ნიანგის მზის აუზის სენსორი: 7 ნაბიჯი (სურათებით)

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

ეს ინსტრუქცია გვიჩვენებს, თუ როგორ უნდა ავაშენოთ აუზის საკმაოდ სპეციალური სენსორი, რომელიც გაზომავს აუზის ტემპერატურას და გადასცემს WiFi- ს Blynk აპლიკაციასა და MQTT ბროკერს. მე მას "ნიანგის მზის აუზის სენსორს" ვუწოდებ. ის იყენებს Arduino პროგრამირების გარემოს და ESP8266 დაფას (Wemos D1 mini pro).

რა არის ამ პროექტში განსაკუთრებული?

• გარეგნობა უბრალოდ შესანიშნავია
• სრულად დამოუკიდებელი ენერგიის წყაროებისგან (მზის პანელი კვებავს LiPo ბატარეას)
• დაბალი სიმძლავრის ESP8266 WiFi დაკავშირებული სენსორი
• საკმაოდ მაღალი სიზუსტის ტემპერატურის სენსორი
• ტემპერატურისა და ძაბვის მონაცემთა გადაცემა Blynk APP– ზე თქვენი მობილური ტელეფონისთვის
• ასევე აგზავნის "ბოლო განახლების" დროის ნიშნულს ბლინკის აპლიკაციაში
• ტემპერატურისა და ძაბვის მონაცემთა გადაცემა MQTT ბროკერზე
• ცელსიუსი და ფარენჰაიტი ცვალებადია
• შეიძლება გადაპროგრამდეს

თქვენი ცოდნის დონე: შუალედური გამოცდილებიდან

მარაგები

ამ მშენებლობისთვის თქვენ უნდა იცოდეთ როგორ მუშაობს:

• Arduino IDE (პროგრამირების გარემო)
• soldering რკინის
• საბურღი
• ბასრი დანა
• ეპოქსიდური წებო
• ცხელი წებო
• სამრეწველო სპრეის ქაფი
• სპრეის ფერი

ნაბიჯი 1: საჭირო კომპონენტები

აუზის ამ ლამაზი სენსორის შესაქმნელად საჭიროა ეს ყველაფერი:

• ნიანგის თავი (ქაფიანი პლასტიკური) ნაპოვნია აქ: ამაზონი: ნიანგის თავი
• ან ალტერნატიულად: ნავის ჭურვი (Aliexpress). გთხოვთ იხილოთ ნაბიჯი 6 ამისათვის.
• ESP8266 Wemos D1 მინი პრო: (Aliexpress)
• მზის პანელი 0.25W 45x45 მმ: (ალიექსპრესი)
• ** რედაქტირება ერთი წლის გამოყენების შემდეგ: მე მკაცრად გირჩევთ გამოიყენოთ უფრო ძლიერი ბატარეა, როგორიცაა 18650 (მაგალითად: Aliexpress)
• ბატარეის დამტენი მოდული TP4056: (Aliexpress)
• წყალგაუმტარი ტემპერატურის სენსორი DS 18b20: (Aliexpress)
• 22 AWG მავთული (Aliexpress)
• პროტოტიპი PCB დაფა 5x7 სმ (ალიექსპრესი)
• 220 Ohm და 4.7 kOhm რეზისტორები
• მოკლე USB to MicroUSB კაბელი

დამატებით:

• ქაფის გამაძლიერებელი @ DIY ბაზარი ან აქ: (ამაზონი)
• წყალგაუმტარი საღებავი @ წვრილმანი ბაზარი ან აქ: (ამაზონი)
• შემავსებელი პრაიმერის სპრეი @ წვრილმანი ბაზარი ან აქ: (ამაზონი)
• თხევადი ეპოქსია წყალგაუმტარი საფარისთვის @ წვრილმანი ბაზარი
• ცხელი წებო

შეიძლება დაგჭირდეთ 3D პრინტერის გამოყენება USB პორტის წყალგაუმტარი საფარის დასაბეჭდად.

ნაბიჯი 2: ელექტრონიკა

მე ვფიქრობდი, რომ ყველაზე ადვილია დავიწყოთ ზოგიერთი წვრილმანი უნივერსალური პროტოტიპი PCB– ით და აღმოვაჩინე, რომ 5x7 სმ მხოლოდ სრულყოფილია ამ მიზნით.

