Relleu controlat per temperatura ESP8266: 9 passos (amb imatges)

2024 Autora: John Day | [email protected]. Última modificació: 2024-01-30 08:14

Un amic meu és un científic que fa experiments molt sensibles a la temperatura i la humitat de l’aire. La sala de la incubadora té un petit escalfador de ceràmica, però el termòstat de l’escalfador no era prou precís, només podia mantenir la temperatura dins dels 10-15 graus.

Els dispositius comercials que registren la temperatura i la humitat poden ser bastant costosos i obtenir dades del dispositiu pot ser difícil. A més, no poden controlar la temperatura, només registren les dades. Va preguntar fins a quin punt seria difícil construir un dispositiu que pogués controlar amb precisió l’escalfador mitjançant un relé mentre es registrava la temperatura i la humitat. Sona prou fàcil.

Agafem un ESP8266, un relé, un DHT22 i alguna plataforma IoT en línia.

Pas 1: subministraments

Aquest projecte utilitza un grapat de subministraments, tots els quals són força habituals i és possible que ja els tingueu a mà. Aquí teniu una llista completa del que he utilitzat; no dubteu a ajustar-lo segons sigui necessari per satisfer les vostres necessitats de projecte.

• ESP8266 ESP-01 (o placa ESP8266 similar)
• Sensor de temperatura i humitat DHT-22
• Regulador de voltatge variable LM317 (o un regulador estàndard de 3,3V seria més fàcil)
• Relé de corrent alt de 5V (vaig començar amb un 10A, però el vaig bufar en 2 dies)
• Diversos resistors i condensadors
• Filferros de pont
• Presa de corrent i tapa estàndard
• Caixa de colla elèctrica
• Endoll USB antic amb adaptador
• Antic endoll

Retrospectivament, utilitzar un NodeMCU en lloc de l’ESP-01 hauria tingut molt més sentit. Aleshores no en tenia, així que em vaig conformar amb el que tenia a mà.

Pas 2: construcció de punts de venda

Tot i que tècnicament vaig començar amb el microcontrolador i el codi, té sentit començar primer per la presa de corrent altern. Per a aquest projecte, he utilitzat una caixa única, una presa de corrent de 2 endolls estàndard i el cable d'alimentació d'una antiga tira d'alimentació.

La presa elèctrica es connecta amb els dos cables blancs units i els dos cables de terra units. Els dos cables negres que passen pel costat alt del relé. Assegureu-vos que heu cargolat bé els terminals i que cap dels fils no s’acortarà, he posat una mica de soldadura als cables perquè els suports quedin units.

Aneu amb compte amb l’alta tensió i comproveu de nou cada connexió. És una bona idea posar cinta elèctrica als pulmons de filferro perquè no es desfacin

Pas 3: Disseny de Curciut

El circuit és bastant senzill, però si utilitzeu l’ESP-01 com he fet, haureu d’afegir un regulador de tensió per obtenir un 3.3V. Els relés estàndard requereixen 5V, de manera que necessitareu un rail de 3,3V i 5,0V.

El meu circuit feia servir un regulador de tensió LM317 amb un conjunt de resistències per obtenir un carril de 3,3V constant, vaig tocar l’USB 5V per alimentar el relé. Hi ha relés de 3,3 V, però no per a relés d’alta intensitat si es necessita alimentar un petit escalfador d’espai.

El DHT22 requereix una resistència de tracció de 4,7 k.

Pas 4: soldeu el tauler

Disseny i soldadura de tots els components. Això pot ser una mica complicat, però us ajudarà a planificar prèviament les traces amb un tros de paper mil·limetrat.

Vaig utilitzar una placa USB per a un endoll d’alimentació, però era força feble i la vaig substituir per dos pins de capçalera. Vaig utilitzar dues capçaleres femenines al tauler i vaig soldar dos pins de capçalera masculins directament a un endoll USB antic. Això va resultar ser més fiable i sòlid. Els colors del cablejat USB són:

Black GroundRed 5V

També he utilitzat capçaleres masculines per exposar els pins DHT22 i Relay del meu perfboard per connectar-los amb cables de pont estàndard.

Assegureu-vos d’etiquetar cada connector, alimentació i terra per si es desconnecta més endavant.

Pas 5: munteu la placa de circuit

Al lateral de la caixa de bandes, munteu la placa de circuit amb cargols i / o cola calenta. Assegureu-vos que la ubicació es faci de manera que els cables del pont arribin al relé muntat dins de la caixa i pugueu connectar fàcilment el connector d'alimentació.

