Sensor d’humitat IoT: 12 passos

2024 Autora: John Day | [email protected]. Última modificació: 2024-01-30 08:12

Volia un sensor d’humitat que em fes saber quan les plantes d’interior necessitaven aigua. Volia alguna cosa que pogués utilitzar per a l'arrencada de llavors i per a plantes d'interior madures. Sempre em preocupa que els regui per sobre o per sota.

He passat una mica de temps treballant en programari IoT per a dispositius Arduino, fent servir el programari d'altres persones, tenia una bona idea dels requisits per a la meva.

1. Volia alguna cosa que pogués flaixar a diversos dispositius i configurar-la mitjançant wifi. No volia haver de canviar un fitxer de configuració cada vegada que penjava a un dispositiu nou. Tampoc no volia haver de posar credencials ni altres dades específiques al codi, ja que sempre tenia intenció de compartir aquest codi.
2. També volia un marc de programari força sòlid que pogués personalitzar per a futurs projectes. Aquest és un sensor d'humitat. Podria construir un sensor de moviment / llum / so / vibració / inclinació i volia poder utilitzar alguns dels mateixos programes per a això.
3. Finalment, volia que funcionés amb bateria i, com a tal, volia que durés molt de temps. Vaig passar un temps descobrint el mode Deep Sleep, on el dispositiu passaria la major part del temps en estat inactiu.

Subministraments

Wemos D1 Mini

Sensor d’humitat capacitiu

18650 Bateria

Connectors de bateria positius i negatius

Interruptors de lliscament

L'accés a una impressora 3D també és força essencial, tot i que podeu trobar altres maneres de connectar i allotjar les peces.

Aquí teniu un enllaç a la meva publicació de Thingiverse amb tots els models que he creat.

Pas 1: Obteniu el programari

Vaig publicar el meu programari a GITHUB. Està construït mitjançant PlatformIO

1. Seguiu les instruccions del lloc web de PlatformIO per instal·lar VSCode i PlatformIO
2. Baixeu-vos el microprogramari del repositori GITHUB. Feu clic a Clona o descarregueu i baixeu ZIP
3. Extraieu i obriu la carpeta a VSCode
4. Connecteu el Wemos D1 a l’ordinador mitjançant micro USB
5. A VSCode feu clic a l'extraterrestre per obrir el tauler PlatformIO
6. Feu clic a Crea i penja per carregar el firmware al tauler de Wemos

Pas 2: configureu un projecte Blynk perquè parli amb el vostre sensor

Em vaig centrar en dos tipus de serveis MQTT i Blynk, que són opcionals.

Blynk és una plataforma IOT fàcil d'utilitzar i econòmica. Podeu crear aplicacions principalment amb els crèdits de components que obtingueu de franc. Si us quedeu sense crèdits, podeu comprar-ne més amb les compres d'aplicacions.

1. Instal·leu l'aplicació Blynk al telèfon
2. Crear un compte
3. Creeu un nou projecte nou
4. Poseu-li un nom i trieu Wemos D1 com a dispositiu
5. Obteniu la clau Blynk del vostre correu electrònic, aquesta s'utilitzarà per configurar el dispositiu més endavant
6. Seguiu endavant i toqueu qualsevol lloc del tauler del projecte per afegir un component
7. Seleccioneu ara la pantalla LCD, però podeu canviar-la per un gràfic o altres components més endavant. Blynk us permet reciclar components perquè no us hàgiu de preocupar de malgastar crèdits
8. Toqueu la pantalla LCD i configureu els pins. El firmware utilitza dos pins virtuals. No importa quines utilitzeu sempre que utilitzeu el mateix a l'aplicació que el firmware més endavant

Pas 3: configureu el servei MQTT (Home Assistant)

Ja faig servir l'Assistent domèstic per a la domòtica i tinc previst configurar notificacions per a una planta assecada o per a un sensor que deixi d'informar (bateria esgotada).

Podeu trobar informació per configurar HA aquí si voleu o simplement podeu configurar un servei Mosquitto per a MQTT.

