Crocodile Solar Pool Sensor: 7 Hakbang (na may Mga Larawan)

2024 May -akda: John Day | [email protected]. Huling binago: 2024-01-30 13:10

Ipinapakita ng itinuturo na ito kung paano bumuo ng isang espesyal na sensor ng pool na sumusukat sa temperatura ng pool at inililipat ito sa pamamagitan ng WiFi sa Blynk App at sa isang MQTT broker. Tinawag ko itong "Crocodile Solar Pool Sensor". Gumagamit ito ng Arduino programming environment at isang board na ESP8266 (Wemos D1 mini pro).

Ano ang espesyal sa proyektong ito?

• Maganda lang ang hitsura
• Ganap na independiyente mula sa mga mapagkukunan ng kuryente (pinapakain ng solar panel ang baterya ng LiPo)
• Mababang lakas na sensor ng konektadong WiFi na8808 WiFi
• Sa halip mataas na katumpakan sensor ng temperatura
• Paghahatid ng data ng temp at boltahe sa Blynk APP para sa iyong mobile phone
• Nagpapadala din ng isang "huling nai-update" na timestamp sa Blynk APP
• Paghahatid ng data ng temp at boltahe sa isang MQTT broker
• Mapapalitan sina Celsius at Fahrenheit
• Maaaring ma-programang muli

Ang iyong antas ng kasanayan: intermediate sa karanasan

Mga gamit

Para sa pagbuo na ito kailangan mong malaman kung paano gumagana sa:

• Arduino IDE (programa sa kapaligiran)
• isang bakal na bakal
• isang drill
• isang matalim na kutsilyo
• pandikit epoxy
• mainit na pandikit
• pang-industriya foam spray
• kulay ng spray

Hakbang 1: Kailangan ng Mga Bahagi

Ang mga bagay na ito ay kinakailangan upang mabuo ang magandang sensor ng pool:

• Ang crocodile head (foamed plastic) ay matatagpuan dito: Amazon: Crocodile Head
• O kahalili: Bangka ng bangka (Aliexpress). Mangyaring tingnan ang hakbang 6 para dito.
• ESP8266 Wemos D1 mini pro: (Aliexpress)
• Solar Panel 0.25W 45x45mm: (Aliexpress)
• ** EDIT pagkatapos ng isang taon ng paggamit: Masidhi kong inirerekumenda ang paggamit ng isang mas malakas na baterya tulad ng isang 18650 (halimbawa: Aliexpress)
• Module ng charger ng baterya TP4056: (Aliexpress)
• Hindi tinatagusan ng tubig sensor ng sensor DS 18b20: (Aliexpress)
• 22 AWG wire (Aliexpress)
• Prototype PCB board 5x7cm (Aliexpress)
• 220 Ohm at 4.7 kOhm resistors
• isang maikling USB sa MicroUSB cable

bilang karagdagan:

• Insolating foam sealant @ merkado ng DIY o dito: (Amazon)
• Hindi tinatagusan ng tubig na pintura @ DIY market o dito: (Amazon)
• Filler primer spray @ DIY market o dito: (Amazon)
• Liquid epoxy para sa isang hindi tinatagusan ng tubig na patong @ DIY market
• Mainit na pandikit

Maaaring kailanganin mong gumamit ng isang 3D printer upang mag-print ng isang hindi tinatagusan ng tubig na takip para sa USB port.

Hakbang 2: Elektronika

Akala ko ito ay pinakamadali upang magsimula sa ilan sa mga DIY universal prototype PCBs at nalaman kong ang isang 5x7cm ay perpekto lamang para sa hangaring ito.

Mga hakbang sa pagbuo:

