Сензор за слънчев басейн на крокодил: 7 стъпки (със снимки)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последно модифициран: 2024-01-30 07:50

Тази инструкция показва как да се изгради доста специален сензор за басейн, който измерва температурата на басейна и го предава чрез WiFi към приложението Blynk и към брокер MQTT. Наричам го "Crocodile Solar Pool Sensor". Той използва средата за програмиране Arduino и платка ESP8266 (Wemos D1 mini pro).

Какво е толкова специалното в този проект?

• Изгледът е просто страхотен
• Напълно независим от източници на захранване (слънчевият панел захранва батерията LiPo)
• Сензор за ниска мощност ESP8266, свързан с WiFi
• По -скоро прецизен температурен сензор
• Предаване на данни за температура и напрежение към приложението Blynk за вашия мобилен телефон
• Изпраща също така „последно актуализиран“времеви знак към приложението Blynk
• Предаване на данни за температура и напрежение към MQTT брокер
• Сменяеми по Целзий и Фаренхайт
• Може да се препрограмира

Вашето ниво на умения: средно до опитно

Консумативи

За тази конструкция ще трябва да знаете как се работи с:

• Arduino IDE (среда за програмиране)
• поялник
• бормашина
• остър нож
• епоксидно лепило
• горещо лепило
• промишлена пяна за пръскане
• спрей цвят

Стъпка 1: Необходими компоненти

Тези неща са необходими за изграждането на този хубав сензор за басейн:

• Главата на крокодила (разпенена пластмаса), намерена тук: Amazon: Crocodile Head
• ИЛИ алтернативно: черупка на лодка (Aliexpress). Моля, вижте стъпка 6 за това.
• ESP8266 Wemos D1 mini pro: (Aliexpress)
• Слънчев панел 0.25W 45x45mm: (Aliexpress)
• ** РЕДАКТИРАНЕ след една година употреба: Силно препоръчвам да използвате по -силна батерия като 18650 (пример: Aliexpress)
• Модул за зарядно устройство TP4056: (Aliexpress)
• Водоустойчив температурен сензор DS 18b20: (Aliexpress)
• 22 AWG проводник (Aliexpress)
• Прототипна печатна платка 5x7cm (Aliexpress)
• Резистори 220 Ohm и 4.7 kOhm
• къс USB към MicroUSB кабел

допълнително:

• Изолационна пяна уплътнител @ DIY пазар или тук: (Amazon)
• Водоустойчива боя @ DIY пазар или тук: (Amazon)
• Пръскащ грунд за пръскане на пазара DIY или тук: (Amazon)
• Течен епоксид за водоустойчиво покритие @ DIY пазар
• Горещо лепило

Може да се наложи да използвате 3D принтер, за да отпечатате водоустойчив капак за USB порта.

Стъпка 2: Електроника

Мислех, че е най -лесно да започна с някои от тези DIY универсални прототипни печатни платки и открих, че 5x7cm е просто идеален за тази цел.

Стъпки за изграждане:

1. Подгответе D1 mini pro за използване на външна антена:

   1. Разпаяване на резистор 0 ома до керамична антена
   2. Завъртете резистора 0 Ohm надолу и запоявайте връзката към външна антена (добро обяснение е намерено тук - Стъпка 5)
2. Поставете частите и решете за оформлението на прототипната платка, преди да започнете запояване
3. Запоявайте щифтовете към D1 mini pro
4. Запоявайте измервателните щифтове към прототипната платка
5. Запоявайте щифтовете на платката на зарядното устройство към прототипната печатна платка
6. Запоявайте платката на зарядното устройство към щифтовете
7. Нарежете кабела на температурния сензор на дължина 20 cm
8. Моля, вижте изображението по -горе за свързване на температурния сензор
9. Запоявайте кабела към слънчевия панел
10. НЕ ЗАПАВАЙТЕ кабелите на слънчевия панел към дъската - те трябва първо да бъдат залепени към главата на крокодила
11. Следвайте горната схема на Fritzing, за да запоите всички останали връзки към печатната платка
12. След като всички компоненти са свързани и запоени, използвайте малко горещо лепило за фиксиране на батерията Моля, обърнете внимание: За да поставите ESP8266 в режим на заспиване, е необходимо да свържете щифт D1 с щифт RST. Понякога D1 mini pro създава проблеми със серийния порт, ако порт D0 и RST са свързани. Този, който използвах (вижте връзката Aliexpress по -горе) нямаше този проблем. Ако сте изправени пред този проблем, може да се наложи да използвате джъмпер или превключвател, за да изключите двата пина за качване на нов код. Но (!) Тогава нямате шанс да препрограмирате, след като главата на крокодила е запечатана. В този случай също не е необходимо да изваждате USB порта навън (например за пробиване на трета дупка).

