Направи си сам многофункционален електромер V2.0: 12 стъпки (със снимки)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последно модифициран: 2024-01-30 07:49

В тази инструкция ще ви покажа как да направите многофункционален измервател на енергия, базиран на Wemos (ESP8266). Този малък измервателен уред е много полезно устройство, което следи напрежението, тока, мощността, енергията и капацитета. Освен тях, той следи и температурата на околната среда, която е важна за слънчевите фотоволтаични приложения. Това устройство е подходящо за почти всяко DC устройство. Този малък измервателен уред може да се използва и за измерване на реалния капацитет на батерията или захранващата банка с помощта на манекен. Измервателят може да измерва до диапазон на напрежение от 0 - 26V и максимален ток от 3.2A.

Този проект е продължение на моя по -ранен проект за електромер.

По -долу са новите функции, добавени към по -ранната версия

1. Следете параметрите от смартфона

2. Автоматичен диапазон от параметри

3. Мониторинг на сметката за електроенергия

4. Тестер за USB устройство

Вдъхнових се от следните два проекта

1. Монитор на захранването” - Сензор за постоянен ток и напрежение (INA219)

2. Направете свой собствен измервател на мощност/регистратор

Бих искал да благодаря специално на горните двама автори на проекта.

Консумативи:

Използвани компоненти:

1. Wemos D1 Mini Pro (Amazon)

2. INA219 (Amazon)

3. 0,96 OLED дисплей (Amazon)

4. Температурен сензор DS18B20 (Amazon)

5. Lipo батерия (Amazon)

6. Винтови клеми (Amazon)

7. Заглавки за жени / мъже (Amazon)

8. Перфорирана дъска (Amazon)

9. 24 AWG Wire (Amazon)

10. Плъзгащ превключвател (Amazon)

11. USB мъжки порт (Amazon)

12. 11. USB женски порт (Amazon)

12. Стойности на печатни платки (Amazon)

13. Слънчеви панели (волтаични)

Използвани инструменти и инструменти:

1. Поялник (Amazon)

2. Машина за сваляне на тел (Amazon)

3. Мултицет (Amazon)

Стъпка 1: Стъпка 1: Как работи?

Сърцето на енергийния измервател е платка Wemos базирана на ESP8266. ESP8266 отчита тока и напрежението с помощта на токовия сензор INA219 и температурата чрез температурния сензор DS18B20. Според това напрежение и ток ESP прави изчисления за изчисляване на мощност, енергия и капацитет. От консумацията на енергия сметката за електроенергия се изчислява въз основа на енергийната норма (цена на kWh).

Цялата схема е разделена на 4 групи

1. Wemos D1 Mini Pro

Захранването, необходимо за платката Wemos, се захранва от LiPovBattery чрез плъзгащ се превключвател.

2. Токов сензор

Сензорът за ток INA219 е свързан към платката Arduino в I2C комуникационен режим (SDA и SCL извод).

3. OLED дисплей

Подобно на сегашния сензор, OLED дисплеят също е свързан към платката Arduino в комуникационен режим I2C. Адресът на двете устройства обаче е различен.

4. Температурен сензор

Тук съм използвал температурния сензор DS18B20. Той използва едножичен протокол за комуникация с Arduino.

Стъпка 2: Подгответе щифтовете за заглавки

За да монтирате Arduino, OLED дисплея, токовия сензор и температурния сензор, имате нужда от женски щифт с прави заглавки. Когато купувате прави заглавки, те ще бъдат твърде дълги, за да могат да се използват компонентите. Така че, ще трябва да ги отрежете до подходяща дължина. Използвах щипка, за да я отрежа.

По -долу са дадени подробности за заглавките:

1. Wemos Board - 2 x 8 пина

2. INA219 - 1 x 6 пина

3. OLED - 1 x 4 пина

4. Темп. Сензор - 1 x 3 пина

Стъпка 3: Запоявайте женските заглавки

След като подготвите щифта на женските заглавки, ги запоявайте към перфорираната дъска.

След запояване на щифтовете на заглавката проверете дали всички компоненти пасват перфектно или не.

Стъпка 4: Винтови клеми за запояване, USB порт и превключвател

Първо запойте 3 винтови клеми, винтовите клеми се използват за свързване на 1. Източник 2. Зареждане и 3. Батерия

Горните клеми се използват за свързване на източник и товар, а долният терминал, разположен отстрани на превключвателя, се използва за свързване на батерията.

След това запоявайте плъзгащия превключвател. Плъзгащият превключвател включва и изключва захранването на платката Wemos.

Накрая запоявайте женския USB порт. Размерът на монтажните крака на USB порта е малко по -голям от отворите в перфорирания отвор, така че трябва да направите отвора по -широк с помощта на бормашина. След това натиснете USB порта в тези отвори и запоявайте всички щифтове.

Стъпка 5: Подгответе сензора INA219

Сензорът INA219 се предлага с 6 -пинови мъжки ленти за заглавки и винтова клема. Щифтовете за мъжки хедър са за I2C връзка с микроконтролер, а винтовата клема е за свързване на електропровода за измерване на тока.