En qualsevol cas, voldreu saber la vostra adreça IP, identificador d'usuari i contrasenya.

Si utilitzeu Home Assistant, configurareu un sensor a la plataforma MQTT, però necessitareu el chipid. El firmware publicarà un missatge amb el tema [identificador de xip] / humitat amb el valor de la lectura de la humitat

Aquí teniu un exemple de configuració del sensor per a Home Assistant

state_topic: "ESP6e4bac / moist /"

device_class: humitat

Pas 4: configureu el microprogramari

1. Quan es restableixi el tauler, s'iniciarà un punt d'accés wifi WifiMoisture
2. Connecteu-vos-hi mitjançant el telèfon o l'ordinador
3. Obriu un navegador i aneu a 192.168.4.1
4. Veureu un formulari web
5. Afegiu les vostres credencials de wifi.
6. Podeu configurar l'interval de son en minuts, però us aconsello deixar-lo al valor predeterminat (el màxim per al vostre dispositiu)
7. Afegiu la configuració de la clau Blynk i / o MQTT
8. Feu clic a Envia

Podeu introduir les claus Blynk o les credencials MQTT en funció de com vulgueu fer un seguiment de la humitat. Hauria de funcionar amb qualsevol dels dos, però penso utilitzar-ne tots dos.

Utilitzo Home Assistant per a la meva domòtica i configuraré una alerta basada en MQTT, però també utilitzaré un gràfic a Blynk per fer un seguiment de les coses en temps real.

Aconsellaria fer aquesta configuració amb el dispositiu Wemos que encara estigui connectat al vostre PC i mentre executeu el monitor sèrie. Si heu escrit alguna cosa incorrectament o teniu altres problemes, necessitareu la sortida en sèrie per diagnosticar.

Pas 5: Impressió de peces

Aneu a la meva publicació de Thingiverse, obteniu les parts i imprimiu les últimes novetats (v2 en el moment d’escriure).

Res no hauria de requerir cap suport, però assegureu-vos que les obertures estiguin orientades cap amunt, de manera que no tingueu grans zones sobresortides.

Pas 6: connecteu-ho tot

Voldreu connectar-ho tot abans d’inserir-lo a la caixa, però hi ha algunes peces impreses que heu de muntar durant el cablejat. Farem aquest pas a la vegada

Pas 7: Comenceu amb la bateria

El conjunt de la bateria està construït a partir del suport imprès, un connector positiu i negatiu, dos cables negres i un vermell.

Un cop hàgiu imprès el suport de la bateria, introduïu els connectors positiu i negatiu a tots dos extrems amb la pestanya que surt per la part inferior.

Capgireu el suport de la bateria, doblegueu les pestanyes i afegiu-hi una mica de soldadura

Gireu els extrems dels dos cables negres i esteneu-los amb soldadura

Esteneu l’extrem del fil vermell amb soldadura

A continuació, soldeu els cables negres al connector negatiu (el de la molla) i el cable vermell al connector positiu.

Finalment, doblegueu les llengüetes per col·locar-les al costat del suport de la bateria.

Pas 8: munteu l'interruptor

Aquest firmware està pensat per aprofitar al màxim la bateria mitjançant el mode Deep Sleep dels xips.

El dispositiu desperta pren i publica una lectura i després torna a dormir. Perquè el xip es desperti, hi ha una connexió entre D0 i RST.

Vaig utilitzar l'absència d'aquesta connexió per dir al dispositiu que voleu (tornar) a configurar-la. La primera vegada que vau iniciar el dispositiu va passar al mode de configuració perquè encara no tenia cap configuració desada. Ara que ho fa, si alguna vegada heu volgut canviar aquesta configuració, gireu l’interruptor i feu un cicle d’alimentació o premeu el pin de reinici.

També vaig comprovar que de vegades necessitava desconnectar la connexió D0-RST per fer passar una nova versió del firmware. El commutador també funciona per això.

El cablejat del commutador és senzill, un cable d’un costat al pin RST i el cable central al pin D0. Abans de soldar això, feu lliscar el bloc d’interruptors imprès sobre l’interruptor.