მშენებლობის საფეხურები:

1. მოამზადეთ D1 mini pro გარე ანტენის გამოყენებისათვის:

   1. გამყიდველი 0 Ohm რეზისტორი კერამიკული ანტენის გვერდით
   2. ჩართეთ 0 Ohm რეზისტორი ქვემოთ და შეაერთეთ კავშირი გარე ანტენასთან (კარგი ახსნა ნაპოვნია აქ - ნაბიჯი 5)
2. მოათავსეთ ნაწილები და გადაწყვიტეთ განლაგება პროტოტიპ PCB– ზე შედუღების დაწყებამდე
3. მიამაგრეთ ქინძისთავები D1 მინი პროზე
4. შეაერთეთ ჩამორჩენილი ქინძისთავები პროტოტიპის დაფაზე
5. შეაერთეთ დამტენის დაფის ქინძისთავები პროტოტიპის PCB- ზე
6. დაასხით დამტენის დაფა ქინძისთავებზე
7. ტემპერატურის სენსორის კაბელი გაჭერით 20 სმ სიგრძემდე
8. გთხოვთ იხილოთ სურათი ზემოთ ტემპერატურის სენსორის დასაკავშირებლად
9. შეაერთეთ კაბელი მზის პანელზე
10. ნუ შეაერთებ მზის პანელის კაბელებს დაფაზე - ეს უნდა იყოს შეკრული ჯერ ნიანგის თავზე
11. მიჰყევით ზემოთ მოყვანილ სქემას, რათა შეაერთოთ ყველა დარჩენილი კავშირი PCB– თან
12. მას შემდეგ, რაც ყველა კომპონენტი შეერთდება და შედუღდება, გამოიყენეთ ცხელი წებო ბატარეის დასაფიქსირებლად გთხოვთ გაითვალისწინოთ: ESP8266– ის დასაძინებლად აუცილებელია pin D1– ის დაკავშირება pin RST– თან. ზოგჯერ D1 mini pro იწვევს სერიულ პორტთან დაკავშირებულ პრობლემებს, თუ პორტი D0 და RST დაკავშირებულია. ის, რაც მე გამოვიყენე (იხ. ალიექსპრესის ბმული ზემოთ) არ ჰქონდა ეს პრობლემა. თუ თქვენ ამ პრობლემის წინაშე დგახართ, შეიძლება დაგჭირდეთ ჯუმბერის ან გადამრთველის გამოყენება ახალი კოდის ასატვირთად ორი ქინძისთავის გასათიშავად. მაგრამ (!) მაშინ თქვენ არ გაქვთ შანსი ნიანგის თავზე დალუქვის შემდეგ გადაპროგრამება. ამ შემთხვევაში თქვენ ასევე არ გჭირდებათ USB პორტის გარედან შემოტანა (მაგალითად, მესამე ხვრელის გასხვლა).

ნაბიჯი 3: აპარატურა ნაწილი 1 (ნიანგის თავის მომზადება)

ამ ნაბიჯში ჩვენ ვამზადებთ ნიანგის თავის უკანა ნაწილს, რომ მივიღოთ საკმარისი სივრცე ელექტრონიკისთვის. ჩვენ ვბურღავთ რამდენიმე ხვრელს ანტენისთვის, მზის პანელისთვის და USB პორტისთვის. მე დავგეგმე ჩემი პროექტი ჯერ USB პორტის გარეშე. მაგრამ შემდეგ ვიფიქრე, რომ შეუძლებელი იქნებოდა პროგრამული უზრუნველყოფის განახლების გაკეთება მას შემდეგ, რაც ნიანგი კვლავ დალუქეს. ამიტომ გადავწყვიტე გამომეყენებინა მოკლე USB კაბელი micro-USB to USB, რათა გარე წვდომა მიეცა ESP8266 დაფაზე. შემდეგი ნაბიჯები გასაკეთებელი:

• გამოიყენეთ მკვეთრი დანა მძიმე ზედაპირზე 7x5 სმ -ზე (თქვენი პროტოტიპის დაფის ზომა) ოდნავ მოჭრისთვის
• გამოიყენეთ კოვზი, რომ ამოიღოთ რბილი ქაფი შიგნიდან
• უბრალოდ დარწმუნდით, რომ თქვენ გაქვთ საკმარისი ადგილი კაბელებისთვის და დაფისთვის
• სცადეთ, შეესაბამება თუ არა მას და რომ ჯერ კიდევ არის ადგილი მის დასაფარად

ახლა გაბურღეთ ორი ან სამი ხვრელი თავში:

• მზის პანელისთვის
• ანტენისთვის
• (სურვილისამებრ) USB პორტისთვის შემდგომი პროგრამირების გასააქტიურებლად

გამოიყენეთ 2 კომპონენტიანი ეპოქსია (5 წუთი) ამ ხვრელების კვლავ წებოს და დალუქვის მიზნით. გამოიყენეთ საკმარისი ეპოქსიდური წებო! დარწმუნდით, რომ წყალგაუმტარი იქნება შემდეგ!

