მზის ნიადაგის ტენიანობის საზომი ESP8266: 10 საფეხური (სურათებით)

2024 ავტორი: John Day | [email protected]. ბოლოს შეცვლილი: 2024-01-30 10:15

ამ ინსტრუქციაში, ჩვენ ვაკეთებთ მზის ენერგიაზე მომუშავე ნიადაგის ტენიანობის მონიტორს. ის იყენებს ESP8266 wifi მიკროკონტროლერს, რომელსაც აქვს დაბალი სიმძლავრის კოდი და ყველაფერი წყალგაუმტარია, ასე რომ ის შეიძლება დარჩეს გარეთ. თქვენ შეგიძლიათ ზუსტად მიჰყევით ამ რეცეპტს, ან აიღოთ მისგან სასარგებლო ტექნიკა საკუთარი პროექტებისთვის.

თუ თქვენ ახალი ხართ მიკროკონტროლერის პროგრამირებაში, გთხოვთ გადახედოთ ჩემს Arduino კლასს და ნივთების ინტერნეტს, რათა გაეცნოთ გაყვანილობის, კოდირებისა და ინტერნეტთან დაკავშირების საფუძვლებს.

ეს პროექტი არის ჩემი უფასო მზის კლასის ნაწილი, სადაც შეგიძლიათ გაიგოთ მეტი გზა მზის ენერგიის გრავირებისა და მზის პანელების საშუალებით.

იმის გასაგრძელებლად, რაზეც ვმუშაობ, გამომყევით YouTube- ზე, Instagram- ზე, Twitter- ზე, Pinterest- ზე და გამოიწერეთ ჩემი ბიულეტენი.

ნაბიჯი 1: რა დაგჭირდებათ

თქვენ დაგჭირდებათ მზის ბატარეის დამტენი დაფა და ESP8266 გარღვევა, როგორიცაა NodeMCU ESP8266 ან Huzzah, ასევე ნიადაგის სენსორი, ბატარეა, დენის გადამრთველი, რამდენიმე მავთული და დანართი, რომ ჩართოთ თქვენი წრე შიგნით.

აქ მოცემულია კომპონენტები და მასალები, რომლებიც გამოიყენება ნიადაგის ტენიანობის მონიტორისთვის:

• ESP8266 NodeMCU მიკროკონტროლი (ან მსგავსი, Vin– მა უნდა მოითმინოს 6 ვ -მდე)
• ადაფრუტის მზის დატენვის დაფა სურვილისამებრ თერმისტორით და 2.2K ohm რეზისტორით
• 2200 mAh ლითიუმ-იონური ბატარეა
• პერმა-პროტო დაფა
• ნიადაგის ტენიანობის/ტემპერატურის სენსორი
• 2 საკაბელო ჯირკვალი
• წყალგაუმტარი გარსი
• წყალგაუმტარი DC დენის კაბელის წყვილი
• სითბოს შემცირება მილები
• 3.5W მზის პანელი
• დააჭირეთ ღილაკს დენის გადამრთველი
• ორმაგი ჯოხი ქაფის ლენტი

აქ არის ინსტრუმენტები, რომლებიც დაგჭირდებათ:

• Soldering რკინის და solder
• ხელის დამხმარე ინსტრუმენტი
• მავთულის სტრიპტიზატორები
• გამრეცხავი ნაკაწრები
• პინცეტი (სურვილისამებრ)
• სითბოს იარაღი ან სანთებელა
• მულტიმეტრი (სურვილისამებრ, მაგრამ მოსახერხებელი პრობლემის მოსაგვარებლად)
• USB A-microB კაბელი
• Მაკრატელი
• ნაბიჯი საბურღი

თქვენ დაგჭირდებათ უფასო ანგარიშები ღრუბლოვან მონაცემთა საიტებზე io.adafruit.com და IFTTT.

როგორც ამაზონის ასოცირებული, მე ვიღებ შესყიდვების შესასრულებლად, რომელსაც აკეთებთ ჩემი შვილობილი ბმულების გამოყენებით.

ნაბიჯი 2: პურის დაფის პროტოტიპი

მნიშვნელოვანია მსგავსი პროექტებისთვის შექმნას პურის დაფის პროტოტიპი, რომლის საშუალებითაც შეგიძლიათ დარწმუნდეთ, რომ თქვენი სენსორი და კოდი მუშაობს, სანამ რაიმე მუდმივ კავშირს დაამყარებთ.

