ESP32 „Bluetooth“srauto krosnis: 6 žingsniai

2024 Autorius: John Day | [email protected]. Paskutinį kartą keistas: 2024-01-30 10:48

Šioje pamokoje aš jums parodysiu, kaip sukurti savo belaidę grįžtamąją orkaitę, kad galėtumėte virtuvėje surinkti kokybiškas PCB, nesijaudindami, kad rankiniu būdu pasuksite rankenėles ir nesijaudinsite, jei jūsų lentos perkaista! Ne tik tai, bet ir mes naudosime ESP32 integruotą „Bluetooth Low Energy“(BLE) funkciją (nes ką dar naudosite 2018 m.), Taip pat papildomą modulį, kurį sukūriau kaip atvirą dalį -šaltinio perpildymo valdymo ekosistema, vadinama „Reflowduino“. Mes taip pat programuosime viską „Arduino IDE“aplinkoje ir naudosime tai, ką sužinojome ankstesnėje pamokoje, kad valdytume pakartotinio srauto sąranką naudodami pasirinktinę „Android“programą. „Reflowduino Github“puslapyje pateikiau visus dizaino failus, pvz., „Arduino“eskizus, demonstracinę programą ir projekto wiki (daug informacijos!).

Jei to dar nepadarėte, peržiūrėkite šią pamoką, kaip naudoti ESP32 „Bluetooth Low Energy“funkciją su „Arduino IDE“ir užmegzti dvipusį ryšį su pasirinkta „Android“programa, nes joje yra daug svarbios informacijos, susijusios su tuo, ką mes čia aptarsime. Tačiau, jei jums tikrai nerūpi vidinis „Bluetooth“ir programos veikimas, tiesiog skaitykite toliau ir aš jums parodysiu, kaip padaryti, kad jūsų perpildymo krosnies sąranka veiktų neskausmingai! Mano tikslas šioje pamokoje yra padaryti jį trumpą ir mielą, tuo pat metu perduodant pagrindinius pranešimus!

Saugos atsisakymas

Jei esate pradedantysis elektronikos srityje arba neturite tinkamos patirties dirbant su tinklo įtampa, siūlau nesusipykti, pasikonsultuoti su specialistu arba toliau mokytis, kol būsite pakankamai įgudę! Nesu atsakingas už bet kokias nesėkmes, kurios gali atsirasti dėl netinkamo „Reflowduino“ar su juo susijusių komponentų ar elektros sistemos (įskaitant maitinimą) naudojimo. Jei reikia, imkitės visų saugos priemonių, pavyzdžiui, pirštinių ir sertifikuotų apsauginių akinių. Be to, nerekomenduojama naudoti to paties prietaiso, kad būtų galima perpilti PCB ir gaminti maistą, kuris gali būti apsinuodijęs maistu, ypač lydmetaliu su švinu. Jūs esate visiškai atsakingas už savo veiksmus ir atlikite juos savo rizika!

Su tuo, pradėkime!

1 žingsnis: Surinkite dalis

Šiai pamokai jums reikės šių komponentų:

• DOIT ESP32 kūrimo lenta
• Mikro USB kabelis (norint įkelti kodą ir įjungti ESP32 dev plokštę)
• „Reflowduino32“„kuprinės“modulis, skirtas ESP32 dev plokštei
• Skrudintuvo orkaitė (daugiau informacijos rasite komentaruose žemiau)
• K tipo termoelementas (įtrauktas į „Reflowduino32“)
• „Sidekick“relės modulis (komplektuojamas su tvirtu C13 maitinimo kabeliu)
• 2x „Dupont“jungiamieji laidai iš vyrų ir vyrų („Reflowduino32“prijungimui prie relės modulio)
• Mažas atsuktuvas plokščia galva (varžtų gnybtų priveržimui)