1. Ihanda ang D1 mini pro para sa paggamit ng isang panlabas na antena:

   1. Unsolder 0 Ohm risistor sa tabi ng ceramic antena
   2. Lumiko pababa sa 0 Ohm risistor at solder ang koneksyon sa panlabas na antena (magandang paliwanag ang matatagpuan dito - Hakbang5)
2. Ilagay ang mga bahagi at magpasya para sa layout sa prototype PCB bago ka magsimula sa paghihinang
3. Solder ang mga pin sa D1 mini pro
4. Paghinang ang mga standoff pin sa prototype board
5. Paghinang ng mga pin para sa charger board sa prototype PCB
6. Ihihinang ang charger board sa mga pin
7. Gupitin ang cable ng sensor ng temperatura sa haba na 20 cm
8. Mangyaring tingnan ang imahe sa itaas para sa pagkonekta sa sensor ng temperatura
9. Paghinang ang cable sa solar panel
10. HUWAG pa maghinang ng mga solar panel cable sa board - ang mga ito ay kailangang idikit muna sa ulo ng buwaya
11. Sundin ang Fritzing schema sa itaas upang maghinang ng lahat ng mga natitirang koneksyon sa PCB
12. Kapag ang lahat ng mga bahagi ay konektado at soldered gumamit ng ilang mainit na pandikit upang ayusin ang baterya Mangyaring tandaan: Para sa pagtulog ng ESP8266 upang matulog kinakailangan upang ikonekta ang pin D1 na may pin RST. Minsan ang D1 mini pro ay nagdudulot ng mga problema sa serial port kung ang port D0 at RST ay konektado. Ang ginamit ko (tingnan ang link ng Aliexpress sa itaas) ay walang ganitong problema. Kung nahaharap ka sa problemang ito maaaring kailanganin mong gumamit ng isang lumulukso o isang switch upang idiskonekta ang dalawang mga pin para sa pag-upload ng bagong code. Ngunit (!) Kung gayon wala kang pagkakataon na muling magprogram muli kapag ang ulo ng buwaya ay natatakan. Sa kasong ito hindi mo rin kailangang dalhin ang USB port sa labas (hal. Upang mag-drill ng pangatlong butas).

Hakbang 3: Hardware Bahagi 1 (Paghahanda ng Crocodile Head)

Sa hakbang na ito ihinahanda namin ang likuran ng ulo ng crocodile upang makakuha ng sapat na puwang para sa electronics. At nag-drill kami ng ilang mga butas para sa antena, solar panel at USB port. Pinlano ko muna ang aking proyekto nang walang USB port. Ngunit naisip ko na imposible para sa akin na gumawa ng ilang mga pag-update ng software sa sandaling ang buwaya ay muling naselyohan. Samakatuwid nagpasya akong gumamit ng isang maikling USB cable micro-USB sa USB upang payagan ang isang labas na pag-access sa board ng ESP8266. Susunod na mga hakbang na dapat gawin:

• Gumamit ng isang matalim na kutsilyo upang i-cut ng kaunti pa sa 7x5 cm (laki ng iyong prototype board) mula sa matigas na ibabaw
• Gumamit ng isang kutsara upang alisin ang mas malambot na bula mula sa loob
• Siguraduhin lamang na mayroon kang sapat na puwang para sa iyong mga kable at iyong board
• Subukan kung umaangkop ito at mayroon pa ring ilang puwang upang masakop ito sa paglaon

Ngayon mag-drill ng dalawa o tatlong mga butas sa ulo:

• para sa solar panel
• para sa antena
• (opsyonal) para sa USB port para sa pagpapagana ng susunod na pagprograma

Gumamit ng 2 sangkap ng epoxy (5 minuto) upang ipako at muling mai-seal ang mga butas na ito. Gumamit ng sapat na pandikit ng epoxy! Tiyaking magiging waterproof ito pagkatapos!

1. Kola ang solar panel cable sa ulo at maayos na selyohan ang butas
2. Ipako ang solar panel sa pagitan ng mga mata
3. Ipako ang socket ng antena sa ulo at maayos na itatak ang butas
4. Kola ang USB plug at maayos na selyohan ang butas

Upang maiwasan ang anumang tubig na nagdudulot ng kaagnasan sa USB port ay naka-print ako ng isang maliit na takip ng proteksiyon.

Hakbang 4: Software

Kailangan mong magkaroon ng isang tumatakbo na Arduino na kapaligiran. Kung hindi, mangyaring suriin ito.

Ang pag-setup ng hardware ay tuwid na pasulong (sa aking Mac):

LOLIN (WEMOS) D1 mini Pro, 80 MHz, Flash, 16M (14M SPIFFS), v2 Lower Memory, Huwag paganahin, Wala, Tanging Sketch, 921600 sa /dev/cu. SLAB_USBtoUART

Kunin ang Arduino code dito: Arduino code sa Github

Ang code ay nagpapadala ng temperatura at boltahe ng baterya sa Blynk. I-load lamang ang Blynk app sa iyong mobile phone at lumikha ng isang bagong proyekto. Padadalhan ka ni Blynk ng Auth Token para sa proyektong ito. Ipasok ang token na ito sa file na Mga setting.h. Ipapadala ang mga default na setting

• ang temperatura sa VIRTUAL PIN 11
• ang boltahe sa VIRTUAL PIN 12
• ang huling na-update na timestamp sa VIRTUAL PIN 13

ngunit madaling baguhin ang mga pin na ito sa code. Maglaro lamang sa lahat ng mga widget ng Blynk gamit ang V11, V12 at V13 - masaya ito. Kung bago ka sa ito basahin lamang ang itinuro ng aking kaibigan na si Debasish - karamihan sa mga ito ay ipinaliwanag doon sa Hakbang19.

Handa rin ang software na gumamit ng isang MQTT broker.