ამ შემთხვევაში, ნიადაგის სენსორს აქვს გადაჭიმული მავთულები, რის გამოც სენსორული მავთულის ბოლოებზე დროებით უნდა დაერთოს მყარი სათაურები, შედუღების, დამხმარე ხელების და სითბოს შემცირების მილების გამოყენებით.

მიჰყევით სქემის დიაგრამას სენსორის სიმძლავრის, მიწის, საათის და მონაცემთა ქინძისთავების დასაკავშირებლად (მონაცემები ასევე იღებს 10K გამწევ რეზისტორს, რომელსაც გააჩნია ნიადაგის სენსორი).

• მწვანე მავთულის სენსორი GND– ზე
• სენსორი წითელი მავთულის 3.3V
• სენსორი ყვითელი მავთულის NodeMCU pin D5 (GPIO 14)
• სენსორი ლურჯი მავთულის NodeMCU pin D6 (GPIO 12)
• 10K გამწევ რეზისტორი ცისფერ მონაცემთა პინსა და 3.3V შორის

თქვენ შეგიძლიათ თარგმნოთ ეს თქვენთვის სასურველ მიკროკონტროლერზე. თუ თქვენ იყენებთ Arduino Uno– ს ან მსგავსს, თქვენი დაფა უკვე მხარდაჭერილია Arduino პროგრამული უზრუნველყოფით. თუ თქვენ იყენებთ ESP8266- ს, გთხოვთ გადახედოთ ჩემს ნივთების კლასს ეტაპობრივად, რათა დაგეხმაროთ Arduino– ში ESP8266– ით დაყენებაში (დამატებითი დაფების მენეჯერის URL– ების დამატებით Arduino– ს პარამეტრებში, შემდეგ მოძებნეთ და დაფების მენეჯერისგან ახალი დაფების შერჩევა). მე ჩვეულებრივ ვიყენებ Adafruit ESP8266 Huzzah დაფის ტიპს NodeMCU ESP8266 დაფის დასაპროგრამებლად, მაგრამ ასევე შეგიძლიათ დააინსტალიროთ და გამოიყენოთ Generic ESP8266 დაფის მხარდაჭერა. თქვენ ასევე დაგჭირდებათ SiLabs USB საკომუნიკაციო ჩიპის დრაივერი (ხელმისაწვდომია Mac/Windows/Linux– ისთვის).

სენსორის გასაშვებად ჩემი Arduino- თან თავსებადი დაფით, მე გადმოვწერე SHT1x Arduino ბიბლიოთეკა პრაქტიკული Arduino– ს github გვერდიდან, შემდეგ გავხსენი ფაილი და გადავიტანე ბიბლიოთეკის საქაღალდე ჩემს Arduino/libraries საქაღალდეში, შემდეგ დავარქვი მას SHT1x. გახსენით მაგალითი ესკიზი ReadSHT1xValues და შეცვალეთ პინის ნომრები 12 -მდე (dataPin) და 14 (clockPin), ან დააკოპირეთ შეცვლილი ესკიზი აქ:

#ჩართეთ

#განსაზღვრეთ მონაცემებიPin 12 // NodeMCU pin D6 #განსაზღვრეთ საათიPin 14 // NodeMCU pin D5 SHT1x sht1x (dataPin, clockPin); // მყისიერი SHT1x ობიექტის void setup () {Serial.begin (38400); // სერიული კავშირის გახსნა ჰოსტინგის ღირებულებების მოხსენებისთვის Serial.println ("გაშვება"); } void loop () {float temp_c; float temp_f; float ტენიანობა; temp_c = sht1x.readTemperatureC (); // მნიშვნელობების წაკითხვა სენსორიდან temp_f = sht1x.readTemperatureF (); ტენიანობა = sht1x.readHumidity (); Serial.print ("ტემპერატურა:"); // მნიშვნელობების დაბეჭდვა სერიულ პორტში Serial.print (temp_c, DEC); Serial.print ("C /"); Serial.print (temp_f, DEC); Serial.print ("F. ტენიანობა:"); სერიული. ბეჭდვა (ტენიანობა); Serial.println ("%"); დაგვიანება (2000); }

ატვირთეთ ეს კოდი თქვენს დაფაზე და გახსენით სერიული მონიტორი, რომ ნახოთ სენსორის მონაცემთა ნაკადი.

