ESP32 „IoT“vandens šildytuvas: 12 žingsnių

2024 Autorius: John Day | [email protected]. Paskutinį kartą keistas: 2024-01-30 10:44

„Cayenne IoT“geizeris (JAV karšto vandens rezervuaras) yra energiją taupantis prietaisas, kuris padės jums stebėti ir kontroliuoti namų ūkių karštą vandenį, net kai esate toli nuo namų. Tai leis jums įjungti ir išjungti geizerį, suplanuoti jį įjungti/išjungti tam tikru laiku, išmatuoti geizerio temperatūrą, nustatyti maksimalią taupymo temperatūrą ir pan. Jis skirtas aukšto slėgio elektros geizeriams su vienu elementu. Jis gali būti lengvai pakeistas kitoms geizerių konfigūracijoms, tokioms kaip žemas slėgis, dvigubas elementas ir pan. Mano geizeris taip pat yra sumontuotas vertikaliai.

Saugumo sumetimais aš laikiau savo mechaninį termostatą vamzdyje. Vandens temperatūrą matau dviem DS18B20 temperatūros jutikliais, vienas pritvirtintas prie mano geizerio apačios, žemiau elemento, kitas - prie karšto vandens išleidimo angos. Saugumo sumetimais niekada nenuimkite mechaninio termostato. Mechaninio termostato pakeitimas elektroniniu jutikliu gali būti pavojingas, nes jutiklis arba mikrovaldiklis (gali sugesti aparatinė ar programinė įranga) gali sukelti sprogimą garuose, dėl kurių gali žūti žmonės.

Šis projektas apima rimtai sujungtą kietojo kūno relę su jūsų geizerio elementu. Jums gali prireikti kvalifikuoto elektriko (pagal įstatymą). Nedirbkite su kintamosios srovės (maitinimo) tinklu, jei nesate tikri dėl to.

Jūsų ESP32 paskelbs duomenis paslaugai „Cayenne IoT Cloud“per MQTT. Galėsite naudoti „Cayenne“prietaisų skydelį, kad galėtumėte stebėti ir valdyti savo geizerį bei suplanuoti kaitinimo laiką.

Priedai:

• ESP32 Wemos lolin arba bet kuris kitas ESP32. ESP8266 taip pat veiks, tačiau jutiklinio kaiščio funkcijos neveiks. Taip pat turėtų veikti „Arduino“su „WiFi“
• Kietojo kūno relė (SSR), įvertinta 30 amperų ar daugiau
• SSR radiatorius
• 3 (2 gali) Dalas puslaidininkiniai temperatūros jutikliai, DS18B20.
• Korpusas
• Kai kurie trumpieji kabeliai
• Elektros kabeliai, tinkantys jūsų geizerio srovei
• Gnybtų blokai
• USB maitinimo šaltinis ESP32
• Ličio baterija, skirta maitinti ESP32, jei yra maitinimo šaltinis.

1 žingsnis: Reikalingi įgūdžiai

ESP32 programavimas „Arduino IDE“, bibliotekų diegimas

Pagrindinė elektronika

Tinklo žinios (paprastai kintamosios srovės 110 - 240 voltų)

Kai kurios žinios apie cayenne.mydevices.com

2 žingsnis: geizerių termoprofilis ir jutiklio išdėstymas

Karšto vandens tankis yra mažesnis nei šalto. Todėl rezervuaro viršuje esantis vanduo bus karštesnis nei vanduo jo apačioje, nes karštas vanduo pakils. Geizerio išėjimas taip pat paprastai yra viršuje, o įvadas - apačioje, o tai dar labiau prisideda prie šilumos profilio.

Savo projekte naudojau tris temperatūros jutiklius. Vienas apačioje, kitas viršuje ir aplinkos temperatūros jutiklis. Remdamasis keliais eksperimentais, nusprendžiau naudoti apatinį temperatūros jutiklį kaip indikatorių, kad bakas yra karštas. Viršutinio jutiklio problema yra ta, kad kai tik kelioms sekundėms atidaromas karštas skirtukas, jis pakils keliais laipsniais, o bako viršuje gali likti šiek tiek karšto vandens. Galite nuspręsti naudoti tam tikrą vidurkį tarp dviejų jutiklių.