Pagrindiniai ingredientai yra ESP32 dev plokštė, Reflowduino32 ir Sidekick relės modulis ir, žinoma, pati skrudintuvo orkaitė. Toliau trumpai paaiškinsiu kiekvieną elementą:

„ESP32 Dev Board“+ „Reflowduino32“

Šiuo metu „Reflowduino32“yra skirtas prijungti prie ESP32 dev plokštės, todėl, kad tai veiktų, „dev“plokštėje turi būti tinkamas atstumas tarp antraščių ir kontaktų. Sukūriau „Reflowduino32“kuprinę specialiai „DOIT“ESP32 dev plokštei, nes pastebėjau, kad ją galima lengvai rasti internete ir, atrodo, ji yra plačiai naudojama. Tačiau, jei radote kitą ESP32 dev plokštę, kurioje yra tie patys kaiščiai ir tarpai tarp kaiščių, praneškite man, nes tai taip pat turėtų veikti!

Skrudintuvo orkaitė

Turėtų būti gana akivaizdu, ką tai daro didžiojoje dalykų schemoje, tačiau gali būti ne taip akivaizdu, kokį tipą ir modelį pasirinkti. Asmeniškai aš išbandžiau šią pigią „Walmart“skrudintuvo orkaitę, kurios galia yra 1100 W ir kuri yra gana bendra. Manau, kad viskas, kas didesnė nei 1000 W, turėtų būti tinkama mėgėjams, tačiau yra tam tikrų aplinkybių. Pagrindiniai dalykai, kurių reikia ieškoti skrudintuve, yra galia (pageidautina> 1000 W), dydis (kiek lentų norite į jį sutalpinti?), Dėklo konfigūracija (ar jame yra gražus, plokščias padėklas, kurį galite naudoti ar įjungta PCB?) ir ar tai yra konvekcinė skrudintuvo orkaitė (ar ne, galbūt kepsite didesnes plokščių partijas ir norite tolygesnio temperatūros pasiskirstymo visoje orkaitėje?). Visi šie veiksniai tikrai priklauso nuo jūsų asmeninės programos, tačiau man pigus, bendras „Walmart“skrudintuvas veikė puikiai.:)

Galite paklausti, o kaip su kaitlentėmis? Mano nuomone, aš norėčiau vengti kaitviečių, nes jos turi didelę šiluminę masę. Tai reiškia, kad jie įkaista ir toliau įkaista net ir gerai jį išjungus. Dėl to tikslios temperatūros kontrolė yra tikrai nenuspėjama, nes temperatūra gali perkopti didelius kiekius ir gali pakenkti pažeidžiamiems jūsų plokščių komponentams. Iš esmės naudojant kaitlentę pirmiausia būtų prarastas tikslas naudoti pakartotinio srauto valdiklį.

Relės modulis

Norėdami valdyti temperatūrą, skrudintuvą turime įjungti ir išjungti pagal temperatūrą, kurią skaitome iš termoporos. Tačiau skrudintuvo orkaitė yra kintamosios srovės prietaisas ir yra palyginti didelės galios (120 VAC skrudintuvai paprastai traukia apie 8–10 A), todėl turime įsitikinti, kad galime tinkamai ja važiuoti, neperkraudami relės. Kitas aspektas yra relės valdymo įtampa. Dauguma mėgėjų relių (suderinamos su „Arduino“), galinčios perjungti dideles sroves, yra skirtos 5 V įėjimams, tačiau šioje pamokoje mes kalbame apie ESP32, veikiančią 3,3 V. Tai reiškia, kad vidutinis „Joe“relės modulis mums gali neveikti. Tačiau jei norite naudoti kitą relės modulį, aš sukūriau funkciją, kurioje galite pakeisti relės valdymo įtampą iš numatytosios 3,3 V į ESP32 dev plokštės „VIN“įtampą, kuri pagal numatytuosius nustatymus yra ~ 5 V kai maitinama per USB. Tačiau teoriškai galite jį maitinti išoriškai, naudodamiesi kažkuo didesniu nei 5 V, tarkime, 9 V, tada relės valdymo įtampa bus 9 V. Tai sakant, paprastai nieko daugiau nei 5 V nereikia.

