Krokodilo saulės baseino jutiklis: 7 žingsniai (su nuotraukomis)

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

Ši instrukcija parodo, kaip sukurti gana specialų baseino jutiklį, matuojantį baseino temperatūrą ir perduodantį jį per „WiFi“į „Blynk App“ir „MQTT“brokerį. Aš tai vadinu „Krokodilo saulės baseino jutikliu“. Jis naudoja „Arduino“programavimo aplinką ir ESP8266 plokštę („Wemos D1 mini pro“).

Kuo ypatingas šis projektas?

• Išvaizda tiesiog puiki
• Visiškai nepriklausomas nuo maitinimo šaltinių (saulės baterijos maitina LiPo bateriją)
• Mažos galios ESP8266 „WiFi“prijungtas jutiklis
• Greičiau didelio tikslumo temperatūros jutiklis
• Temperatūros ir įtampos duomenų perdavimas į „Blynk APP“jūsų mobiliajam telefonui
• Taip pat siunčia „paskutinį kartą atnaujintą“laiko žymę „Blynk APP“
• Temperatūros ir įtampos duomenų perdavimas MQTT brokeriui
• Perjungiami Celsijaus ir Farenheito laipsniai
• Galima perprogramuoti

Jūsų įgūdžių lygis: nuo vidutinio iki patyrusio

Prekės

Norėdami sukurti šią konstrukciją, turite žinoti, kaip dirbti su:

• „Arduino IDE“(programavimo aplinka)
• lituoklis
• grąžtas
• aštrus peilis
• epoksidiniai klijai
• karšti klijai
• pramoninės purškiamos putos
• purškimo spalva

1 žingsnis: reikalingi komponentai

Norint sukurti šį gražų baseino jutiklį, reikia šių dalykų:

• Krokodilo galvutė (putplastis) randama čia: „Amazon“: „Crocodile Head“
• ARBA alternatyva: valties apvalkalas („Aliexpress“). Norėdami tai padaryti, žr. 6 veiksmą.
• ESP8266 „Wemos D1 mini pro“: („Aliexpress“)
• Saulės skydas 0,25W 45x45mm: („Aliexpress“)
• ** Redaguoti po vienerių metų naudojimo: primygtinai rekomenduoju naudoti stipresnę bateriją, tokią kaip 18650 (pavyzdys: „Aliexpress“)
• Akumuliatoriaus įkroviklio modulis TP4056: („Aliexpress“)
• Neperšlampamas temperatūros jutiklis DS 18b20: („Aliexpress“)
• 22 AWG viela („Aliexpress“)
• PCB plokštės prototipas 5x7 cm („Aliexpress“)
• 220 omų ir 4,7 kOhm rezistoriai
• trumpas USB -MicroUSB kabelis

papildomai:

• Insoliacinis putų sandariklis @ „pasidaryk pats“rinka arba čia: („Amazon“)
• Neperšlampami dažai „pasidaryk pats“rinkoje arba čia: („Amazon“)
• Užpildo grunto purškalas „pasidaryk pats“rinkoje arba čia: („Amazon“)
• Skysta epoksidinė danga vandeniui nepralaidžiai dangai „pasidaryk pats“rinkoje
• Karšti klijai

Gali prireikti naudoti 3D spausdintuvą, kad atspausdintumėte vandeniui atsparų USB prievado dangtelį.

2 žingsnis: Elektronika

Maniau, kad lengviausia pradėti nuo kai kurių šių „pasidaryk pats“universalių PCB prototipų ir sužinojau, kad 5x7 cm šiam tikslui yra tiesiog tobulas.

Statybos žingsniai:

1. Paruoškite „D1 mini pro“naudoti išorinę anteną:

   1. Neišlydytas 0 omų rezistorius šalia keraminės antenos
   2. Pasukite 0 omų rezistorių žemyn ir lituokite jungtį prie išorinės antenos (gerą paaiškinimą rasite čia - 5 žingsnis)
2. Prieš pradėdami lituoti, įdėkite dalis ir nuspręskite dėl išdėstymo ant prototipo PCB
3. Lituokite kaiščius prie D1 mini pro
4. Lituokite atraminius kaiščius prie prototipo plokštės
5. Lituokite įkroviklio plokštės kaiščius prie PCB prototipo
6. Lituokite įkroviklio plokštę prie kaiščių
7. Nupjaukite temperatūros jutiklio kabelį iki 20 cm ilgio
8. Žiūrėkite aukščiau esantį paveikslėlį, kaip prijungti temperatūros jutiklį
9. Lituokite kabelį prie saulės kolektoriaus
10. Dar NĖRA lituoti saulės kolektorių kabelių prie plokštės - juos pirmiausia reikia priklijuoti prie krokodilo galvos
11. Vykdykite aukščiau pateiktą Fritzing schemą, kad lituotumėte visas likusias jungtis prie PCB
12. Kai visi komponentai yra prijungti ir prilituoti, naudokite karštus klijus, kad pritvirtintumėte akumuliatorių. Atkreipkite dėmesį: norint užmigdyti ESP8266, būtina prijungti kaištį D1 prie kaiščio RST. Kartais D1 mini pro sukelia problemų su nuosekliu prievadu, jei prijungtas D0 ir RST prievadas. Mano naudojamas (žr. „Aliexpress“nuorodą aukščiau) neturėjo šios problemos. Jei susiduriate su šia problema, gali reikėti naudoti trumpiklį arba jungiklį, kad atjungtumėte du kaiščius, kad galėtumėte įkelti naują kodą. Bet (!) Tada jūs neturite galimybės perprogramuoti, kai krokodilo galva bus užplombuota. Tokiu atveju jums taip pat nereikia išvesti USB prievado į išorę (pvz., Gręžti trečią skylę).

3 žingsnis: 1 aparatinės įrangos dalis (krokodilo galvutės paruošimas)

Šiame etape paruošiame krokodilo galvutės galinę pusę, kad gautume pakankamai vietos elektronikai. Ir mes gręžiame keletą skylių antenai, saulės kolektoriui ir USB prievadui. Pirmiausia suplanavau savo projektą be USB prievado. Bet tada aš pagalvojau, kad man nebebus įmanoma atnaujinti programinės įrangos, kai krokodilas vėl bus užplombuotas. Todėl nusprendžiau naudoti trumpą USB kabelį iš mikro-USB į USB, kad būtų galima iš išorės pasiekti ESP8266 plokštę. Kiti veiksmai:

• Aštriu peiliu nupjaukite šiek tiek daugiau nei 7x5 cm (jūsų prototipo plokštės dydis) nuo kieto paviršiaus
• Šaukštu pašalinkite minkštesnes putas iš vidaus
• Tiesiog įsitikinkite, kad turite pakankamai vietos kabeliams ir plokštei
• Išbandykite, ar jis tinka ir ar dar yra vietos jį uždengti vėliau

Dabar gręžkite dvi ar tris skyles į galvą:

• saulės kolektoriui
• antenai
• (neprivaloma) USB prievadui, kad būtų galima vėliau programuoti

Naudokite 2 komponentų epoksidą (5 minutes), kad klijuotumėte ir vėl užsandarintumėte šias skyles. Naudokite pakankamai epoksidinių klijų! Įsitikinkite, kad vėliau jis bus atsparus vandeniui!

1. Klijuokite saulės kolektoriaus kabelį prie galvos ir tinkamai užsandarinkite skylę
2. Klijuokite saulės kolektorių tarp akių
3. Klijuokite antenos lizdą prie galvos ir tinkamai užsandarinkite skylę
4. Klijuokite USB kištuką ir tinkamai užsandarinkite skylę

Kad išvengtumėte vandens korozijos prie USB prievado, 3D atspausdinau nedidelį apsauginį dangtelį.

4 žingsnis: programinė įranga

Turite turėti veikiančią „Arduino“aplinką. Jei ne, patikrinkite tai.

Aparatūros sąranka yra tiesioginė (mano „Mac“):

LOLIN (WEMOS) D1 mini Pro, 80 MHz, blykstė, 16M (14M SPIFFS), v2 apatinė atmintis, išjungta, nėra, tik eskizas, 921600 /dev/cu. SLAB_USBtoUART

Gaukite „Arduino“kodą čia: „Arduino“kodas „Github“

Kodas siunčia akumuliatoriaus temperatūrą ir įtampą į „Blynk“. Tiesiog įkelkite „Blynk“programą į savo mobilųjį telefoną ir sukurkite naują projektą. „Blynk“atsiųs jums šio projekto autentifikavimo žetoną. Įveskite šį raktą į failą „Settings.h“. Numatytieji nustatymai bus išsiųsti

• temperatūra iki VIRTUALINIO PIN 11
• įtampa iki VIRTUALINIO PIN 12
• paskutinį kartą atnaujintas VIRTUAL PIN 13 laiko žyma

bet nesunku pakeisti šiuos kaiščius kode. Tiesiog žaiskite su visais „Blynk“valdikliais naudodami V11, V12 ir V13 - tai smagu. Jei dar nesate naujokas, tiesiog perskaitykite mano draugo Debasisho instrukciją - visa tai paaiškinta 19 veiksme.

