תרמוסטט המפיץ באמצעות ESP8266/NodeMCU ו- Blynk: 7 שלבים (עם תמונות)

2024 מְחַבֵּר: John Day | [email protected]. שונה לאחרונה: 2024-01-30 09:17

קניתי לאחרונה מפץ מחומם, שאמור לעזור להנביט את זרעי הפרחים והירקות מוקדם יותר העונה. זה הגיע ללא תרמוסטט. ומכיוון שהתרמוסטטים די יקרים, החלטתי להכין לבד. מכיוון שרציתי להשתמש בהזדמנות זו כדי לשחק קצת עם בלינק, ביססתי את התרמוסטט שלי על לוח פיתוח ESP8266/NodeMCU שהיה לי שכב.

בפרויקטים קודמים השתמשתי הרבה באתרים כמו instructables.com להשראה ולעזרה בכל פעם שנתקעתי. לא יותר מהוגן לתרום תרומה קטנה בעצמי, אז הנה ההנחיה הראשונה שלי אי פעם!

כתב ויתור: פרויקט זה עובד על AC 230V וזה די מסוכן וכל דבר לא בסדר עלול להרוג אותך. אני לא יכול להיות אחראי לנזקים, פציעות או אובדן חיים. הפוך זאת על אחריותך בלבד

שלב 1: רשימת הדברים בהם השתמשתי

NodeMCU V3.0

2 חיישן טמפרטורה חד-חוטי DS18B20

מודול ממסר 1

צג LCD1602 I2C

3 כפתורי לחיצה צבעוניים

מארז 1 158x90x60 עם כריכה שקופה

מטען USB 5V 1

1 כבל USB 2.0 זכר ל- B זכר מיקרו 5 פינים

1 4.7kΩ נגד

1 בלוק דיקט עמיד למים, בערך 10x5x2 ס מ

1 חתיכה של צינור פלסטיק לבן, קוטר 12 מ"מ, אורך 16 ס"מ

1 כבל חשמל 230V עם תקע

1 שקע חשמל נשי (230 פינים)

1 שקע חשמל נשי (230 פינים)

בלוק מסוף 1 מיקום 2 שורות

כבל שמע סטריאו אחד עם תקע שקע סטריאו 3.5 מ מ בקצה אחד

1 נקבת שקע סטריאו 3.5 מ מ

2 מחברי בלוטת כבלים M16

1 חתיכת פרספקס לבן בערך 160x90

וכמה חוטי חיבור, צינורות כיווץ חום, דבק, סרט דבק דו צדדי, צבע ריסוס שחור, מרווחי עמידה בלוח PCB, ברגים M3 ומקדח 1.5 מ"מ/6.5 מ"מ/12 מ"מ/16 מ"מ.

שלב 2: עיצוב התרמוסטט

כאמור, התרמוסטט בנוי סביב לוח פיתוח ESP8266/NodeMCU.

הטמפרטורה בפועל של הקרקע והאוויר במפיץ תימדד על ידי 2 חיישני טמפרטורה. לחיישנים אלה יש ממשק שנקרא 1-Wire, כלומר ניתן לחבר אותם במקביל ליציאת כניסה אחת. כפי שצוין בגיליון הנתונים המצויין הזה האוטובוס 1-Wire דורש נגד זרימה חיצוני של כ- 5kΩ. אני משתמש בנגד 4.7kΩ בין קו האותות של החיישנים לבין 3.3V של ה- NodeMCU.

כדי להיות מסוגל להגדיל או להקטין את טמפרטורת הקרקע היעד הרצויה, מתווספים 2 כפתורים, כמו גם מסך LCD בגודל 16x2 תווים כדי לספק משוב על הטמפרטורות הנוכחיות והמטרות. מסך LCD זה כולל תאורה אחורית מובנית. כדי למנוע את התאורה האחורית כל הזמן, החלטתי להוסיף קצת קוד כדי לעמעם את המסך לאחר זמן מה. כדי שאוכל להפעיל את התאורה האחורית שוב, הוספתי כפתור לחיצה נוסף. לבסוף, מתווסף מודול ממסר כדי להדליק ולכבות את הכוח לכבל החום במפיץ.