Iš dalies dėl to sukūriau „Sidekick“relės modulį-didelės galios kietojo kūno relę, galinčią perjungti bet kokį legalų 120 VAC prietaisą ir be jokio spragtelėjimo (kietojo kūno) triukšmo, kaip tradicinės relės! Jame taip pat yra labai saugios ir patogios jungtys, skirtos lengvai prijungti prietaisą, mikrovaldiklį ir maitinimo šaltinį (kintamosios srovės kištukinis lizdas), todėl aš čia ir naudojuosi. Šaunu yra tai, kad jums net nereikia atidaryti skrudintuvo orkaitės, kad ją valdytumėte!

2 žingsnis: Aparatūros sąranka

Kontrolės sąvokos

Tiesą sakant, koncepcija yra gana paprasta: galiausiai mūsų tikslas yra kontroliuoti skrudintuvo krosnies temperatūrą. Norėdami tai padaryti, turime periodiškai įjungti ir išjungti skrudintuvo orkaitę naudodami relės modulį, analogišką PWM, bet tikrai lėtą jo versiją (kiekvieną kartą langas yra 2 s, todėl jis gali būti įjungtas 1,5 s ir išjungtas 0,5 s). Norėdami valdyti relę, mes turime suteikti jai tinkamą įtampą ant relės valdymo kaiščių (logika HIGH = ON, LOW = OFF). Mūsų atveju mes tiesiog prijungiame du relės valdymo įėjimus prie „Reflowduino32“relės varžto gnybto. Priežastis, kodėl mes tiesiogiai neprijungiame ESP32 skaitmeninių kaiščių prie relės, yra ta, kad relė pritraukia gerą srovę (palyginti su tuo, ką gali valdyti IO kaiščiai) ir mes nenorime perkrauti ESP32. „Reflowduino32“turi MOSFET žemosios pusės perjungimą ir gali valdyti daugiau nei 200 mA srovę, taip išvengiant ESP32 kaiščių nuo bet kokios galimos žalos.

Iš esmės tiesiog vadovaukitės aukščiau pateikta „Reflowduino32 + Sidekick Control“prijungimo schema ir jums bus gerai eiti!

Skrudintuvo orkaitės rankenėlės

Tikėkite ar ne, tai yra esminis šios pamokos skyrius! Jei čia nekreipsite dėmesio, jums bus įdomu, kodėl jūsų skrudintuvas neįsijungia, net jei puikiai sekėte visa kita. Kodėl? Na, norėdami skrudintuvą valdyti išoriškai (per jo maitinimo laidą) jo neatidarę, skrudintuvą turime padaryti taip, lyg jis visada būtų įjungtas, jei jį prijungtume tiesiai prie sienos. Kadangi skrudintuvą perjungia relė, mes galime valdyti, kai skrudintuvas yra išjungtas, bet jei skrudintuvas kartais yra įjungtas arba kartais išjungtas, kai relė yra aktyvi, tada mes ruošiamės nesėkmei. Štai kodėl pirmiausia turime nustatyti skrudintuvo rankenėles. Daugumoje skrudintuvų krosnelių bus trys rankenėlės: viena - temperatūrai, kita - kepimo režimui, kita - laikmačiui. Tai, ką jums reikia padaryti, yra tokia:

• Maksimaliai pakelkite temperatūrą (mes nenorime, kad mūsų pakartotinio srauto procesas sustotų viduryje!)
• Virimo parinktį nustatykite į „Kepti“arba bet ką, kas įjungia visus kaitinimo siūlus viduje!
• Maksimaliai išjunkite laikmatį arba, mano skrudintuvo atveju, pasukite laikmačio rankenėlę į „Stay on“, kad ji niekada neišsijungtų!