3 žingsnis: sukurkite aparatūrą

Prijunkite SSR prie PIN 15 ir GND

Prijunkite visus 3 DS18B20 jutiklius: geltona prie PIN 16, juoda prie GND, raudona prie 3,3 voltų. Naudokite 4,7KOhm tempimo rezistorių tarp PIN 16 ir 3,3 voltų. (Atminkite, kad DS18B20 yra vieno laido įrenginiai, o vienoje magistralėje ar kaištyje leidžiama naudoti kelis vieno laido įrenginius).

Prijunkite paleidimo jutiklinį laidą prie TO ir iš naujo nustatykite laidą prie T2

Dar neprijunkite savo pastato prie elektros tinklo (AC). Dar neprijunkite jutiklių prie savo geizerio. Pirmiausia turite išsiaiškinti, kuris jutiklis turi eiti į kurią padėtį.

4 veiksmas: užsiregistruokite kaip „Cayenne“vartotojas

Tai nėra cayenne.mydevices.com pamoka. „Cayenne“yra nulinės kainos „mydevices.com“versija

Jei nesate susipažinę su „Cayenne“, daugiau informacijos rasite

Pirmiausia turite užsiregistruoti cayenne.mydevices.com ir gauti prisijungimo vardą ir slaptažodį.

Daugiau informacijos apie „Cayenne“rasite adresu

Taip pat svarbu perskaityti

developers.mydevices.com/cayenne/docs/cayenne-mqtt-api/#cayenne-mqtt-api-using-arduino-mqtt, kad pridėtumėte „Cayenne“biblioteką prie „Arduino ID“

5 veiksmas: įdiekite reikalingas bibliotekas „Arduino IDE“

„WiFiManager“

„ArduinoJson“6.9.0 versija

CayenneMQTT

„OneWire“

Dalaso temperatūra

ArduinoOTA

6 veiksmas: įkelkite ESP32 eskizą

ESP32 eskize yra daug kodo. Jame yra kodas

1. https://github.com/tzapu/WiFiManager. „WiFi“tvarkyklė naudojama jūsų ESP32 žinoti, kokie yra jūsų „WiFi“prieigos taškų prisijungimo duomenys. Jis taip pat naudojamas norint užfiksuoti „CayenneMQTT“detales, geizerio temperatūros ribas ir susieti 3 temperatūros jutiklius su jo vieta (viršuje, apačioje arba aplinkoje)
2. „Cayenne“API kodas
3. OTA (Over the air atnaujinimai). Programinę įrangą galėsite atnaujinti per „WiFi“. Turite naudotis vietiniu „Wi -Fi“ryšiu ir naudoti tą patį kompiuterį, kurį naudojote įkeldami originalų eskizą.

4. DS18B20 temperatūros rodmenys.

„ArduinoIDE“eskizą galite rasti čia:

7 veiksmas: pridėkite savo ESP32 prie „Cayenne“

Dabar galite pridėti naują įrenginį.

Prisijunkite prie cayenne.mydevices.com. Kairėje pusėje pamatysite išskleidžiamąjį meniu Pridėti naują …… Pasirinkite Įrenginys/Valdiklis. Bus atidarytas puslapis, kuriame turėsite pasirinkti atsinešti savo daiktą. Bus atidarytas naujas puslapis su jūsų MQTT informacija. Užsirašykite savo MQTT USERNAME, MQTT PASSWORD, CLIENT ID. To jums prireiks norint bendrauti su „Cayenne MQTT Broker“(serveriu). Jūsų MQTT USERNAME ir MQTT PASSWORD visada bus tas pats, tačiau kiekvieno naujo įrenginio KLIENTO ID bus skirtingas, pvz., Kito ESP32, Arduino ar Raspberry PI.

Šioje formoje taip pat galite suteikti įrenginiui pavadinimą.

8 žingsnis: paleiskite eskizą

Iš naujo paleiskite ESP32

Dabar turėtumėte pamatyti naują „WiFi“prieigos tašką, pavadintą „Slim_Geyser_DEV“. (ESP 32 veiks prieigos taško režimu/ ad-hoc arba viešosios interneto prieigos taško režimu), naudojant kompiuterių „WiFi“paiešką/ nuskaitymą.

Prisijunkite prie šio naujo prieigos taško. Slaptažodis/saugos raktas yra slaptažodis.

Jūsų naršyklė turėtų eiti į nukreipimo puslapį „192.168.4.1“, jei ne, darykite tai rankiniu būdu.