Тук съм запоил 6 -пиновите мъжки щифтове към INA219 и оставих винтовия извод, за да обмисля естетически вид. След това директно запоявам два проводника към подложката за запояване, дадена за винтовата клема, както е показано на горната снимка.

Стъпка 6: Монтирайте температурния сензор

Тук използвам температурния сензор DS18B20 в опаковката TO-92. Като се има предвид лесната подмяна, използвах 3 -пинов женски хедър. Но можете директно да запоите сензора към перфорираната платка.

Пин -схемата за DS18B20 е показана на горната снимка.

Стъпка 7: Направете веригата

След запояване на женските хедери и винтови клеми, трябва да съедините подложките съгласно схематичната диаграма, показана по -горе.

Връзките са доста прави

INA219 / OLED -> Wemos

VCC -> VCC

GND -> GND

SDA -> D2

SCL-> D1

DS18B20 -> Wemos

GND -> GND

DQ -> D4 през 4,7K издърпващ резистор

VCC -> VCC

Накрая свържете винтовите клеми съгласно схемата.

Използвал съм цветни проводници 24AWG, за да направя веригата. Запоявайте проводника съгласно електрическата схема.

Стъпка 8: Подгответе батерията

Тук използвах 700mAh батерия за захранване на платката Wemos. Батерията е монтирана на задната страна на платката. За монтиране на батерията използвах 3M двустранна лента.

Малко мисли:

1. Ако не искате да използвате батерия, можете да използвате източник на захранване за захранване на платката Wemos, като използвате верига за регулатор на напрежението.

2. Можете да добавите платка за зареждане TP4056 за зареждане на LiPo батерията.

Стъпка 9: Монтиране на стойките

След запояване и окабеляване монтирайте стойките на 4 ъгъла. Той ще осигури достатъчно разстояние до запояващите съединения и проводници от земята.

Стъпка 10: Софтуер и библиотеки

1. Подготовка на Arduino IDE за Wemos Board

За да качите кода на Arduino на дъската на Wemos, трябва да следвате тези инструкции

Задайте правилната платка и COM порта.

2. Инсталирайте библиотеките

След това трябва да импортирате библиотеката във вашата Arduino IDE

Изтеглете следните библиотеки

1. Библиотека на Blynk

2. Adafruit_SSD1306

3. Adafruit_INA219

4. Температура в Далас

5. OneWire

3. Скица на Arduino

След като инсталирате горните библиотеки, поставете кода на Arduino, даден по-долу, Въведете кода за удостоверяване от стъпка 1, ssid и паролата на вашия рутер.

След това качете кода.

Стъпка 11: Взаимодействие с приложението Blynk

Тъй като платката Wemos има вграден WiFi чип, можете да го свържете към вашия рутер и да наблюдавате всички параметри от вашия смартфон. Тук използвах приложението Blynk за създаване на приложение за наблюдение на смартфона.

Blynk е приложение, което позволява пълен контрол над Arduino, ESP8266, Rasberry, Intel Edison и много повече хардуер. t е съвместим както с Android, така и с iPhone.

В Blynk всичко работи на ⚡️Energy. Когато създавате нов акаунт, получавате 2 000 ⚡️, за да започнете да експериментирате; Всеки Widget се нуждае от малко енергия, за да работи.

Следвайте стъпките по -долу:

Стъпка 1: Изтеглете приложението Blynk

1. За Android

2. За iPhone

Стъпка 2:

Вземете токен за удостоверяване За да свържете приложението Blynk и вашия хардуер, ви е необходим маркер за удостоверяване.

1. Създайте нов акаунт в приложението Blynk.

2. Натиснете иконата QR в горната лента на менюто.

Създайте клонинг на този проект, като сканирате QR кода, показан по -горе. След като бъде открит успешно, целият проект веднага ще бъде на вашия телефон.

3. След като проектът е създаден, екипът на Blynk ще ви изпрати токен за удостоверяване чрез регистриран имейл адрес.

4. Проверете входящата си поща и намерете токена за удостоверяване.

Стъпка 12: Тестване на веригата

За да тествам платката, свързах 12V батерия като източник и 3W LED като товар.

Батерията е свързана към винтовата клема на източника, а светодиодът е свързан към винтовата клема на товара. LiPo батерията е свързана към винтовия извод на батерията и след това включва веригата с помощта на плъзгащия се превключвател. Можете да видите всички параметри, които се показват на OLED екрана.

Параметрите в първата колона са 1. Напрежение 2. Ток 3. Мощност Параметрите във втората колона са 1. Енергия 2. Капацитет 3. Температура

Сега отворете приложението Blynk, за да наблюдавате всички горепосочени параметри от вашия смартфон.

За да проверя точността, използвах своя мултицет и тестер, както е показано по -горе. Точността им е близка.

Наистина съм доволен от тази джобна джаджа.

Благодаря, че прочетохте моя Instructable. Ако харесвате моя проект, не забравяйте да го споделите.

Коментарите и отзивите винаги са добре дошли.