Tai atlikę, prijunkite skrudintuvo maitinimo laidą prie lizdo ir turėtumėte girdėti ir matyti, kaip jis įsijungia. Bingo! Jei bijote, kad netyčia pamestumėte rankenėles, drąsiai jas klijuokite vietoje, kad jos niekada nejudėtų!

Dabar, kai mūsų skrudintuvas yra visada įjungtas, kai jis yra įjungtas, mes galime jį įjungti arba išjungti su relė su ramybe, kad jis tikrai įsijungs, kai relė yra aktyvi.

Elektros instaliacijos pastabos

Čia yra tik keletas pastabų, kurios gali jums padėti, o gal ir nepadės viską sudėjus:

• Pirmas dalykas, kurį norite padaryti, yra prijungti „Reflowduino32“kuprinę prie pirmųjų šešių „DOIT ESP32 dev“plokštės kaiščių (kad varžtų gnybtai būtų toje pačioje pusėje, kaip ir „micro USB“, esantis kūrėjo plokštėje). Jei jums įdomu, kuprinė sukurta taip, kad vis tiek galite įterpti „Dupont“laidus į ESP32 dev plokštę greta „Reflowduino32“, kaip parodyta aukščiau esančiame paveikslėlyje.
• Kitas dalykas, į kurį reikia atkreipti dėmesį, yra relės įėjimų poliškumas. Jie abu pažymėti šalia varžtų gnybtų, bet noriu jus apsaugoti nuo atsitiktinio jų keitimo ir įdomu, kas vyksta, kai skrudintuvas neįsijungia!
• Taip pat turite prijungti termoporą „Reflowduino32“kuprinės varžto gnybte. Iš pradžių gali būti sunku suprasti, kuri viela yra kokios spalvos (geltona arba raudona), todėl gali tekti naudoti nagą ir švelniai šiek tiek nulupti izoliaciją. Tačiau nedarykite to jėga, kad sumažintumėte nusidėvėjimą!
• Aš perskaičiau iš kai kurių žmonių, kad galite gauti tikslesnius rezultatus, jei termoelementą susuksite į PCB laužą taip, kad antgalis liečiasi su PCB paviršiumi. Panašaus dydžio laužo plokštė, kaip ir jūsų montuojamos plokštės, suteiks termoelementui panašią šiluminę masę, todėl rodmenys bus tikslesni. Tai prasminga, jei galvojate apie atvėsimą; be PCB laužo termoelemento antgalis atvės daug greičiau nei surinktas PCB, tas pats pasakytina ir apie daug greitesnį įkaitimą.
• „Sidekick“relės modulyje yra maitinimo jungiklis. Jei skrudintuvas neįjungtas, jis neįkaista! Tačiau kol kas tiesiog palikite jį išjungtą prieš įkeliant kodą į ESP32 plokštę.

3 žingsnis: ESP32 „Arduino IDE“sąranka

Dabar, kai turite visą aparatinę įrangą, pažvelkime į programinę įrangą, reikalingą viskam paruošti ir paleisti.

Pastaba: Šios toliau pateiktos ESP32 „Arduino“diegimo instrukcijos yra tiesiai iš ankstesnio ESP32 „Bluetooth“vadovo 2 veiksmo. Tai yra viena iš tų vietų, kur, jei dar to nepadarėte, gali būti gera idėja patikrinti tą vadovėlį ir sužinoti daugiau apie ESP32 „Bluetooth“galimybes.

Tai gana akivaizdu, tačiau pirmas dalykas, kurį reikia padaryti, yra įdiegti „Arduino IDE“. Pakanka pasakyti.