Pas 9: soldeu la resta de connexions

Ara que el conjunt de la bateria i el bloc d’interruptors estan connectats, és hora de connectar totes les altres connexions.

1. Soldeu el cable vermell de la bateria al pin de 3,5 V del Wemos
2. Soldeu un dels cables negres de la bateria al passador de terra del Wemos
3. Soldeu un cable amb els dos extrems pelats al passador A0. Connectarem això al cable groc del sensor
4. Soldeu un cable vermell amb els dos extrems despullats al passador D1 del Wemos. El firmware el convertirà en ALTA per alimentar el sensor

També podeu tallar el capçal femení del sensor i soldar-lo directament al Wemos. No ho vaig fer, però no hi passa res, sempre que no tingueu previst desmuntar-ho més endavant.

Pas 10: poseu-ho tot a la caixa

Vaig intentar que tot quedés ajustat però no agafar massa força, però cada impressió és una mica diferent.

1. Inseriu els Wemos. premeu l'extrem USB en primer lloc. Assegureu-vos que s’alineï bé. Si no teniu dret a la cantonada, la part posterior no entrarà fàcilment.
2. A continuació, introduïu el sensor. Amb el cablejat ja connectat, feu-lo lliscar inclinat i quan estigui a la posició correcta, premeu-lo cap avall. La caixa s’ha d’agafar al suport del cablejat.
3. A continuació, col·loqueu el suport de la bateria al seu lloc. És possible que hagueu de flexionar una mica les parets de la caixa. Feu servir el fet que un dels seus costats està obert (puc fer obrir els dos costats a la següent revisió). Cerqueu els dos coixinets circulars a la part inferior de la caixa i premeu-hi el suport de la bateria.
4. Finalment, poseu l’interruptor al seu lloc des de l’interior de la caixa. Enrosqueu els dos cargols d'1,7 mm x 8 mm des de l'exterior assegurant-vos d'aplicar una mica de pressió sobre el bloc de commutador imprès. Els cargols haurien d’agafar-se al bloc imprès, però recordeu que les parts impreses són toves i que els cargols eliminaran els forats fàcilment.

Un cop tot estigui a la caixa, trigueu uns minuts a organitzar els cables. És possible que pugueu lliscar-los al costat del suport de la bateria, però depenent del cable que pugui fer que els costats s’estenguin.

Pas 11: engegueu-lo i feu les vostres primeres lectures

Finalment, assegureu-vos que l’interruptor estigui girat per connectar els pins D0 i RST i introduïu una bateria.

col·loqueu la tapa i enrosqueu els 6 cargols per mantenir-la al seu lloc (o no, la tapa només s’aguantarà amb fregament).

El dispositiu hauria de fer una lectura immediatament, anar a dormir durant el temps configurat i després fer-ne una altra.

Ara que el teniu executat, podeu configurar un gràfic a Blynk, configurar una notificació a HomeAssistant o qualsevol altra varietat d’opcions per rastrejar la humitat i mantenir vives les vostres plantes.

Pas 12: properes iteracions

En el futur probablement actualitzaré el programari MQTT per dir alguna cosa més que la lectura en brut. Un dels pins blynk publica una interpretació, de manera que almenys vull afegir-la a MQTT. També he d’incloure l’últim

També tinc previst afegir l'interval de lectura a la pàgina de configuració o crear un mode de calibratge. La idea seria que utilitzeu la pàgina de configuració per posar-la al mode de calibratge. A continuació, es necessiten diverses lectures en una successió bastant ràpida, mantenint la màxima com a "seca" i la més baixa com "mullada".

També crec que puc reduir el dispositiu amb una bateria més petita o apilant algunes de les parts. Sempre hi ha feina per fer sobre el model.

Finalment, hi ha altres plaques, a part del Wemos D1 Mini, que incorporen el suport de la bateria i / o el carregador. El fet d’utilitzar-les pot estalviar una mica d’espai i evitar que hagi d’obrir la caixa més endavant.