Escalfador d’aigua Io32 ESP32: 12 passos

2024 Autora: John Day | [email protected]. Última modificació: 2024-01-30 08:10

Cayenne IoT geyser (dipòsit d’aigua calenta als EUA) és un dispositiu d’estalvi d’energia que us ajudarà a controlar i controlar l’aigua calenta de les vostres llars, fins i tot quan esteu fora de casa. Us permetrà encendre i apagar el guèiser, programar-lo per encendre / apagar en determinats moments, mesurar la temperatura del guèiser, establir temperatures màximes d’estalvi, etc. Està dissenyat per a guèisers elèctrics d’alta pressió amb un sol element. Es pot modificar fàcilment per a altres configuracions de guèiser, com ara la pressió baixa, el doble element, etc. El meu guèiser també s’instal·la verticalment.

Per seguretat, vaig mantenir el termòstat mecànic al tub. Mesuro la temperatura de l’aigua amb dos sensors de temperatura DS18B20, un connectat a la part inferior del meu guèiser, a sota de l’element, i l’altre connectat a la sortida d’aigua calenta. No heu d’eliminar mai el termòstat mecànic per motius de seguretat. Substituir el termòstat mecànic per un sensor electrònic pot ser perillós, ja que el sensor o el microcontrolador (el maquinari o el programari poden funcionar malament) i provocar explosions de vapor que poden matar persones.

Aquest projecte implica la connexió d’un relé d’estat sòlid amb el vostre element geyser. És possible que necessiteu un electricista qualificat per fer-ho (per llei). No treballeu a la vostra CA (xarxa elèctrica) si no esteu segur.

El vostre ESP32 publicarà dades a un servei anomenat Cayenne IoT Cloud mitjançant MQTT. Podreu utilitzar el tauler de control de Cayenne per controlar i controlar el vostre guèiser i programar els temps d’escalfament.

Subministraments:

• ESP32 Wemos lolin o qualsevol altre ESP32. L'ESP8266 també funcionarà, però la funcionalitat del pin tàctil no funcionarà. Un Arduino amb WiFi també hauria de fer-ho
• Relé d’estat sòlid (SSR), de 30 amp o més
• Dissipador de calor per a la SSR
• 3 (2 poden fer-ho) Sensors de temperatura de semiconductor Dalas, DS18B20.
• Carcassa
• Alguns cables de pont
• Cables elèctrics adequats al corrent del vostre guèiser
• Blocs de terminals
• Font d'alimentació USB per a l'ESP32
• Bateria de liti per alimentar l’ESP32 si la xarxa elèctrica és de.

Pas 1: habilitats necessàries

ESP32 Programació en Arduino IDE, instal·lació de biblioteques

Electrònica bàsica

Coneixement de la xarxa elèctrica (normalment de 110 a 240 volts de corrent altern)

Alguns coneixements de cayenne.mydevices.com

Pas 2: Perfil termal dels guèisers i la col·locació del sensor

L’aigua calenta té una densitat inferior a l’aigua freda. Per tant, l'aigua a la part superior del tanc serà més calenta que l'aigua al fons del dipòsit, ja que l'aigua calenta pujarà. La sortida de guèiser també es troba normalment a la part superior i l’entrada a la part inferior, cosa que contribueix encara més al perfil de calor.

En el meu projecte, he utilitzat tres sensors de temperatura. Un a la part inferior, un a la part superior i un sensor de temperatura ambient. Basant-me en uns quants experiments, vaig decidir utilitzar el sensor de temperatura inferior com a indicador que el tanc està calent. El problema del sensor superior és que pujarà uns quants graus en el moment que s’obri una pestanya calenta durant uns segons i potser només quedi una mica d’aigua calenta a la part superior del tanc. Podeu decidir utilitzar una mitjana entre els dos sensors.

Pas 3: creeu el vostre maquinari

Connecteu l’SSR al PIN 15 i al GND

Connecteu els 3 sensors DS18B20: groc al PIN 16, negre a GND, vermell a 3,3 volt. Utilitzeu una resistència de 4,7 Kohms entre el PIN 16 i el 3,3 volt. (Recordeu, els DS18B20 són dispositius d'un sol cable i es permeten múltiples dispositius d'un cable en un bus o pin).

Connecteu el cable tàctil de reinici a TO i Restableix el cable a T2

Encara no connecteu la vostra construcció a la xarxa elèctrica (CA). Encara no connecteu els sensors al Geyser. Primer heu d’esbrinar quin sensor ha d’anar a quina posició.

Pas 4: registreu-vos com a usuari de Cayenne

Aquest no és un tutorial de cayenne.mydevices.com. Cayenne és la versió de preu zero de mydevices.com

Si no esteu familiaritzat amb caiena, hi ha més informació disponible a

Primer heu de registrar-vos a cayenne.mydevices.com i rebre un inici de sessió i una contrasenya.

Hi ha més informació sobre caiena disponible a

També és important llegir-ho

developers.mydevices.com/cayenne/docs/cayenne-mqtt-api/#cayenne-mqtt-api-using-arduino-mqtt per afegir la biblioteca de Cayenne a la identificació Arduino

Pas 5: instal·leu les biblioteques necessàries a l'IDE Arduino

Gestor de WiFi

ArduinoJson versió 6.9.0

CayenneMQTT

OneWire

DallasTemperature

ArduinoOTA

Pas 6: carregueu l'esbós ESP32

El Sketch ESP32 conté molts codis. Inclou codi per a

1. https://github.com/tzapu/WiFiManager. El gestor de WiFi s’utilitza per fer saber al vostre ESP32 quines són les credencials d’inici de sessió dels vostres punts d’accés WiFi. També s’utilitza per capturar els detalls de CayenneMQTT, els límits de temperatura del guèiser i per enllaçar els 3 sensors de temperatura a la seva ubicació (superior, inferior o ambient)
2. Codi per a l'API de caiena
3. OTA (actualitzacions en directe). Podreu actualitzar el firmware mitjançant WiFi. Heu d’estar al vostre WiFi local amb el mateix ordinador que heu utilitzat per penjar l’esbós original.
4. Lectura de temperatura DS18B20.

