Mesurador d'energia multifunció DIY V2.0: 12 passos (amb imatges)

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

En aquest instructiu, us mostraré com fer un mesurador d’energia multifunció basat en Wemos (ESP8266). Aquest petit mesurador és un dispositiu molt útil que controla el voltatge, el corrent, la potència, l’energia i la capacitat. A part d'aquests, també controla la temperatura ambiental, que és important per a l'aplicació solar fotovoltaica. Aquest dispositiu és adequat per a gairebé qualsevol dispositiu de corrent continu. Aquest petit mesurador també es pot utilitzar per mesurar la capacitat real de la bateria o del banc de potència mitjançant una càrrega fictícia. El mesurador pot mesurar fins a un rang de tensió de 0 a 26 V i un corrent màxim de 3,2 A.

Aquest projecte és la continuació del meu anterior projecte de comptador d'energia.

A continuació es mostren les noves funcions afegides a la versió anterior

1. Superviseu els paràmetres des del telèfon intel·ligent

2. Rang automàtic de paràmetres

3. Seguiment de la factura elèctrica

4. Comprobador de dispositius USB

Em vaig inspirar en els dos projectes següents

1. Monitor de potència”- Sensor de corrent i tensió de CC (INA219)

2. Feu el vostre propi mesurador / registrador de potència

M'agradaria donar un agraïment especial als dos autors del projecte anteriors.

Subministraments:

Components utilitzats:

1. Wemos D1 Mini Pro (Amazon)

2. INA219 (Amazon)

3. Pantalla OLED de 0,96 (Amazon)

4. Sensor de temperatura DS18B20 (Amazon)

5. Bateria Lipo (Amazon)

6. Terminals de cargol (Amazon)

7. Capçaleres femení / masculí (Amazon)

8. Tauler perforat (Amazon)

9. 24 AWG Wire (Amazon)

10. Interruptor de diapositives (Amazon)

11. Port USB masculí (Amazon)

12. 11. Port USB femení (Amazon)

12. Separacions de PCB (Amazon)

13. Panells solars (Voltaic)

Eines i instruments utilitzats:

1. Soldador (Amazon)

2. Filferro (Amazon)

3. Multímetre (Amazon)

Pas 1: Pas 1: Com funciona?

El cor del mesurador d’energia és una placa Wemos basada en l’ESP8266. L'ESP8266 detecta el corrent i la tensió mitjançant el sensor de corrent INA219 i el sensor de temperatura DS18B20. Segons aquest voltatge i corrent, l’ESP fa les matemàtiques per calcular la potència, l’energia i la capacitat. A partir del consum d’energia, la factura elèctrica es calcula en funció de la taxa d’energia (preu per kWh).

L'esquema sencer es divideix en 4 grups

1. Wemos D1 Mini Pro

La potència necessària per a la placa Wemos es subministra a partir d’una bateria LiPov mitjançant un interruptor lliscant.

2. Sensor de corrent

El sensor de corrent INA219 està connectat a la placa Arduino en mode de comunicació I2C (pin SDA i SCL).

3. Pantalla OLED

De manera similar al sensor actual, la pantalla OLED també està connectada a la placa Arduino en mode de comunicació I2C. Tanmateix, l'adreça del dispositiu és diferent.

4. Sensor de temperatura

Aquí he utilitzat el sensor de temperatura DS18B20. Utilitza un protocol d’un cable per comunicar-se amb l’Arduino.

Pas 2: prepareu els passadors de capçalera

Per muntar l’Arduino, la pantalla OLED, el sensor de corrent i el sensor de temperatura, necessiteu uns pins de capçalera rectes femenins. Quan compreu les capçaleres rectes, trigaran massa a utilitzar-se els components. Per tant, els haureu de retallar fins a obtenir una longitud adequada. Vaig fer servir un pinzell per retallar-lo.

A continuació es detallen els encapçalaments:

1. Tauler Wemos: 2 x 8 pins

2. INA219 - 1 x 6 pins

3. OLED: 1 x 4 pins

4. Temp. Sensor: 1 x 3 pins

Pas 3: soldeu les capçaleres femenines

Després de preparar el passador de capçal femení, soldeu-lo al tauler perforat.

Després de soldar els passadors de capçalera, comproveu si tots els components encaixen perfectament o no.

Pas 4: Terminals de cargol de soldadura, port USB i commutador

Primer soldeu els 3 terminals de cargol, els terminals de cargol s’utilitzen per connectar 1. Font 2. Càrrega i 3. Bateria

Els terminals superiors s’utilitzen per a la connexió d’origen i càrrega i el terminal inferior situat al costat del commutador s’utilitza per connectar la bateria.

A continuació, soldeu l’interruptor lliscant. L'interruptor de corredissa s'encén i s'apaga a la placa Wemos.

Per fi, soldeu el port USB femení. La mida de les potes de muntatge del port USB és lleugerament més gran que els forats del forat perforat, de manera que heu d’ampliar el forat mitjançant un trepant. A continuació, premeu el port USB en aquests forats i soldeu tots els pins.

Pas 5: prepareu el sensor INA219

El sensor INA219 ve amb tires de capçal masculí de 6 pins i un terminal de cargol. Els passadors de capçalera masculins són per a connexió I2C amb microcontrolador i el terminal de cargol és per a connexió de línia elèctrica per mesurar el corrent.

