Propagator Thermostat Paggamit ng ESP8266 / NodeMCU at Blynk: 7 Hakbang (na may Mga Larawan)

2024 May -akda: John Day | [email protected]. Huling binago: 2024-01-30 13:14

Kamakailan ay bumili ako ng isang pinainit na tagapagpalaganap, na dapat makatulong upang makuha ang aking mga buto ng bulaklak at gulay na umuusbong nang mas maaga sa panahon. Dumating ito nang walang termostat. At dahil medyo mahal ang mga termostat, nagpasya akong gumawa ng sarili ko. Tulad ng nais kong gamitin ang opurtunidad na ito upang maglaro nang kaunti kay Blynk, ibinase ko ang aking termostat sa isang ESP8266 / NodeMCU development board na nakahiga ako.

Para sa mga nakaraang proyekto, gumamit ako ng mga site tulad ng instructables.com ng marami para sa inspirasyon at tulong tuwing natigil ako. Hindi hihigit sa patas na gumawa ng isang maliit na kontribusyon sa aking sarili, kaya narito ang aking unang itinuturo kailanman!

Pagwawaksi: Gumagana ang proyektong ito sa AC 230V na lubos na mapanganib at maaaring patayin ka ng anumang mali. Hindi ako mananagot para sa anumang pinsala, pinsala o pagkawala ng buhay. Gawin ito sa iyong sariling peligro

Hakbang 1: Listahan ng Mga Bagay na Ginamit Ko

1 NodeMCU V3.0

2 DS18B20 1-wire sensor ng temperatura

1 Relay module

1 LCD1602 I2C display

3 Kulay ng mga pindutan ng itulak

1 158x90x60 kaso na may malinaw na takip

1 5V USB charger ng telepono

1 Maikling USB 2.0 A Lalaki hanggang B Lalaki Micro 5 Pin Data Cable

1 4.7kΩ Resistor

1 bloke ng hindi tinatagusan ng tubig na playwud, mga 10x5x2cm

1 piraso ng puting plastik na tubo, diameter 12mm, haba 16cm

1 230V power cable na may plug

1 230V babaeng power socket (2 pin)

1 230V babaeng power socket (3 mga pin)

1 6 posisyon 2 hilera terminal block

1 stereo audio cable na may 3.5mm stereo jack plug sa isang dulo

1 3.5mm stereo socket babae

2 M16 cable gland konektor

1 piraso ng puting perspex mga 160x90

At ilang mga koneksyon na wire, pag-init ng tubo ng pag-init, pandikit, dobleng panig na malagkit na tape, itim na pinturang spray, PCB board standoff spacers, M3 bolts at 1.5mm / 6.5mm / 12mm / 16mm drill

Hakbang 2: Pagdidisenyo ng Termostat

Tulad ng sinabi, ang termostat ay nagtatayo sa paligid ng isang ESP8266 / NodeMCU development board.

Ang aktwal na temperatura ng parehong lupa at ng hangin sa tagapagpalaganap ay susukatin ng 2 mga sensor ng temperatura. Ang mga sensor na ito ay may tinatawag na 1-Wire interface, na nangangahulugang maaari silang maiugnay nang kahanay sa isang input port. Tulad ng nabanggit sa mahusay na datasheet na ito, ang 1-Wire bus ay nangangailangan ng isang panlabas na resistor ng pullup na humigit-kumulang na 5kΩ. Gumagamit ako ng isang 4.7kΩ risistor sa pagitan ng linya ng signal ng mga sensor at ang 3.3V ng NodeMCU.

Upang madagdagan o mabawasan ang nais na target na temperatura ng lupa, idinagdag ang 2 mga pushbutton, pati na rin ang isang 16x2 character na LCD screen upang magbigay ng ilang puna sa kasalukuyan at target na temperatura. Ang LCD screen na ito ay may built-in na backlight. Upang maiwasan ang backlight na maging sa lahat ng oras, nagpasya akong magdagdag ng ilang code upang malabo ang screen pagkatapos ng ilang oras. Upang mai-aktibo muli ang backlight, nagdagdag ako ng isa pang pushbutton. Sa wakas, idinagdag ang isang module ng relay upang ilipat ang kapangyarihan sa heat cable sa tagapagpalaganap na naka-on at naka-off.

Ipinapakita ng larawan sa itaas kung paano nakakonekta ang mga sangkap na ito sa pangunahing yunit.

Hakbang 3: Paggawa ng Thermostat 'Blynk'

Dahil kailangan namin ng ilang data mula sa Blynk app sa aming code sa paglaon, alagaan muna natin ang negosyo ng Blynk.