El croquis ArduinoIDE està disponible a:

Pas 7: afegiu el vostre ESP32 a Cayenne

Ara podeu afegir un dispositiu nou.

Inicieu la sessió a cayenne.mydevices.com. A la vostra esquerra, veureu un menú desplegable Afegeix nou … Seleccioneu Dispositiu / Widget. S'obrirà una pàgina si heu de seleccionar portar el vostre propi objecte. S'obrirà una nova pàgina amb els detalls de MQTT. Anoteu el vostre nom d’usuari MQTT, contrasenya MQTT, identificador de client. Ho necessitareu per comunicar-vos amb el corredor (servidor) Cayenne MQTT. El nom d’usuari MQTT i la contrasenya MQTT sempre seran els mateixos, però l’identificador de client serà diferent per a cada dispositiu nou, com ara un altre ESP32, Arduino o Raspberry PI.

També podeu donar nom al vostre dispositiu en aquest formulari.

Pas 8: executeu el vostre esbós

Reinicieu l'ESP32

Ara hauríeu de veure un nou punt d'accés WiFi anomenat "Slim_Geyser_DEV". (L'ESP 32 estarà en mode de punt d'accés / mode Ad-hoc o punt d'accés) mitjançant la cerca / escaneig WiFi dels vostres equips.

Inicieu la sessió en aquest nou punt d'accés. La contrasenya / clau de seguretat és contrasenya.

El navegador hauria d’anar a la pàgina de destinació "192.168.4.1", si no, feu-ho manualment.

Aneu a Configurar WiFi

Ara s'hauria d'obrir la pàgina de configuració. Hauria d’haver escanejat automàticament el vostre punt d’accés a Internet, seleccionar-lo, escriure la contrasenya i els detalls de Cayenne MQTT. Deixeu la resta igual. Tots els valors temporals són mètrics (Deg Celcius).

Premeu Desa. L'ESP32 intentarà connectar-se al vostre wifi i al servidor Cayenne.

Desconnecteu de "Slim_Geyser_DEV" i connecteu l'ordinador al punt d'accés de casa.

Pas 9: construir el vostre tauler de Cayenne

Ara heu d’iniciar sessió a cayenne.mydevices.com mitjançant les vostres credencials de cayenne.

El vostre dispositiu hauria de figurar a la barra de menú de l'esquerra (el meu és Geyser_DEV).

Ara podeu afegir tots els vostres sensors i el relé (o canals) al tauler fent clic als signes afegits.

A la icona del canal 0, feu clic a Configuració i canvieu el nom per "Geyser Bottom TEMP". Escolliu una icona adequada (sonda de temperatura) i seleccioneu el nombre de decimals com 1. Feu el mateix per als canals 1, 2, 5, 6

Per als canals 4 i 8, canvieu el nombre de decimals a 0 i anomeneu-los "** Estat del guèiser (1 = ACTIVAT, O = DESACTIVAT) **"

i "* Mode d'escalfament automàtic (0 = Manual, 1 = Automàtic) *" respectivament.

Els canals 3 i 7 haurien de ser botons

Aneu a Afegeix un element de menú nou a la barra de menú esquerra, aneu a Dispositiu / Widget> Widgets personalitzats> Botó

Anomeneu el botó "Activa / desactiva el geyser", selecciona el nom del dispositiu (Geyser_DEV), DATA = actuador digital, canal 3, unitat = E / S digital, icona = commutador. Feu clic a Afegeix widget.

Feu el mateix amb el canal 7

El canal 9 s'hauria de convertir en un control lliscant

Aneu a Afegeix un element de menú nou a la barra de menú de l'esquerra, aneu a Dispositiu / Widget> Widgets personalitzats> Control lliscant i seleccioneu els valors adequats com a la imatge.

Ara podeu moure els vostres ginys.

Pas 10: Esbrinar les posicions dels sensors

Com que els tres sensors de temperatura estan connectats al mateix pin (One Wire Bus), hauríeu d'esbrinar a quin sensor hauria d'anar.

Consulteu el tauler de Cayenne i observeu les tres temperatures. Haurien de ser més o menys iguals. Escalfeu-ne un amb aigua tèbia o amb la mà. Tingueu en compte el sensor que s’escalfa al tauler. Etiqueu el sensor en conseqüència. Feu això per als altres 2 sensors.

Pas 11: Jugar (provar) el tauler

Juga amb els controls del tauler. Activeu l’interruptor d’encès / apagat i comproveu si el led SSR s’encén. Activeu també el mode d'escalfament automàtic, escalfeu el sensor inferior i comproveu si l'interruptor SSR és quan s'assoleix la temperatura desitjada.

Ara podeu connectar els 2 sensors al guèiser i el sensor de temperatura ambient a una posició adequada. També podeu connectar l’SSR a la vostra xarxa.

Pas 12: programació del geyser

Ara podeu programar esdeveniments on / off amb el vostre Geyser

Al tauler, seleccioneu Afegeix un nou> Esdeveniment