1. მიამაგრეთ მზის პანელის კაბელი თავზე და სწორად დალუქეთ ხვრელი
2. წებოვანა მზის პანელი თვალებს შორის
3. მიამაგრეთ ანტენის ბუდე თავზე და სწორად დალუქეთ ხვრელი
4. წებოვანა USB დანამატი და სწორად დალუქეთ ხვრელი

USB პორტის კოროზიის გამომწვევი წყლის თავიდან ასაცილებლად მე 3D დაბეჭდილი პატარა დამცავი თავსახური.

ნაბიჯი 4: პროგრამული უზრუნველყოფა

თქვენ უნდა გქონდეთ გაშვებული არდუინოს გარემო. თუ არა, გთხოვთ გადაამოწმოთ ეს.

აპარატურის დაყენება პირდაპირ წინ არის (ჩემს Mac- ზე):

LOLIN (WEMOS) D1 mini Pro, 80 MHz, Flash, 16M (14M SPIFFS), v2 Lower Memory, Disable, None, Only Sketch, 921600 on /dev/cu. SLAB_USBtoUART

მიიღეთ Arduino კოდი აქ: Arduino კოდი Github– ში

კოდი აგზავნის ტემპერატურას და ბატარეის ძაბვას ბლინკში. უბრალოდ ჩატვირთეთ ბლინკის აპლიკაცია თქვენს მობილურ ტელეფონში და შექმენით ახალი პროექტი. ბლინკი გამოგიგზავნით Auth Token– ს ამ პროექტისთვის. შეიყვანეთ ეს ნიშანი Settings.h ფაილში. ნაგულისხმევი პარამეტრები გაიგზავნება

• ტემპერატურა ვირტუალურ პინ -მდე 11
• ძაბვა ვირტუალურ პინზე 12
• ბოლო განახლებული დროის ნიშნული ვირტუალურ პინზე 13

მაგრამ ადვილია ამ ქინძისთავების შეცვლა კოდში. უბრალოდ ითამაშეთ ბლინკის ყველა ვიჯეტით V11, V12 და V13 გამოყენებით - ეს სახალისოა. თუ თქვენ ახალი ხართ, უბრალოდ წაიკითხეთ ჩემი მეგობარი დებაშიშის ინსტრუქცია - ამის უმეტესობა აიხსნება იქ მე –19 ნაბიჯში.

პროგრამული უზრუნველყოფა ასევე მზად არის გამოიყენოს MQTT ბროკერი.

Settings.h– ში არის გლობალური ცვლადი სახელწოდებით MQTT. ეს უნდა იყოს მითითებული ჭეშმარიტი ან ცრუ იმისდა მიხედვით, იყენებთ თუ არა MQTT- ს.

ჩემს შემთხვევაში მე ვიყენებ MQTT ბროკერს (ნარინჯისფერი PI Zero, Mosquitto, Node-Red) და დაფას, სადაც ჩემი სენსორის ყველა მონაცემი ერთდება. თუ ახალი ხართ MQTT– ში, ნება მიეცით Google დაგეხმაროთ მის დაყენებაში.

თუ თქვენ იცნობთ MQTT- ს, მე დარწმუნებული ვარ, რომ თქვენ გაიგებთ კოდს.

ნაბიჯი 5: აპარატურა ნაწილი 2 (ისევ დალუქვა)

ამ საფეხურზე ჩვენ უნდა ჩავალაგოთ ყველა ელექტრონიკა (დატვირთული და დატესტილი პროგრამული უზრუნველყოფა) და კვლავ დავხუროთ ჩვენი ნიანგის მუცელი. მე პირადად ვხედავ ორ შესაძლო გამოსავალს:

1. აკრილის შუშის გამოყენებით და მუწუკით წყალგაუმტარი ეპოქსიდური წებოთი. ტემპერატურის სენსორის კაბელისთვის გამოიყენეთ წყალგაუმტარი საკაბელო სადინარი (ვნანობ, რომ მე ეს არ ავირჩიე - ყოველივე ამის შემდეგ, მე გირჩევთ ამ გზით წასვლას.)
2. სამრეწველო ქაფის გამოყენებით და კვლავ შეავსეთ ხარვეზები, შემდეგ გამოიყენეთ წყალგაუმტარი საღებავი დალუქვისთვის. და დაამთავრეთ შემავსებელი და საღებავით.

