Termòstat propagador amb ESP8266 / NodeMCU i Blynk: 7 passos (amb imatges)

2024 Autora: John Day | [email protected]. Última modificació: 2024-01-30 08:15

Recentment he comprat un propagador escalfat, que hauria d’ajudar a que les meves llavors de flors i verdures germinessin a principis de temporada. Va venir sense termòstat. I com que els termòstats són bastant cars, vaig decidir fer-ne els meus. Com que volia aprofitar aquesta oportunitat per jugar una mica amb Blynk, vaig basar el meu termòstat en una placa de desenvolupament ESP8266 / NodeMCU que tenia al voltant.

Per a projectes anteriors, he utilitzat molt llocs com instructables.com per inspirar-me i ajudar-me sempre que em vaig quedar atrapat. No és més que just fer una petita contribució jo mateix, així que aquí teniu el meu primer instructiu.

Exempció de responsabilitat: aquest projecte funciona amb una corrent altern de 230 V, que és força perillós i pot causar qualsevol error. No puc ser responsable de cap dany, perjudici o pèrdua de vides. Feu això sota el vostre propi risc

Pas 1: Llista de coses que he fet servir

1 NodeMCU V3.0

2 sensor de temperatura DS18B20 1 fil

1 mòdul de relés

1 pantalla LCD1602 I2C

3 botons de colors

1 estoig de 158x90x60 amb tapa transparent

1 carregador de telèfon USB de 5V

1 cable de dades micro USB de 5 clavilles USB 2.0 A mascle a B mascle

1 resistència de 4,7 kΩ

1 bloc de fusta contraxapada impermeable, d'uns 10x5x2cm

1 peça de tub de plàstic blanc, diàmetre 12mm, longitud 16cm

1 cable d'alimentació de 230V amb endoll

1 presa de corrent femella de 230 V (2 pins)

1 presa de corrent femella de 230 V (3 pins)

1 bloc de borns de 2 files de 6 posicions

1 cable d’àudio estèreo amb endoll jack estèreo de 3,5 mm per un extrem

1 sòcol femella estèreo de 3,5 mm

2 connectors de passacables M16

1 tros de pèrsex blanc d'uns 160x90

I alguns cables de connexió, tubs termorretractables, cola, cinta adhesiva de doble cara, pintura en aerosol negra, separadors separadors de taulers PCB, perns M3 i trepant de 1,5 mm / 6,5 mm / 12 mm / 16 mm

Pas 2: disseny del termòstat

Com s’ha dit, el termòstat s’acumula al voltant d’una placa de desenvolupament ESP8266 / NodeMCU.

La temperatura real del sòl i de l’aire del propagador es mesurarà mitjançant 2 sensors de temperatura. Aquests sensors tenen l’anomenada interfície de 1 fil, el que significa que es poden connectar en paral·lel a un port d’entrada. Com es va esmentar en aquest excel·lent full de dades, el bus 1-Wire requereix una resistència d'extracció externa d'aproximadament 5 kΩ. Faig servir una resistència de 4.7kΩ entre la línia de senyal dels sensors i la 3.3V del NodeMCU.

Per poder augmentar o disminuir la temperatura objectiu del sòl desitjada, s’afegeixen 2 botons i una pantalla LCD de 16x2 caràcters per proporcionar informació sobre la temperatura actual i la temperatura objectiu. Aquesta pantalla LCD té una llum de fons integrada. Per evitar que la llum de fons estigui encesa tot el temps, vaig decidir afegir algun codi per atenuar la pantalla al cap de temps. Per poder tornar a activar la llum de fons, he afegit un altre polsador. Finalment, s’afegeix un mòdul de relé per encendre i apagar l’alimentació del cable de calor del propagador.

La imatge superior mostra com es connecten aquests components a la unitat principal.

Pas 3: fabricació del termòstat "Blynk"

Com que més endavant necessitem algunes dades de l'aplicació Blynk al nostre codi, primer ens ocupem del negoci de Blynk.

Seguiu els primers 3 passos de les instruccions inicials de Blynk.

Ara creeu un projecte nou a l'aplicació Blynk. Com a nom del projecte vaig triar "Propagador". A la llista de dispositius, seleccioneu "NodeMCU", el tipus de connexió és "WiFi". M'agrada el tema fosc, així que vaig triar "Fosc". Després de prémer D'acord, es mostrarà una finestra emergent que indica que s'ha enviat un testimoni d'autenticació a la vostra adreça de correu electrònic. Comproveu el vostre correu electrònic i escriviu aquest testimoni, que més endavant necessitem al codi NodeMCU.

Toqueu la pantalla buida que es mostra ara i afegiu:

• 2 indicadors (300 d’energia cadascun, de manera que 600 en total)
• 1 SuperChart (900 energia)
• 1 pantalla de valor (200 energia)
• 1 control lliscant (200 energia)
• 1 LED (100 energia)

Això consumeix exactament el vostre balanç energètic gratuït de 2000;-)

Les imatges anteriors mostren com es dissenya la pantalla amb aquests elements. En tocar cada element, es poden ajustar els paràmetres detallats (també es mostren a les imatges anteriors).

Un cop fet, activeu el projecte seleccionant el botó "Reprodueix". L'aplicació (per descomptat) no es connectarà, perquè encara no hi ha res per connectar-se. Passem, doncs, al següent pas.