Aquí he soldat els pins masculins de 6 pins a l'INA219 i he deixat el terminal de cargol per tenir en compte l'aspecte estètic. Després he soldat directament dos cables al coixinet de soldadura donat per al terminal de cargol, tal com es mostra a la imatge anterior.

Pas 6: munteu el sensor de temperatura

Aquí estic fent servir el sensor de temperatura DS18B20 al paquet TO-92. En considerar la fàcil substitució, he utilitzat una capçalera femella de 3 pins. Però podeu soldar directament el sensor a la placa perforada.

El diagrama de pins per a DS18B20 es mostra a la imatge superior.

Pas 7: Feu el circuit

Després de soldar les capçaleres femella i els terminals de cargol, heu de connectar els coixinets segons el diagrama esquemàtic que es mostra més amunt.

Les connexions són força senzilles

INA219 / OLED -> Wemos

VCC -> VCC

GND -> GND

SDA -> D2

SCL-> D1

DS18B20 -> Wemos

GND -> GND

DQ -> D4 mitjançant una resistència de tracció de 4,7K

VCC -> VCC

Per fi, connecteu els terminals de cargol segons l’esquema.

He fet servir cables de colors 24AWG per fer el circuit. Soldeu el cable segons el diagrama del circuit.

Pas 8: prepareu la bateria

Aquí he utilitzat una bateria de 700 mAh per alimentar la placa Wemos. El paquet de bateries està muntat a la part posterior de la placa de circuit. Per muntar la bateria, he utilitzat cinta de doble cara 3M.

Pocs pensaments:

1. Si no voleu fer servir un paquet de bateries, podeu utilitzar la font d'alimentació per alimentar la placa Wemos mitjançant un circuit regulador de voltatge.

2. Podeu afegir una placa de càrrega TP4056 per carregar la bateria LiPo.

Pas 9: muntatge dels separadors

Després de soldar i cablejar, munteu els separadors a 4 cantonades. Proporcionarà un joc suficient per a les juntes de soldadura i els cables des del terra.

Pas 10: programari i biblioteques

1. Preparant Arduino IDE per a la Junta de Wemos

Per carregar el codi Arduino al tauler de Wemos, heu de seguir aquestes instruccions

Establiu la placa i el port COM correctes.

2. Instal·leu les biblioteques

Després, heu d’importar la biblioteca al vostre IDE Arduino

Descarregueu les biblioteques següents

1. Biblioteca Blynk

2. Adafruit_SSD1306

3. Adafruit_INA219

4. Temperatura de Dallas

5. OneWire

3. Arduino Sketch

Després d’instal·lar les biblioteques anteriors, enganxeu el codi Arduino que es mostra a continuació. Introduïu el codi d’autenticació del pas 1, ssid i contrasenya del vostre enrutador.

A continuació, pengeu el codi.

Pas 11: Interfície amb l'aplicació Blynk

Com que la placa Wemos té un xip WiFi integrat, podeu connectar-lo al router i supervisar tots els paràmetres des del telèfon intel·ligent. Aquí he utilitzat l’aplicació Blynk per fer l’aplicació de control de telèfons intel·ligents.

Blynk és una aplicació que permet un control complet sobre Arduino, ESP8266, Rasberry, Intel Edison i molt més maquinari. t és compatible amb Android i iPhone.

A Blynk tot funciona amb ⚡️Energy. Quan creeu un compte nou, obteniu ⚡️2.000 per començar a experimentar; Tots els ginys necessiten una mica d’energia per funcionar.

Seguiu els passos següents:

Pas 1: baixeu l'aplicació Blynk

1. Per a Android

2. Per a iPhone

Pas 2:

Obteniu el testimoni d'autenticació Per connectar l'aplicació Blynk i el vostre maquinari, necessiteu un testimoni d'autenticació.

1. Creeu un compte nou a l'aplicació Blynk.

2. Premeu la icona QR a la barra de menú superior.

Creeu un clon d’aquest projecte escanejant el codi QR que es mostra més amunt. Un cop detectat amb èxit, tot el projecte estarà al vostre telèfon immediatament.

3. Un cop creat el projecte, l'equip de Blynk us enviarà un testimoni d'autenticació a través de l'identificador de correu electrònic registrat.

4. Comproveu la safata d'entrada del correu electrònic i cerqueu el testimoni d'autenticació.

Pas 12: provar el circuit

Per provar la placa, he connectat una bateria de 12V com a font i un LED de 3W com a càrrega.

La bateria està connectada al terminal de cargol de la font i el LED al terminal del cargol de càrrega. La bateria LiPo es connecta al terminal de cargol de la bateria i, a continuació, engegueu el circuit mitjançant l’interruptor lliscant. Podeu veure tots els paràmetres que es mostren a la pantalla OLED.

Els paràmetres de la primera columna són 1. Voltatge 2. Corrent 3. Potència Els paràmetres de la segona columna són 1. Energia 2. Capacitat 3. Temperatura

Ara obriu l'aplicació Blynk per supervisar tots els paràmetres anteriors des del telèfon intel·ligent.

Per comprovar la precisió he utilitzat el multímetre i el Tester, tal com es mostra a la part anterior. La precisió els és propera.

Estic molt satisfet amb aquest gadget de butxaca.

Gràcies per llegir el meu Instructable. Si us agrada el meu projecte, no oblideu compartir-lo.

Els comentaris i comentaris sempre són benvinguts.