ESP32 paketo diegimas

Kitas dalykas, kurį turite padaryti, yra įdiegti „Arduino IDE“paketą ESP32, vadovaudamiesi „Windows“arba „Mac“instrukcijomis. Pasakysiu, kad „Windows“, kai instrukcijose nurodoma atidaryti „Git GUI“, turite atsisiųsti ir nustatyti „Git“iš pateiktos nuorodos, o jei jums sunku rasti programą, pavadintą „Git GUI“, tada viskas, ko jums reikia Pradžios meniu ieškokite „Git GUI“ir pamatysite nedidelę komandų eilutės piktogramą (žr. aukščiau pateiktą ekrano kopiją). Pagal numatytuosius nustatymus jis taip pat yra „C: / Program Files / Git / cmd / git-gui.exe“. Iš ten vadovaukitės instrukcijomis ir jums bus gerai eiti! Pastaba: jei ESP32 paketas jau yra įdiegtas „Arduino IDE“, bet jo negavote pridėję BLE palaikymą prie paketo, rekomenduoju eiti į „Dokumentai/aparatūra/espressif“ir ištrinti aplanką „esp32“ir pakartokite aukščiau pateiktas sąrankos instrukcijas. Sakau tai todėl, kad susidūriau su problema, kai net atlikus atnaujinimo procedūrą, esančią instrukcijų apačioje, BLE pavyzdžiai nebuvo rodomi „Pavyzdžiai“, esantys „Arduino IDE“skiltyje „ESP32 Dev modulio pavyzdžiai“.

ESP32 testas

„Arduino IDE“pirmas dalykas, kurį turėtumėte padaryti, yra eiti į Įrankiai / lenta ir pasirinkti tinkamą lentą. Paprastai nesvarbu, kurį iš jų pasirinksite, tačiau kai kurie dalykai gali būti susiję su lenta (paprastai GPIO numeracija ir panašūs dalykai), todėl saugokitės! Savo lentoje pasirinkau „ESP32 Dev Module“. Taip pat pirmyn ir pasirinkite tinkamą COM prievadą, prijungę plokštę prie kompiuterio per USB kabelį.

Norėdami patikrinti, ar ESP32 diegimas vyko gerai, eikite į Failas / Pavyzdžiai / ESP32 BLE „Arduino“ir turėtumėte pamatyti keletą eskizų pavyzdžių, pvz., „BLE_scan“, „BLE_notify“ir kt. Tai reiškia, kad viskas yra tinkamai nustatyta „Arduino IDE“!

Dabar, kai visas „Arduino IDE“yra nustatytas, patikrinkite, ar jis tikrai veikia, atidarę „Blink“pavyzdį skiltyje Failas -> Pavyzdžiai -> 01. Pagrindai -> Mirksėti ir pakeiskite visus „LED_BUILTIN“egzempliorius į „2“(numatytasis GPIO numeris valdo šviesos diodą DOIT ESP32 dev plokštėje). Įkėlę eskizą turėtumėte matyti, kad mėlynas šviesos diodas mirksi kiekvieną sekundę!

4 žingsnis: „Reflowduino32“demonstracinis eskizas

Bibliotekos sąranka

Dabar, kai turite įdiegtą ESP32 „Arduino“paketą, eikite į „Reflowduino Github“saugyklą ir atsisiųskite „Reflowduino_ESP32_Demo.ino“eskizą. (Kai bandysite jį atidaryti, „Arduino“paklaus, ar norite sukurti aplanką su tokiu pačiu pavadinimu kaip eskizas, tokiu atveju spustelėkite „Taip“, kad jį atidarytumėte). Šis eskizas yra išsami atnaujinimo krosnies demonstracija, kuri nuskaito temperatūrą iš termoporos, periodiškai siunčia šiuos rodmenis į pasirinktinę „Android“programą (paminėta kitame skyriuje), atitinkamai valdo relę (ir galiausiai skrudintuvą), remdamasi PID valdymu. komandos iš programos. Visa tai ESP32! Gana tvarkinga, a?