Sundin ang unang 3 hakbang ng mga tagubilin sa pagsisimula ng Blynk.

Lumikha ngayon ng isang bagong proyekto sa Blynk app. Bilang pangalan ng proyekto pinili ko ang 'Propagator'. Mula sa listahan ng aparato, piliin ang 'NodeMCU', ang uri ng koneksyon ay 'WiFi'. Gusto ko ang madilim na tema, kaya't pinili ko ang 'Madilim'. Pagkatapos ng pagpindot sa OK, ipapakita ang isang popup na nagsasaad na isang Auth Token ang ipinadala sa iyong email address. Suriin ang iyong mail at isulat ang token na ito, kailangan namin sa NodeMCU code sa paglaon.

Mag-tap sa walang laman na screen na ipinakita ngayon at idagdag:

• 2 gauge (300 enerhiya bawat isa, kaya 600 sa kabuuan)
• 1 SuperChart (900 enerhiya)
• 1 Value Display (200 enerhiya)
• 1 Slider (200 enerhiya)
• 1 LED (100 enerhiya)

Eksaktong natupok nito ang iyong libreng 2000 balanse ng enerhiya;-)

Ipinapakita ng mga larawan sa itaas kung paano i-layout ang screen sa mga elementong ito. Sa pamamagitan ng pag-tap sa bawat elemento, ang mga detalyadong setting ay maaaring maiakma (ipinapakita rin sa mga larawan sa itaas).

Kapag tapos na, buhayin ang iyong proyekto sa pamamagitan ng pagpili ng pindutang 'play'. Ang app ay (syempre) mabibigo upang kumonekta, dahil wala pa upang kumonekta. Kaya't magpatuloy tayo sa susunod na hakbang.

Hakbang 4: Ang Kodigo na Gumagawa sa Lahat ng Ito

Ngayon ay oras na upang programa ang aming ESP8266 / NodeMCU. Ginagamit ko ang application na Arduino IDE para dito, na maaaring ma-download dito. Upang i-set up ito para sa ESP8266 / NodeMCU, tingnan ang mahusay na itinuturo ni Magesh Jayakumar na ito.

Ang code na nilikha ko para sa aking Propagator Thermostat ay matatagpuan sa Therostat.ino file sa ibaba.

Kung nais mong muling magamit ang code na ito, tiyaking na-update mo ang iyong WiFi SSID, password at ang iyong token ng Pahintulot ng Blynk sa code.

Hakbang 5: Pagbubuo ng Modyul ng Sensor ng Temperatura

Ang base ng tagapagpalaganap ay puno ng isang layer ng matalim na buhangin o napakahusay na grit na halos 2cm ang kapal. Ito ay magkakalat sa ilalim ng init ng mas pantay. Upang maayos na masukat ang temperatura ng 'lupa', nagpasya akong pumunta para sa hindi tinatagusan ng tubig sensor ng DS18B20. Kahit na ang aking tagapagpalaganap ay dumating na may isang onboard analog thermometer upang masukat ang temperatura ng hangin sa loob, nagpasya akong magdagdag ng isa pang sensor ng temperatura upang masukat din ang temperatura ng hangin sa elektronikong paraan.

Upang mahawakan nang maayos ang parehong mga sensor, lumikha ako ng isang simpleng istrakturang kahoy. Kumuha ako ng isang piraso ng hindi tinatagusan ng tubig na playwud at nag-drill ng isang 6.5mm na butas mula sa gilid patungo sa gilid upang hawakan ang sensor ng temperatura sa lupa, na humahantong sa wire wire sa sensor. Sa tabi nito ay nag-drill ako ng isang 12mm na butas sa gitna ng bloke ng playwud, sa halos 3/4 ng kabuuang taas, at isang 6.5mm na butas mula sa gilid, sa kalagitnaan ng bloke, na nagtatapos sa 12mm na butas. Ang butas na ito ang humahawak sa sensor ng temperatura ng hangin.

Ang sensor ng temperatura ng hangin ay natatakpan ng isang puting puting tubo na umaangkop sa loob ng 12mm na butas. Ang haba ng tubo ay tungkol sa 16cm. Ang tubo ay may maraming 1.5mm na mga butas na drilled sa ilalim ng kalahati (kung saan ang sensor), ang tuktok na kalahati ay pininturahan ng itim. Ang ideya ay ang hangin sa itim na bahagi ng tubo na nag-init ng kaunti, tumaas sa tuktok at makatakas, sa gayon ay lumilikha ng isang daloy ng hangin sa paligid ng sensor. Sana ay humantong ito sa isang mas mahusay na pagbabasa ng temperatura ng hangin. Panghuli, upang maiwasan ang pagpasok ng buhangin o grit, ang mga butas para sa mga kable ng sensor ay puno ng pandikit.