Eikite į „WiFi“konfigūravimas

Dabar turėtų būti atidarytas konfigūracijos puslapis. Jis turėjo automatiškai nuskaityti jūsų interneto prieigos tašką, jį pasirinkti, įvesti slaptažodį, „Cayenne MQTT“informaciją. Likusią dalį palikite tą patį. Visos temperatūros vertės yra metrinės (laipsnių Celsijaus).

Paspauskite išsaugoti. Dabar ESP32 bandys prisijungti prie jūsų „Wi -Fi“ir „Cayenne“serverio.

Atsijunkite nuo „Slim_Geyser_DEV“ir prijunkite kompiuterį prie namų prieigos taško.

9 žingsnis: sukurkite „Cayenne“prietaisų skydelį

Dabar turėtumėte prisijungti prie cayenne.mydevices.com naudodami savo „Cayenne“kredencialus.

Jūsų įrenginys turėtų būti pateiktas kairėje meniu juostoje („Mine“yra „Geyser_DEV“).

Dabar prie prietaisų skydelio galite pridėti visus jutiklius ir relę (arba kanalus) spustelėdami pridėjimo ženklus.

Kanalo 0 piktogramoje spustelėkite nustatymus ir pakeiskite pavadinimą į „Geyser Bottom TEMP“. Pasirinkite tinkamą piktogramą (temperatūros zondas) ir dešimtainių skaičių skaičių kaip 1. Atlikite tą patį ir 1, 2, 5, 6 kanalui

4 ir 8 kanalams pakeiskite dešimtainių skaičių skaičių į 0 ir pavadinkite juos „** Geizerio būsena (1 = ĮJUNGTA, O = IŠJUNGTA) **“

ir "*automatinio šildymo režimas (0 = rankinis, 1 = automatinis)*".

3 ir 7 kanalai turėtų būti mygtukai

Kairėje meniu juostoje eikite į Pridėti naują meniu elementą, eikite į Įrenginys/Valdiklis> Tinkinti valdikliai> Mygtukas

Pavadinkite mygtuką „Įjungti/išjungti geizerį“, pasirinkite įrenginio pavadinimą (Geyser_DEV), DATA = skaitmeninė pavara, 3 kanalas, blokas = skaitmeninis įėjimas/išvestis, piktograma = perjungimo jungiklis. Spustelėkite pridėti valdiklį.

Tą patį padarykite su 7 kanalu

9 kanalas turėtų būti paverstas slankikliu

Kairėje meniu juostoje eikite į Pridėti naują meniu elementą, eikite į Įrenginys/Valdiklis> Tinkinti valdikliai> Slankiklis ir pasirinkite atitinkamas vertes, kaip parodyta paveikslėlyje.

Dabar galite perkelti savo valdiklius.

10 žingsnis: išsiaiškinkite jutiklių padėtį

Kadangi trys temperatūros jutikliai yra prijungti prie to paties kaiščio (vieno laido magistralės), turėtumėte išsiaiškinti, koks jutiklis turėtų eiti kur.

Patikrinkite „Cayenne“prietaisų skydelį ir atkreipkite dėmesį į tris temperatūras. Jie turėtų būti daugmaž vienodi. Vieną pašildykite šiltu vandeniu arba ranka. Atkreipkite dėmesį į jutiklį, kuris įkaista prietaisų skydelyje. Atitinkamai pažymėkite jutiklį. Padarykite tai kitiems 2 jutikliams.

11 veiksmas: žaiskite (išbandykite) savo prietaisų skydelį

Žaisk su prietaisų skydelio valdikliais. Įjunkite/išjunkite jungiklį ir patikrinkite, ar šviečia SSR lemputė. Taip pat įjunkite automatinio šildymo režimą, pašildykite apatinį jutiklį ir pažiūrėkite, ar SSR jungiklis pasiekia norimą temperatūrą.

Dabar galite prijungti 2 jutiklius prie geizerio, o aplinkos temperatūros jutiklį - į tinkamą padėtį. SSR taip pat galite prijungti prie elektros tinklo.

12 žingsnis: suplanuokite savo geizerį

Dabar galite planuoti įjungimo/ išjungimo įvykius naudodami „Geyser“

Informacijos suvestinėje pasirinkite Pridėti naują> Įvykis