Pas 4: el codi que fa que tot funcioni

Ara és hora de programar el nostre ESP8266 / NodeMCU. Per a això faig servir l’aplicació IDE Arduino, que es pot descarregar aquí. Per configurar-lo per a l'ESP8266 / NodeMCU, mireu aquest fantàstic instructiu de Magesh Jayakumar.

El codi que he creat per al meu termòstat propagador es troba al fitxer Thermostat.ino següent.

Si voleu tornar a utilitzar aquest codi, assegureu-vos d'actualitzar el SSID WiFi, la contrasenya i el testimoni d'autorització Blynk al codi.

Pas 5: construcció del mòdul del sensor de temperatura

La base del propagador s’omplirà d’una capa de sorra esmolada o granulada molt fina d’uns 2cm de gruix. Això estendrà la calor del fons de manera més uniforme. Per mesurar adequadament la temperatura del 'sòl', vaig decidir optar pel sensor de temperatura impermeable DS18B20. Tot i que el meu propagador venia amb un termòmetre analògic a bord per mesurar la temperatura de l’aire interior, vaig decidir afegir un altre sensor de temperatura per mesurar la temperatura de l’aire també electrònicament.

Per mantenir ambdós sensors al seu lloc, vaig crear una estructura de fusta senzilla. Vaig agafar un tros de fusta contraxapada impermeable i vaig perforar un forat de 6,5 mm d’un costat a l’altre per subjectar el sensor de temperatura del sòl, conduint el cable del sensor a través del bloc. Al costat d’això, he perforat un forat de 12 mm al centre del bloc de fusta contraxapada, fins a aproximadament 3/4 de l’alçada total, i un forat de 6,5 mm de costat, a la meitat del bloc, que acaba en el forat de 12 mm. Aquest forat subjecta el sensor de temperatura de l’aire.

El sensor de temperatura de l'aire està cobert per un tub blanc de plàstic que s'adapta a l'interior del forat de 12 mm. La longitud del tub és d’uns 16cm. El tub té diversos forats de 1,5 mm perforats a la meitat inferior (on hi ha el sensor), la meitat superior està pintada de negre. La idea és que l’aire de la part negra del tub s’escalfa una mica, puja cap a la part superior i s’escapa, creant així un flux d’aire al voltant del sensor. Tant de bo això condueixi a una millor lectura de la temperatura de l’aire. Finalment, per evitar l’entrada de sorra o sorra, els forats dels cables del sensor s’omplen de cola.

Per connectar els sensors, he utilitzat un antic cable d’àudio estèreo que té un endoll jack de 3,5 mm estèreo en un dels extrems. Vaig tallar els connectors de l’altre costat i vaig soldar els 3 cables (el meu cable d’àudio té una terra de coure, fil vermell i blanc):

- Els dos cables negres dels sensors (terra) van al cable de terra del cable d'àudio

- els dos cables vermells (+) van al cable vermell

- els dos cables grocs (senyal) van al fil blanc

Vaig aïllar les peces soldades individualment amb alguns tubs termoretràctils. També es van utilitzar alguns tubs termoretràctils per mantenir junts els 2 cables del sensor.

El mòdul del sensor de temperatura completat es mostra a la quarta imatge superior.

Després de completar el mòdul del sensor de temperatura, s’instal·la al centre del propagador escalfat mitjançant cinta adhesiva de doble cara. El cable s’alimenta a través de l’obertura existent (que vaig haver d’ampliar una mica per fer que el cable s’adaptés) a la base del propagador.

Pas 6: construcció del mòdul del termòstat

L'ESP8266 / NodeMCU, la pantalla, el relé i la font d'alimentació de 5V s'adapten perfectament a la caixa de 158x90x60 mm amb tapa transparent.

Necessitava una placa base per muntar el NodeMCU, la pantalla LCD i el relé dins de la caixa. Vaig pensar a demanar una placa base impresa en 3D, així que vaig crear un fitxer.stl a SketchUp. Vaig canviar d’opinió i simplement el vaig fer jo mateix amb un tros de pèl de 4 mm de blanc. Amb SketchUp, vaig crear una plantilla per marcar el lloc exacte on perforar els forats de 3 mm. Vegeu el fitxer.skp per obtenir un exemple. Els components es munten a la placa base mitjançant uns separadors separadors de la longitud adequada.

He forat els forats dels botons i els connectors als costats de la caixa, he instal·lat els botons i els connectors i els he connectat mitjançant cables de diferents colors per evitar connexions incorrectes. Vaig connectar acuradament les peces de CA de 230V. Una vegada més: 230V CA pot ser perillós. Assegureu-vos de saber què feu quan prepareu aquesta part del projecte.

La font d'alimentació de 5V i el bloc de borns es mantenen al seu lloc a la part inferior de la caixa amb una cinta adhesiva de doble cara.

Després de connectar els cables al NodeMCU, es va necessitar una mica de joc per fixar la placa base a la carcassa amb uns perns de m3.

Acció final: col·loqueu la tapa transparent i ja hem acabat.

Pas 7: Conclusió

Ha estat molt divertit construir aquest termòstat per al meu propagador i fer un seguiment del meu progrés construint-lo i escrivint això instructivament.

El termòstat funciona com un encant i controlar-lo i controlar-lo mitjançant l’aplicació Blynk també funciona bé.

Però sempre hi ha marge de millora. Estic pensant en millorar el control de la temperatura evitant massa "sobrepassar l'objectiu". Probablement faré un cop d'ull a l'anomenada biblioteca PID.

Una altra idea: podria afegir una opció OTA "Over the Air" per actualitzar el programari NodeMCU sense haver d'obrir la funda cada vegada.