თუ თქვენი კოდი არ შედგენილია და ჩივის, რომ SHT1x.h არ არის ნაპოვნი, თქვენ არ გაქვთ საჭირო სენსორული ბიბლიოთეკა სწორად დაინსტალირებული. შეამოწმეთ თქვენი Arduino/ბიბლიოთეკების საქაღალდე ერთი სახელწოდებით SHT1x, და თუ ის სხვაგან არის, როგორც გადმოტვირთვის საქაღალდე, გადაიტანეთ იგი თქვენს Arduino ბიბლიოთეკების საქაღალდეში და საჭიროების შემთხვევაში გადაარქვით სახელი.

თუ თქვენი კოდი შედგენილია, მაგრამ არ იტვირთება თქვენს დაფაზე, ორჯერ შეამოწმეთ თქვენი დაფის პარამეტრები, დარწმუნდით, რომ თქვენი დაფა არის ჩართული და აირჩიეთ სწორი პორტი ინსტრუმენტების მენიუდან.

თუ თქვენი კოდი იტვირთება, მაგრამ თქვენი სერიული მონიტორის შეყვანა ამოუცნობია, ორმაგად შეამოწმეთ თქვენი ესკიზში მითითებული ბოდის მაჩვენებელი (ამ შემთხვევაში 38400).

თუ თქვენი სერიული მონიტორის შეყვანა არ ჩანს სწორი, ორმაგად შეამოწმეთ გაყვანილობა წრიული დიაგრამის მიხედვით. არის თუ არა თქვენი 10K გამყვანი რეზისტორი მონაცემთა პინსა და 3.3V შორის? მონაცემები და საათი დაკავშირებულია სწორ ქინძისთავებთან? არის დაკავშირებული ძალა და მიწა ისე, როგორც უნდა იყოს მთელ წრედში? არ გააგრძელოთ სანამ ეს მარტივი ესკიზი არ მუშაობს!

შემდეგი ნაბიჯი სპეციფიკურია ESP8266– ისთვის და აყალიბებს ნიმუშის პროექტის სურვილისამებრ უკაბელო სენსორის საანგარიშო ნაწილს. თუ თქვენ იყენებთ სტანდარტულ (უკაბელო) Arduino თავსებადი მიკროკონტროლერს, განაგრძეთ თქვენი საბოლოო Arduino ესკიზის შემუშავება და გამოტოვეთ მზის დამტენების დაფის მომზადება.

ნაბიჯი 3: პროგრამული უზრუნველყოფის დაყენება

ამ პროექტის კოდის შესადგენად ESP8266– ით, თქვენ უნდა დააინსტალიროთ კიდევ რამდენიმე Arduino ბიბლიოთეკა (ხელმისაწვდომია ბიბლიოთეკის მენეჯერის საშუალებით):

• ადაფრუტი IO არდუინო
• ადაფრუტი MQTT
• ArduinoHttpClient

ჩამოტვირთეთ ამ საფეხურზე თანდართული კოდი, შემდეგ გახსენით ფაილი და გახსენით Solar_Powered_Soil_Moisture_Monitor_Tutorial თქვენს Arduino პროგრამულ უზრუნველყოფაში.

#ჩართეთ

#ჩართეთ #ჩართეთ #ჩართეთ #ჩართეთ // მიუთითეთ მონაცემები და საათის კავშირები და დაადგინეთ SHT1x ობიექტი #განსაზღვრეთ მონაცემები პინი 12 // NodeMCU pin D6 #განსაზღვრეთ საათი Pin 14 // NodeMCU pin D5 SHT1x sht1x (dataPin, clockPin); // დააყენეთ საკვები AdafruitIO_Feed *ტენიანობა = io.feed ("ტენიანობა"); AdafruitIO_Feed *ტემპერატურა = io.feed ("ტემპერატურა"); const int sleepTime = 15; // 15 წუთი

ბათილად დაყენება ()