Upang ikonekta ang mga sensor, gumamit ako ng isang lumang stereo audio cable na may isang stereo 3.5mm jack plug sa isang dulo. Pinutol ko ang mga konektor sa kabilang panig at hinangin ang 3 mga wires (ang aking audio cable ay may ground ground, pula at puting wire):

- Parehong mga itim na wires mula sa mga sensor (ground) pumunta sa ground wire ng audio cable

- Parehong pulang mga wire (+) pumunta sa pulang kawad

- parehong dilaw na mga wire (signal) pumunta sa puting kawad

Pinahiwalay ko ang mga solder na bahagi nang paisa-isa na may kaunting pag-urong ng tubo. Gumamit din ng kaunting pag-urong ng tubo ng init upang mapanatili ang 2 sensor ng mga wire nang magkasama.

Ang natapos na module ng Temperatura Sensor ay ipinapakita sa ika-4 na larawan sa itaas.

Matapos makumpleto ang module ng Temperatura Sensor, naka-install ito sa gitna ng pinainit na tagapagpalaganap gamit ang ilang dobleng panig na malagkit na tape. Ang wire ay pinakain sa pamamagitan ng umiiral na pagbubukas (na kailangan kong palakihin nang kaunti upang gawing magkasya ang kawad) sa base ng tagapagpalaganap.

Hakbang 6: Pagbuo ng Module ng Termostat

Ang ESP8266 / NodeMCU, ang display, ang relay at ang 5V power supply ay maayos na umaangkop sa 158x90x60 mm case na may transparent na takip.

Kailangan ko ng isang baseplate upang mai-mount ang NodeMCU, LCD display at relay sa loob ng kaso. Naisip ko ang tungkol sa pag-order ng isang 3D na naka-print na baseplate, kaya lumikha ako ng isang.stl file sa SketchUp. Nagbago ang aking isip at simpleng ginawa ito sa aking sarili mula sa isang piraso ng 4mm na puting pawis. Gamit ang SketchUp, lumikha ako ng isang template upang markahan ang eksaktong lugar para sa mga butas ng 3mm upang mag-drill. Tingnan ang.skp file para sa isang halimbawa. Ang mga sangkap ay naka-mount sa baseplate gamit ang ilang mga standoff spacer ng naaangkop na haba.

Nilagyan ko ng butas ang mga butas para sa mga pindutan at konektor sa mga gilid ng kaso, na-install ang mga pindutan at konektor at isinabit ang mga ito gamit ang iba't ibang mga kulay na mga wire upang maiwasan ang anumang maling koneksyon. Maingat kong na-wire ang mga bahagi ng 230V AC. Muli: ang 230V AC ay maaaring mapanganib, tiyaking alam mo kung ano ang iyong ginagawa kapag naghahanda ng bahaging ito ng proyekto!

Ang 5V power supply at terminal block ay pinananatili sa lugar sa ilalim ng kaso na may ilang dobleng panig na malagkit na tape.

Matapos ikonekta ang mga wire sa NodeMCU, tumagal ito ng ilang pag-ikot upang ayusin ang baseplate sa kaso na may ilang mga bolt ng m3.

Pangwakas na pagkilos: ilagay ang transparent na takip sa lugar, at tapos na kami!

Hakbang 7: Konklusyon

Tunay na nakakatuwa na itayo ang termostat na ito para sa aking tagapagpalaganap, at upang subaybayan ang aking pag-unlad na pagbuo nito, at pagsusulat ng itinuturo sa ito.

Gumagana ang termostat tulad ng isang kagandahan, at gumagana rin ang pagkontrol at pagsubaybay nito gamit ang Blynk app.

Ngunit laging may puwang para sa pagpapabuti. Iniisip ko ang tungkol sa pagpapabuti ng kontrol sa temperatura sa pamamagitan ng pag-iwas sa 'overshooting ang target' ng sobra. Marahil ay titingnan ko ang tinaguriang PID library.

Isa pang ideya: Maaari akong magdagdag ng opsyon na 'Over The Air' OTA upang mai-update ang NodeMCU software nang hindi kinakailangang buksan ang kaso sa bawat oras.