התמונה למעלה מראה כיצד רכיבים אלה מחוברים ליחידה הראשית.

שלב 3: הפיכת התרמוסטט ל'בלינק '

מכיוון שאנו זקוקים לנתונים מסוימים מאפליקציית Blynk בקוד שלנו בהמשך, בואו נדאג תחילה לעסקי Blynk.

בצע את שלושת השלבים הראשונים של הוראות תחילת העבודה של Blynk.

כעת צור פרויקט חדש באפליקציית Blynk. כשם הפרויקט בחרתי ב'מפיץ '. מרשימת המכשירים, בחר 'NodeMCU', סוג החיבור הוא 'WiFi'. אני אוהב את הנושא האפל, אז בחרתי ב'כהה '. לאחר לחיצה על אישור, יוצג חלון קופץ המציג כי אסימון אימות נשלח לכתובת הדוא ל שלך. בדוק את הדואר שלך ורשום את האסימון הזה, אנו זקוקים לקוד NodeMCU מאוחר יותר.

הקש על המסך הריק שמוצג כעת והוסף:

• 2 מדידים (300 אנרגיה כל אחד, אז 600 בסך הכל)
• 1 SuperChart (900 אנרגיה)
• תצוגת ערך אחת (200 אנרגיה)
• מחוון אחד (200 אנרגיה)
• 1 LED (100 אנרגיה)

זה בדיוק צורך את מאזן האנרגיה הפנוי שלך 2000;-)

התמונות למעלה מראות כיצד לפרוס את המסך בעזרת אלמנטים אלה. על ידי הקשה על כל אלמנט, ניתן להתאים את ההגדרות המפורטות (מוצגות גם בתמונות למעלה).

לאחר שתסיים, הפעל את הפרויקט שלך על ידי בחירה בלחצן 'הפעלה'. האפליקציה (כמובן) לא תצליח להתחבר, כי אין עדיין למה להתחבר. אז בואו נעבור לשלב הבא.

שלב 4: הקוד שגורם לכל העבודה

עכשיו הגיע הזמן לתכנת את ESP8266/NodeMCU שלנו. אני משתמש ביישום Arduino IDE בשביל זה, אותו ניתן להוריד כאן. כדי להגדיר אותו ל- ESP8266/NodeMCU, עיין במדריך הנהדר הזה של מגש ג'ייקומאר.

הקוד שיצרתי עבור התרמוסטט המפיץ שלי ניתן למצוא בקובץ Thermostat.ino להלן.

אם ברצונך להשתמש שוב בקוד זה, הקפד לעדכן את ה- SSID של WiFi, הסיסמה ואת אסימון ההרשאה שלך ב- Blynk בקוד.

שלב 5: בניית מודול חיישן הטמפרטורה

בסיס המפיץ יתמלא בשכבת חול חד או גרוס דק מאוד בעובי של כ -2 ס"מ. זה יפיץ את החום התחתון בצורה אחידה יותר. כדי למדוד נכון את טמפרטורת ה"אדמה ", החלטתי ללכת על חיישן הטמפרטורה עמיד למים DS18B20. למרות שהמפיץ שלי הגיע עם מדחום אנלוגי משולב למדידת טמפרטורת האוויר בפנים, החלטתי להוסיף חיישן טמפרטורה נוסף כדי למדוד גם את טמפרטורת האוויר באופן אלקטרוני.

כדי להחזיק את שני החיישנים היטב במקומם, יצרתי מבנה עץ פשוט. לקחתי פיסת דיקט עמיד למים וקידחתי חור של 6.5 מ"מ מצד לצד כדי להחזיק את חיישן טמפרטורת הקרקע, והוביל את חוט החיישנים דרך הבלוק. ליד זה קידחתי חור של 12 מ"מ במרכז בלוק הדיקט, עד כ -3/4 מהגובה הכולל, וחור של 6.5 מ"מ מהצד, באמצע הבלוק, והסתיים בחור של 12 מ"מ. חור זה מחזיק את חיישן טמפרטורת האוויר.