Dabar, norint sudaryti šį eskizą, jums reikės šių bibliotekų:

• Adafruit MAX31855 biblioteka
• Arduino PID biblioteka

Įdiekite šias bibliotekas ir patikrinkite, ar sudarytas „Reflowduino32“eskizas, tada įkelkite jį į savo ESP32 dev plokštę!

„Reflow“nustatymai

Netoli viršutinės kodo dalies yra krūva #define eilučių. Tai yra dalykai, kuriuos galite keisti pagal savo poreikius. Pvz., Galbūt norėsite, kad grįžimo temperatūra būtų žemesnė, jei turite žemos temperatūros litavimo pastą, arba aukštesnė, jei turite švino lydmetalio pastą. Pastebėsite, kad įtraukiau kai kurias tipiškas pakartotinio srauto profilio vertes ir numatytoji turėtų gerai veikti su žemos temperatūros bešviniu litavimo pasta. Taip pat galbūt norėsite vėliau sureguliuoti PID konstantas, priklausomai nuo jūsų fizinės sąrankos (nors tai tikriausiai nėra būtina). Norėdami gauti daugiau informacijos apie litavimo pastos ir pakartotinio srauto profilius, apsilankykite šiame „Github“wiki puslapyje.

5 veiksmas: programos sąranka

Įkėlę demonstracinį eskizą į savo ESP32, turėsite įdiegti „Reflowduino32“„Android“programą kaip paskutinį žingsnį, kad mūsų sąranka veiktų! Tiesiog atsisiųskite ir įdiekite.apk failą „Android“įrenginyje su „Bluetooth 4.0“arba naujesne versija ir atidarykite programą!

Jei „Bluetooth“dar neįjungta, programa paprašys įjungti. Įsitikinkite, kad jūsų ESP32 dev plokštė yra įjungta ir veikia demonstracinis eskizas. Pirmas dalykas, kurį turite padaryti, yra prisijungti prie ESP32 per „Bluetooth“programėlėje, tada netrukus po to, kai viršutiniame kairiajame kampe esantis mygtukas sako „Prisijungta!“jei tinkamai prijungėte porą, ekrane turėtų pasirodyti temperatūros rodmenys. Jei to nepadarėte, patikrinkite termoporą ir įsitikinkite, kad varžto gnybte yra saugi jungtis.

Dabar atėjo laikas išbandyti įdomius dalykus! Pasukite jungiklį į „Sidekick“modulio padėtį „įjungta“ir paspauskite programos mygtuką „START“. Skrudintuvo krosnies lemputė turėtų užsidegti, ir jūs turėtumėte išgirsti, kaip siūlai skleidžia silpną barškėjimą ir galiausiai pamatysite, kaip jie švyti kaitinant! Taip pat turėtumėte matyti, kad ESP32 dev plokštėje užsidega mėlynas šviesos diodas, rodantis, kad vyksta pakartotinio srauto procesas.

Tęsiant atnaujinimo procesą, programoje turėtų būti rodomas gražus perpildymo profilis. Kai temperatūra pasiekia įkaitimo temperatūrą, gera praktika yra atidaryti skrudintuvo krosnies dureles, kad šiluma išeitų, kad plokštė galėtų atvėsti, nes priešingu atveju temperatūra dar kurį laiką pakils. Klasikinėje „Reflowduino“lentoje yra garsinis signalas, įspėjantis, kada tai padaryti, tačiau čia jūs tiesiog turėsite spręsti pagal programoje rodomą temperatūrą, kuri nėra sunki.

Kai lenta atvės iki tam tikros ribos (pagal numatytuosius nustatymus 40 *C, bet jūs galite tai pakeisti kodu), pakartotinio srauto procesas bus laikomas užbaigtu, o mėlynas šviesos diodas užges ir programa išsaugos pakartotinio srauto duomenis į failą, esantį savo telefoną, kad galėtumėte jį importuoti į „Excel“. Daugiau informacijos apie išsaugotų duomenų importavimą į „Excel“rasite šiame „Github“wiki puslapyje.

Tai beveik viskas!