{Serial.begin (115200); // სერიული კავშირის გახსნა ჰოსტინგის ღირებულებების მოხსენებისთვის Serial.println ("გაშვება"); // დაკავშირება io.adafruit.com– თან Serial.print („ადაფრუტის IO– სთან დაკავშირება“); io.connect (); // დაელოდეთ კავშირს სანამ (io.status () <AIO_CONNECTED) {Serial.print ("."); დაგვიანება (500); } // ჩვენ დაკავშირებულნი ვართ Serial.println (); Serial.println (io.statusText ()); }

ბათილი მარყუჟი ()

{io.run (); // io.run (); ინარჩუნებს კლიენტს დაკავშირებულს და საჭიროა ყველა ესკიზისთვის. float temp_c; float temp_f; float ტენიანობა; temp_c = sht1x.readTemperatureC (); // მნიშვნელობების წაკითხვა სენსორიდან temp_f = sht1x.readTemperatureF (); ტენიანობა = sht1x.readHumidity (); Serial.print ("ტემპერატურა:"); // მნიშვნელობების დაბეჭდვა სერიულ პორტში Serial.print (temp_c, DEC); Serial.print ("C /"); Serial.print (temp_f, DEC); Serial.print ("F. ტენიანობა:"); სერიული. ბეჭდვა (ტენიანობა); Serial.println ("%"); ტენიანობა-> დაზოგვა (ტენიანობა); ტემპერატურა-> შენახვა (temp_f); Serial.println ("ESP8266 სძინავს …"); ESP.deepSleep (ძილის დრო * 1000000 * 60); // ძილი}

ეს კოდი არის სენსორული კოდის შერწყმა ადრეულ სახელმძღვანელოში და ძირითადი მაგალითი ღრუბლოვანი მონაცემების სერვისიდან Adafruit IO. პროგრამა შემოდის დაბალი ენერგიის რეჟიმში და სძინავს უმეტეს დროს, მაგრამ იღვიძებს ყოველ 15 წუთში ნიადაგის ტემპერატურისა და ტენიანობის წასაკითხად და აცნობებს მის მონაცემებს Adafruit IO– ს. გადადით config.h ჩანართზე და შეავსეთ თქვენი Adafruit IO მომხმარებლის სახელი და გასაღები, ასევე თქვენი ადგილობრივი wifi ქსელის სახელი და პაროლი, შემდეგ ატვირთეთ კოდი თქვენს ESP8266 მიკროკონტროლერზე.

თქვენ მოგიწევთ ცოტაოდენი მომზადება io.adafruit.com– ზე. ტემპერატურისა და ტენიანობის არხების შექმნის შემდეგ, თქვენ შეგიძლიათ შექმნათ დაფა თქვენი მონიტორისთვის, რომელშიც მოცემულია სენსორის მნიშვნელობების გრაფიკი და ორივე შემომავალი არხის მონაცემები. თუ გჭირდებათ განახლება Adafruit IO– ს დასაწყებად, გადახედეთ ამ გაკვეთილს ჩემს ინტერნეტ ნივთების კლასში.

ნაბიჯი 4: მოამზადეთ მზის დამტენი დაფა

მოამზადეთ მზის დამტენი დაფა მის კონდენსატორზე და ზოგიერთი მავთულის დატვირთვის გამომავალი ბალიშებით შედუღებით. მე ვაყენებ ჩემს აპარატს უფრო სწრაფად დატენვის სურვილისამებრ დამატებით რეზისტორთან (2.2K შედუღებულია PROG– ზე) და უფრო უსაფრთხოდ ვტოვებ უყურადღებოდ, ზედაპირის სამონტაჟო რეზისტორის შეცვლით 10K თერმისტორით, რომელიც დამაგრებულია თავად ბატარეაზე. ეს ზღუდავს დატენვას ტემპერატურის უსაფრთხო დიაპაზონში. მე შევიტანე ეს ცვლილებები უფრო დეტალურად ჩემს მზის USB დამტენის პროექტში.

ნაბიჯი 5: შექმენით მიკროკონტროლის წრე

შეაერთეთ მიკროკონტროლის დაფა და გადართეთ პერმა-პროტო დაფაზე.

შეაერთეთ მზის დამტენის სიმძლავრე თქვენი გადამრთველის შესასვლელთან, რომელიც უნდა შეფასდეს მინიმუმ 1 ამპერით.