חיישן טמפרטורת האוויר מכוסה בצינור לבן מפלסטיק המתאים בתוך החור של 12 מ"מ. אורך הצינור כ- 16 ס"מ. לצינור מספר חורים של 1.5 מ"מ שנקדחו בחצי התחתון (היכן שהחיישן נמצא), החצי העליון צבוע בשחור. הרעיון הוא שהאוויר בחלק השחור של הצינור מתחמם מעט, עולה למעלה ונמלט, ובכך יוצר זרימת אוויר סביב החיישן. אני מקווה שזה מוביל לקריאה טובה יותר של טמפרטורת האוויר. לבסוף, כדי להימנע מהחדירה או החצץ, החורים לכבלי החיישנים מתמלאים בדבק.

כדי לחבר את החיישנים השתמשתי בכבל שמע סטריאו ישן בעל תקע שקע סטריאו 3.5 מ מ בקצה אחד. ניתקתי את המחברים בצד השני והלחמתי את 3 החוטים (לכבל השמע שלי יש קרקע נחושת, חוט אדום ולבן):

- שני החוטים השחורים מהחיישנים (הקרקע) עוברים לחוט הקרקע של כבל השמע

- שני החוטים האדומים (+) עוברים לחוט האדום

- שני החוטים הצהובים (אות) עוברים לחוט הלבן

ביודדתי את החלקים המולחמים בנפרד עם צינורות חום מתכווצים. השתמש גם בכמה צינורות כיווץ חום כדי לשמור על 2 חוטי החיישן יחד.

מודול חיישן הטמפרטורה שהושלם מוצג בתמונה הרביעית למעלה.

לאחר השלמת מודול חיישן הטמפרטורה, הוא מותקן במרכז המפיץ המחומם באמצעות סרט דבק דו צדדי. החוט מוזרם דרך הפתח הקיים (שהייתי צריך להגדיל אותו קצת כדי שהחוט יתאים) בבסיס המפיץ.

שלב 6: בניית מודול התרמוסטט

ה- ESP8266/NodeMCU, התצוגה, הממסר ואספקת החשמל 5V מתאימים היטב למארז 158x90x60 מ מ עם כיסוי שקוף.

הייתי צריך לוח בסיס כדי להרכיב את NodeMCU, תצוגת LCD וממסר בתוך המארז. חשבתי להזמין לוח בסיס מודפס בתלת מימד, אז יצרתי קובץ.stl ב- SketchUp. שיניתי את דעתי ופשוט עשיתי את זה בעצמי מחתיכת פרספקס לבן של 4 מ"מ. בעזרת SketchUp יצרתי תבנית לציון המקום המדויק של חורי ה -3 מ"מ לקדוח. עיין בקובץ.skp לדוגמא. הרכיבים מותקנים על לוח הבסיס באמצעות כמה מרווחי עמידה באורך המתאים.

קידחתי את החורים לכפתורים ולמחברים בצידי המארז, התקנתי את הכפתורים והמחברים וחיברתי אותם באמצעות חוטים בצבעים שונים כדי למנוע חיבורים שגויים. חיברתי בזהירות את חלקי 230V AC. שוב: 230V AC יכול להיות מסוכן, וודא שאתה יודע מה אתה עושה בעת הכנת חלק זה של הפרויקט!

ספק הכוח 5V ובלוק הטרמינל נשמרים במקומם בתחתית המארז עם סרט דבק דו צדדי.

לאחר חיבור החוטים ל- NodeMCU, נדרש קצת התעסקות כדי לתקן את לוח הבסיס במקרה עם כמה ברגים m3.

פעולה אחרונה: שים את המכסה השקוף במקום וסיימנו!

שלב 7: סיכום

היה ממש כיף לבנות את התרמוסטט הזה עבור המפיץ שלי, לעקוב אחר ההתקדמות שלי בבנייתו ולכתוב את זה להוראה.

התרמוסטט עובד כמו קסם, וגם השליטה והניטור באמצעות אפליקציית Blynk עובדת מצוין.

אבל תמיד יש מקום לשיפור. אני חושב לשפר את בקרת הטמפרטורה על ידי הימנעות יתר על המידה מ"החלפת המטרה ". כנראה שאעיין בספריית PID.

רעיון נוסף: אולי אוסיף אפשרות OTA 'Over The Air' לעדכן את תוכנת NodeMCU מבלי לפתוח את המארז בכל פעם.