Afegiu un cable de pont amb encongiment al sensor DHT22 amb la longitud adequada a la vostra situació. El meu feia uns 8 centímetres de llarg. Vaig utilitzar algun cable CAT5 per tal que els cables poguessin estar lleugerament doblegats a la seva posició i quedessin de peu.

Pas 6: Codi Arudino

El codi Arduino utilitza la meva classe SensorBase, que està disponible a la meva pàgina Github. No cal que utilitzeu el meu codi SensorBase. Podeu escriure directament al servidor MQTT i a Thingspeak.

Aquest projecte inclou tres funcions clau de programari:

1. Un servidor web local per establir i visualitzar valors
2. Servidor MQTT remot per enviar i emmagatzemar dades
3. Tauler de control de Thingspeak per al gràfic de dades

Podeu utilitzar una o més d'aquestes funcions. Simplement ajusteu el codi segons sigui necessari. Aquest és el conjunt específic de codi que he utilitzat. Haureu d’ajustar les contrasenyes i les claus de l’API.

• Codi base del sensor a Github.
• Codi de laboratori a Github.

Pas 7: Tauler de control de Thingspeak

Configureu un compte gratuït de Thingspeak i definiu un nou tauler. Haureu d’utilitzar el mateix ordre dels articles que he indicat a continuació, els noms no importen, però sí l’ordre.

Si voleu afegir o eliminar elements, ajusteu els paràmetres de Thingspeak al codi Arduino. És força senzill i està ben documentat al seu lloc web.

Pas 8: Configuració de CloudMQTT

Qualsevol servei MQTT o qualsevol servei similar d’IoT com Blynk funcionaria, però trio utilitzar CloudMQTT per a aquest projecte. He utilitzat CloudeMQTT per a molts projectes en el passat i, atès que aquest projecte es lliurarà a un amic, té sentit crear un compte nou que també es pugui transferir.

Creeu un compte CloudMQTT i, a continuació, creeu una nova "instància", trieu la mida "Cute Cat", ja que només l'utilitzem per al control, sense registre. CloudMQTT us proporcionarà un nom de servidor, un nom d’usuari, una contrasenya i un número de port. (Tingueu en compte que el número de port no és el port MQTT estàndard). Transferiu tots aquests valors al vostre codi ESP8266 a les ubicacions corresponents, assegurant-vos que el cas sigui correcte. (seriosament, copieu / enganxeu els valors)

Podeu utilitzar el tauler "Websocket UI" de CloudMQTT per veure les connexions del dispositiu, les pulsacions de botons i, en algun cas estrany, que obtingueu un error, un missatge d'error.

També necessitareu aquesta configuració quan configureu el client Android MQTT, així que tingueu en compte els valors si ho necessiteu. Amb sort, la vostra contrasenya no és massa complicada per escriure al telèfon. No es pot configurar a CloudMQTT.

Pas 9: proves finals

Ara hem de provar el dispositiu final.

Abans de provar res, reviseu CADA fil i utilitzeu el multímetre en mode de continuïtat per rastrejar tots els cables. Assegureu-vos que tot estigui connectat al lloc on creieu que està connectat. Com que el relé aïlla l’alta tensió de la baixa, no us haureu de preocupar d’escurçar el microcontrolador.

Vaig fer servir un simple provador de circuits d’electricista per verificar que tot estava connectat correctament al costat d’alta tensió i també va funcionar bé per provar el relé.

Afegiu el vostre ESP2866 a la vostra xarxa wifi connectant-vos al dispositiu mitjançant el telèfon o l'ordinador portàtil. Utilitza la biblioteca estàndard de WifiManager i disposa de tota la documentació necessària a la seva pàgina de Github.

Amb una bombeta incandescent, vaig col·locar el sensor DHT22 al costat de la bombeta i vaig connectar la llum a la presa de corrent. Això va permetre que la temperatura s’escalfés ràpidament, provocant que el relé apagés la làmpada i repetís el procés. Va ser molt útil per provar-ho tot, inclosa la meva connexió wifi.

El dispositiu hauria d’encendre correctament el relé quan la temperatura sigui massa baixa i apagar-lo un cop la temperatura assoleixi el valor alt. En les meves proves, això ha estat capaç de mantenir la temperatura de l’espai del nostre laboratori dins d’un grau de Celcius les 24 hores del dia.