შექმენით და შეაერთეთ ზემოთ მოყვანილი სქემის დიაგრამაში აღწერილი დაფის მავთულის კავშირები (ან თქვენი პირადი ვერსიის სპეციფიკაციები), მათ შორის სენსორის მონაცემთა ხაზზე 10K გამწევ რეზისტორი.

მზის დამტენის დატვირთვის ქინძისთავები უზრუნველყოფენ ბატარეის სიმძლავრეს 3.7 ვ, როდესაც მზის ენერგია არ არის, მაგრამ იკვებება უშუალოდ მზის პანელიდან, თუ ის არის ჩართული და მზიანი. ამრიგად, მიკროკონტროლერს უნდა შეეძლოს გაუძლოს სხვადასხვა ძაბვას, დაბალი 3.7 ვ -მდე და 6 ვ -მდე DC- მდე. მათთვის, ვისაც 5V სჭირდება, PowerBoost (500 ან 1000, მიმდინარე დენის მიხედვით) შეიძლება გამოყენებულ იქნას დატვირთვის ძაბვის 5V- მდე მოდულირებისთვის (როგორც ეს ნაჩვენებია მზის USB დამტენის პროექტში). აქ არის რამოდენიმე საერთო დაფა და მათი შეყვანის ძაბვის დიაპაზონი:

• NodeMCU ESP8266 (აქ გამოიყენება): 5V USB ან 3.7V-10V Vin
• Arduino Uno: 5V USB ან 7-12V Vin
• Adafruit Huzzah ESP8266 გარღვევა: 5V USB ან 3.4-6V VBat

იმისათვის, რომ მიაღწიოთ ბატარეის მაქსიმალურ ხანგრძლივობას, თქვენ უნდა დაუთმოთ გარკვეული დრო თქვენი მიმდინარე გათამაშებების მთლიანი მიმდინარეობის გათვალისწინებას და ოპტიმიზაციას. ESP8266– ს აქვს ღრმა ძილის ფუნქცია, რომელიც ჩვენ გამოვიყენეთ არდუინოს ესკიზში, რათა ენერგიის მოხმარება მკვეთრად შევამციროთ. ის იღვიძებს სენსორის წასაკითხად და უფრო მეტ დენს იძენს, სანამ ის ქსელს უერთდება და აცხადებს სენსორის ღირებულებას, შემდეგ კი ძილს უბრუნებს განსაზღვრული დროის განმავლობაში. თუ თქვენი მიკროკონტროლერი ბევრ ენერგიას იძენს და ადვილად ვერ დაიძინებს, განიხილეთ თქვენი პროექტის პორტირება თავსებადი დაფაზე, რომელიც ნაკლებ ენერგიას მოიტანს. ჩაწერეთ შეკითხვა ქვემოთ მოცემულ კომენტარებში, თუ გჭირდებათ დახმარება იმის დასადგენად, რომელი დაფა შეიძლება იყოს სწორი თქვენი პროექტისთვის.

ნაბიჯი 6: დააინსტალირეთ საკაბელო ჯირკვლები

მზის პანელის კაბელისა და სენსორული კაბელის ამინდისადმი შესასვლელი წერტილების შესაქმნელად, ჩვენ დავაყენებთ ორ საკაბელო ჯირკვალს ამინდის საწინააღმდეგო გარს გვერდით.

შეამოწმეთ თქვენი კომპონენტები, რათა დადგინდეს იდეალური ადგილი, შემდეგ მონიშნეთ და გაბურღეთ ხვრელები წყალგაუმტარი დანამატის საფეხურიანი საბურღის გამოყენებით. დააინსტალირეთ ორი საკაბელო ჯირკვალი.

ნაბიჯი 7: დაასრულეთ წრიული შეკრება

ჩადეთ წყალგაუმტარი დენის კაბელის პორტი ერთში და შეაერთეთ იგი მზის დამტენის DC შესასვლელთან (წითელი + და შავი - -).

ჩადეთ ნიადაგის სენსორი სხვა ჯირკვლის გავლით და შეაერთეთ იგი პერმა-პროტომდე სქემის დიაგრამის მიხედვით.

მიამაგრეთ თერმისტორის ზონდი ბატარეაზე. ეს ზღუდავს დატენვას უსაფრთხო ტემპერატურის დიაპაზონში, სანამ პროექტი გარეთ დარჩება უყურადღებოდ.