Programinė įranga taip pat paruošta naudoti MQTT brokerį.

Nustatymuose.h yra pasaulinis kintamasis, vadinamas MQTT. Tai turi būti nustatyta į teisingą arba klaidingą, priklausomai nuo to, ar naudojate MQTT, ar ne.

Mano atveju aš naudoju MQTT brokerį („Orange PI Zero“, „Mosquitto“, „Node-Red“) ir prietaisų skydelį, kuriame yra visi mano jutiklių duomenys. Jei esate naujas MQTT, leiskite „Google“padėti jums jį nustatyti.

Jei esate susipažinęs su MQTT, esu tikras, kad suprasite kodą.

5 veiksmas: aparatinės įrangos 2 dalis (vėl sandarinimas)

Šiame žingsnyje turime supakuoti visą elektroniką (įkelta ir išbandyta programinė įranga) ir vėl užsandarinti mūsų krokodilo pilvą. Aš asmeniškai matau du galimus sprendimus:

1. Naudokite akrilinį stiklą ir klijuokite jį epoksidiniais klijais, atspariais pilvui. Temperatūros jutiklio kabeliui naudokite vandeniui nepralaidų kabelio kanalą (apgailestauju, kad nepasirinkau šios parinkties - galų gale aš labai rekomenduočiau eiti šiuo keliu.)
2. Naudodami pramonines putas ir vėl užpildykite tarpus, tada sandarinkite vandeniui atspariais dažais. Ir užbaikite užpildu ir dažais.

Taigi nusprendžiau pasirinkti 2 variantą. Veiksmai yra šie:

1. Lituokite saulės kolektoriaus kabelį prie plokštės
2. Prijunkite antenos kabelį
3. Prijunkite USB kabelį prie ESP8266 plokštės (IR NE prie įkrovimo plokštės)
4. Išspauskite visą kabelį ir plokštę į skylę
5. Palikite 5-10 cm temperatūros jutiklio kabelio kabinti
6. Naudokite pramonines putas, kad užpildytumėte visas spragas (saugokitės - putos labai išsiplečia)
7. Leiskite išdžiūti ir po to aštriu peiliu supjaustykite putas
8. Dabar naudokite vandeniui atsparius dažus (naudojamas stogams tvirtinti) ir nudažykite juos
9. Leiskite jam išdžiūti ir naudokite užpildų dažų purškiklį, kad susidarytų kieta pluta (tai turite padaryti vėl ir vėl)
10. SVARBUS REDAGAVIMAS (po kelių savaičių vandenyje): Užtepkite dvi ar tris dangas ant visos skystos epoksidinės medžiagos, kad gautumėte tikrai vandeniui atsparią dangą.
11. Leiskite išdžiūti - PABAIGA!

6 žingsnis: alternatyvus kūrimas

Kadangi pirmasis kūrimas su „Croc“vis dar yra mano mėgstamiausias, turiu pripažinti, kad pasirinkau netinkamą bateriją (per silpna). Deja, nebegaliu pakeisti akumuliatoriaus, nes jis yra užsandarintas „Crocs“korpuse.

Todėl nusprendžiau padaryti kitą sprendimą su valtimi kaip kėbulu, kad prireikus geriau pasiekčiau elektroniką ir akumuliatorių.

Pakeitimai:

• „Shell“(https://www.aliexpress.com/item/32891355836.html)
• Ličio baterija 18650
• 3D spausdintas įdėklas dviem plokštėms pritvirtinti (ESP8266 ir įkroviklio modulis)

7 žingsnis: Priedas: Papildomi ekranai/jutikliai

Jei norite ne tik rodyti baseino duomenis tik „Blynk“programoje, taip pat galite juos perduoti MQTT tarpininkui. Tai leidžia naudoti dar kelias galimybes, kad būtų rodomi jūsų baseino (ar kiti) duomenys skirtinguose įrenginiuose. Vienas būtų „Node Red“prietaisų skydelis „Raspberry Pi“(žr. Paveikslėlį aukščiau) arba LED matricos ekranas. Jei jus domina LED matrica, kodą rasite čia:

Beje, šį projektą sujungiau su „Solar Weather Station“, įskaitant šio projekto Zambretti orų prognozę:

Šios saulės orų stoties įkvėpimo šaltinis buvo mano draugas indas Debasish. Jo instrukciją rasite čia:

Pirmasis prizas jutiklių konkurse