחנת מזג אוויר סולארית זו באה מחבר ההודי שלי דבייש. אנא מצא את ההוראה שלו כאן:

פרס ראשון בתחרות החיישנים