Sa Mga Setting.h mayroong isang pandaigdigang variable na tinatawag na MQTT. Ito ay kailangang itakda sa totoo o mali depende kung gumagamit ka ng MQTT o hindi.

Sa aking kaso gumagamit ako ng isang MQTT broker (Orange PI Zero, Mosquitto, Node-Red) at isang dashboard kung saan magkakasama ang lahat ng aking data ng sensor. Kung bago ka sa MQTT hayaan mo ang Google na tulungan kang i-set up ito.

Kung pamilyar ka sa MQTT, sigurado ako na mauunawaan mo ang code.

Hakbang 5: Hardware Part 2 (Sealing Muli)

Sa hakbang na ito kailangan naming i-pack ang lahat ng electronics (na-load at nasubok ang software) at muling tinatakan ang tiyan ng aming crocodile. Personal kong nakikita ang dalawang posibleng solusyon:

1. Paggamit ng isang acrylic na baso at kola ito ng epoxy na pandikit na hindi tinatagusan ng tubig sa tiyan. Para sa temperatura sensor cable gumamit ng isang hindi tinatagusan ng tubig cable duct (Ikinalulungkot ko na hindi ko pinili ang pagpipiliang ito - pagkatapos ng lahat ng aking pinagdaanan ay lubos kong inirerekumenda na pumunta sa ganitong paraan.)
2. Paggamit ng isang pang-industriya na bula at punan muli ang mga puwang, pagkatapos ay gumamit ng pinturang hindi tinatagusan ng tubig upang mag-seal. At tapusin ito ng tagapuno at pintura.

Kaya't nagpasya ako para sa pagpipilian 2. Ang mga hakbang ay ang mga sumusunod:

1. Ang solder solar panel cable sa board
2. Ikonekta ang antenna cable
3. Ikonekta ang USB cable sa board na ESP8266 (AT HINDI sa singilin sa singilin)
4. Pigain ang lahat ng cable at board sa butas
5. Mag-iwan ng 5-10cm ng temperatura sensor cable na nakabitin
6. Gamitin ang pang-industriya na bula upang punan ang lahat ng mga puwang (Abangan - ang foam ay lumalawak nang mabigat)
7. Hayaan itong matuyo at gupitin ang foam pagkatapos gamit ang isang matalim na kutsilyo
8. Gumamit ngayon ng ilang pinturang hindi tinatagusan ng tubig (ginagamit upang ayusin ang mga bubong) at pinturahan ang lahat
9. Hayaang matuyo ito at gamitin ang spray ng pintura ng tagapuno upang makagawa ng isang matigas na tinapay (kailangan mong gawin ito nang paulit-ulit)
10. MAHALAGANG EDIT (pagkatapos ng ilang linggo sa tubig): Mag-apply ng dalawa o tatlong patong sa buong likidong epoxy upang magbigay ng isang talagang hindi tinatagusan ng tubig na patong.
11. Hayaan itong matuyo - TAPOS!

Hakbang 6: Alternatibong Pagbuo

Dahil ang unang pagbuo ng gantsilyo ay paborito ko pa rin, dapat kong tanggapin na napili ko ang maling baterya (masyadong mahina). Sa kasamaang palad hindi ko na maaaring palitan ang baterya dahil ito ay selyadong sa katawan ng crocs.

Ito ang dahilan kung bakit napagpasyahan kong gumawa ng isa pang solusyon sa isang bangka bilang isang katawan upang mas mahusay na ma-access ang electronics at ang baterya kung kinakailangan.

Mga pagbabago:

• Shell (https://www.aliexpress.com/item/32891355836.html)
• LiIon Battery 18650
• Naka-print na insert na 3D upang mai-mount ang dalawang board (ESP8266 at module ng charger)

Hakbang 7: Apendiks: Karagdagang Mga Ipinapakita / Sensor

Kung nais mong lampas sa pagpapakita ng data ng pool sa Blynk App, maaari mo ring itulak ito sa isang MQTT broker. Pinapayagan kang gumamit ng maraming mga posibilidad upang maipakita ang iyong pool (o iba pang) data sa iba't ibang mga aparato. Ang isa ay magiging Node Red Dashboard sa isang Raspberry Pi (tingnan ang larawan sa itaas) o isang LED matrix display. Kung interesado ka sa LED Matrix mangyaring hanapin ang code dito:

Sa pamamagitan ng paraan, isinama ko ang proyektong ito sa Solar Weather Station kasama ang isang pagtataya ng panahon ng Zambretti mula sa proyektong ito:

Ang inspirasyon ng Solar Weather Station na ito ay nagmula sa kaibigan kong Indian na si Debasish. Mangyaring hanapin ang kanyang itinuturo dito:

Unang Gantimpala sa Paligsahan sa Mga Sensor