ასე რომ, მე გადავწყვიტე ვარიანტი 2. ნაბიჯები შემდეგია:

1. შეაერთეთ მზის პანელის კაბელი დაფაზე
2. შეაერთეთ ანტენის კაბელი
3. შეაერთეთ USB კაბელი ESP8266 დაფაზე (და არა დამტენი დაფაზე)
4. გაწურეთ ყველა კაბელი და დაფა ხვრელში
5. დატოვეთ 5-10 სმ ტემპერატურის სენსორის კაბელი ჩამოკიდებული
6. გამოიყენეთ სამრეწველო ქაფი, რომ შეავსოთ ყველა ხარვეზი (ფრთხილად იყავით - ქაფი ძლიერ ფართოვდება)
7. გააშრეთ და შემდეგ დაჭერით ქაფი მკვეთრი დანით
8. ახლა გამოიყენეთ წყალგაუმტარი საღებავი (გამოიყენება სახურავების დასაფიქსირებლად) და შეღებეთ იგი მთელ ზედაპირზე
9. გააშრეთ და გამოიყენეთ შემავსებელი საღებავის სპრეი მყარი ქერქის შესაქმნელად (თქვენ ეს უნდა გააკეთოთ უსასრულოდ)
10. მნიშვნელოვანი რედაქტირება (წყალში რამდენიმე კვირის შემდეგ): წაისვით ორი ან სამი საფარი თხევადი ეპოქსიდის მთელ ზედაპირზე, რათა მიიღოთ მართლაც წყალგაუმტარი საფარი.
11. გააშრეთ - დასრულდა!

ნაბიჯი 6: ალტერნატიული მშენებლობა

ვინაიდან ნიანგის პირველი ნაგებობა მაინც ჩემი ფავორიტია, უნდა ვაღიარო, რომ არასწორი ბატარეა ავირჩიე (ძალიან სუსტი). სამწუხაროდ, მე აღარ შემიძლია ბატარეის გაცვლა, რადგან ის დალუქულია ნიანგის სხეულში.

ამიტომაც გადავწყვიტე გავაკეთო სხვა გამოსავალი ნავით, როგორც სხეული, რომ საჭიროების შემთხვევაში უკეთესად მივიღო ელექტრონიკა და ბატარეა.

ცვლილებები:

• შელი (https://www.aliexpress.com/item/32891355836.html)
• LiIon ბატარეა 18650
• 3D დაბეჭდილი ჩანართი ორი დაფის დასაყენებლად (ESP8266 და დამტენი მოდული)

ნაბიჯი 7: დანართი: დამატებითი მონიტორები/სენსორები

თუ გსურთ სცადოთ აუზის მონაცემების ჩვენება მხოლოდ Blynk აპლიკაციაზე, ასევე შეგიძლიათ მიაწოდოთ იგი MQTT ბროკერს. ეს საშუალებას გაძლევთ გამოიყენოთ კიდევ რამდენიმე შესაძლებლობა თქვენი მოწყობილობების (ან სხვა) მონაცემების სხვადასხვა მოწყობილობებზე ჩვენების მიზნით. ერთი იქნება Node Red Dashboard on Raspberry Pi (იხ. სურათი ზემოთ) ან LED მატრიცის ჩვენება. თუ თქვენ დაინტერესებული ხართ LED მატრიქსით გთხოვთ იპოვოთ კოდი აქ:

სხვათა შორის, მე გავაერთიანე ეს პროექტი მზის ამინდის სადგურთან Zambretti– ს ამინდის პროგნოზის ჩათვლით ამ პროექტიდან:

ამ მზის ამინდის სადგურის შთაგონება ჩემმა ინდოელმა მეგობარმა დებაშიშმა მიიღო. გთხოვთ იპოვოთ მისი სასწავლო აქ:

პირველი პრიზი სენსორების კონკურსში