ძალიან ცხელი ან ძალიან ცივი დატენვისას შეიძლება დაზიანდეს ბატარეა ან ხანძარი გაჩნდეს. ექსტრემალურ ტემპერატურაზე ზემოქმედებამ შეიძლება ზიანი მიაყენოს და შეამციროს ბატარეის სიცოცხლე, ასე რომ შეიყვანეთ შიგნით, თუ ის გაყინვის ქვემოთ ან 45 ℃/113F– ზე ზემოთ.

გამკაცრეთ საკაბელო ჯირკვლები, რათა გააკეთოთ ამინდის საწინააღმდეგო ბეჭედი მათი შესაბამისი კაბელების გარშემო.

ნაბიჯი 8: მოამზადეთ მზის პანელი

მიჰყევით ჩემს ინსტრუქციას, რომ შეაერთოთ თქვენი მზის პანელის კაბელი წყალგაუმტარი DC დენის საკაბელო კომპლექტის დანამატით.

ნაბიჯი 9: გამოსცადეთ

ჩართეთ ბატარეა და ჩართეთ წრე დენის გადამრთველის დაჭერით.

გამოსცადეთ და დარწმუნდით, რომ ის აცნობებს ინტერნეტს, სანამ დაიხურა და სენსორი დაამონტაჟოს თქვენს მცენარეულ ბაღში, ძვირფასი ქოთნის მცენარეში ან სხვა ნიადაგში თქვენი wifi ქსელის სიგნალის დიაპაზონში.

მას შემდეგ, რაც სენსორის მონაცემები შევა ინტერნეტში, ადვილია შეიქმნას ელ.ფოსტის ან ტექსტური შეტყობინებების რეცეპტი API კარიბჭის საიტზე If This Then That. მე დავაყენე ჩემი ელ.წერილი, თუ ნიადაგის ტენიანობის დონე დაეცემა 50 -ზე ქვემოთ.

მისი შესამოწმებლად, ჩემი მცენარის გაშრობის გარეშე, ხელით შევიტანე მონაცემები ტენიანობის შესანახად Adafruit IO– ით, რომელიც ბარიერის ქვემოთ იყო. რამდენიმე წუთის შემდეგ, ელფოსტა მოდის! თუ ნიადაგის დონე დაეცემა ჩემს მითითებულ დონეს ქვემოთ, მე მივიღებ ელ.წერილს ყოველ ჯერზე, როდესაც საკვების განახლება მოხდება, სანამ არ ვრწყავ ნიადაგს. საღი აზრის გამო, მე განვაახლე ჩემი კოდი, რომ ნიადაგი გამოვიღო გაცილებით იშვიათად, ვიდრე ყოველ 15 წუთში.

ნაბიჯი 10: გამოიყენეთ იგი გარეთ

ეს არის სახალისო პროექტი, რომელიც მორგებულია თქვენი მცენარის ჰიდრატაციის მოთხოვნილებებზე დაყრდნობით და ადვილია სენსორების გაცვლა ან დამატება ან მზის ენერგიის მახასიათებლების ინტეგრირება თქვენს სხვა Arduino პროექტებში.

მადლობა თანადგომისთვის! მე მიყვარს მოვისმინოთ რას ფიქრობთ; გთხოვთ განათავსოთ კომენტარებში ეს პროექტი არის ჩემი უფასო მზის კლასის ნაწილი, სადაც შეგიძლიათ იპოვოთ მარტივი პროექტები ეზოში და მეტი გაკვეთილი მზის პანელებთან მუშაობის შესახებ. შეამოწმეთ და ჩაეწერეთ!

თუ მოგწონთ ეს პროექტი, შეიძლება დაგაინტერესოთ ზოგიერთი სხვა:

• ნივთების ინტერნეტი უფასოდ
• YouTube აბონენტთა მრიცხველი ESP8266– ით
• სოციალური სტატისტიკის ტრეკერის ჩვენება ESP8266– ით
• WiFi ამინდის ჩვენება ESP8266– ით
• ვალენტინი ინტერნეტით

იმის გასაგრძელებლად, რაზეც ვმუშაობ, გამომყევით YouTube, Instagram, Twitter, Pinterest და Snapchat– ზე.