Стъпка 3: Хардуер Част 1 (Подготовка на главата на крокодила)

В тази стъпка подготвяме задната част на главата на крокодила, за да получим достатъчно място за електрониката. Пробиваме дупки за антената, слънчевия панел и USB порта. Първо планирах проекта си без USB порта. Но тогава си помислих, че ще бъде невъзможно да направя някои актуализации на софтуера, след като крокодилът бъде запечатан отново. Затова реших да използвам къс USB кабел micro-USB към USB, за да позволя външен достъп до платката ESP8266. Следващи стъпки, които трябва да направите:

• Използвайте остър нож, за да отрежете малко повече от 7x5 см (размер на вашата прототипна дъска) от твърдата повърхност
• Използвайте лъжица, за да отстраните по -меката пяна отвътре
• Просто се уверете, че имате достатъчно място за кабелите и дъската си
• Опитайте дали е подходящ и дали все още има място, за да го покриете по -късно

Сега пробийте две или три дупки в главата:

• за слънчевия панел
• за антената
• (по избор) за USB порта за активиране на по -късно програмиране

Използвайте двукомпонентен епоксид (5 минути), за да залепите и запечатате отново тези отвори. Използвайте достатъчно епоксидно лепило! Уверете се, че след това ще бъде водоустойчив!

1. Залепете кабела на соларния панел към главата и правилно запечатайте отвора
2. Залепете слънчевия панел между очите
3. Залепете гнездото на антената към главата и правилно запечатайте отвора
4. Залепете USB щепсела и правилно запечатайте отвора

За да избегна вода, причиняваща корозия на USB порта, отпечатах 3D защитна капачка.

Стъпка 4: Софтуер

Трябва да имате работеща среда Arduino. Ако не, моля, проверете това.

Настройката на хардуера е направо напред (на моя Mac):

LOLIN (WEMOS) D1 mini Pro, 80 MHz, Flash, 16M (14M SPIFFS), v2 По -ниска памет, Деактивиране, Няма, Само Sketch, 921600 на /dev/cu. SLAB_USBtoUART

Вземете кода на Arduino тук: Кодът на Arduino в Github

Кодът изпраща температурата и напрежението на батерията към Blynk. Просто заредете приложението Blynk на мобилния си телефон и създайте нов проект. Blynk ще ви изпрати токен за удостоверяване за този проект. Въведете този знак в файла Settings.h. Настройките по подразбиране ще се изпратят

• температурата до ВИРТУАЛЕН ПИН 11
• напрежението към VIRTUAL PIN 12
• последната актуализирана времева отметка към ВИРТУАЛЕН ПИН 13

но е лесно да промените тези щифтове в кода. Просто си поиграйте с всички джаджи на Blynk, използвайки V11, V12 и V13 - забавно е. Ако сте нов в това, просто прочетете инструкциите на моя приятел Дебашиш - повечето от това е обяснено там в Стъпка19.

Софтуерът също е подготвен за използване на брокер MQTT.

В Settings.h има глобална променлива, наречена MQTT. Това трябва да бъде настроено на true или false в зависимост от това дали използвате MQTT или не.

В моя случай използвам брокер MQTT (Orange PI Zero, Mosquitto, Node-Red) и табло, където всички мои сензорни данни се събират. Ако сте нов в MQTT, позволете на Google да ви помогне да го настроите.

Ако сте запознати с MQTT, съм сигурен, че ще разберете кода.

Стъпка 5: Хардуер Част 2 (Запечатване отново)

В тази стъпка трябва да опаковаме цялата електроника (софтуер, зареден и тестван) и отново да запечатаме корема на нашия крокодил. Аз лично виждам две възможни решения:

1. Използвайте акрилно стъкло и го залепете с епоксидно лепило, водоустойчиво за корема. За кабела на температурния сензор използвайте водоустойчив кабелен канал (съжалявам, че не избрах тази опция - след всичко, което преживях, силно препоръчвам да отидете по този начин.)
2. Използвайки индустриална пяна и отново запълнете празнините, след това използвайте водоустойчива боя за запечатване. И завършете с пълнител и боя.

Затова реших за вариант 2. Стъпките са следните:

1. Запоявайте кабела на слънчевия панел към дъската
2. Свържете кабела на антената
3. Свържете USB кабел към платката ESP8266 (И НЕ към платката за зареждане)
4. Стиснете целия кабел и дъската в отвора
5. Оставете 5-10 см от кабела на температурния сензор да виси
6. Използвайте индустриалната пяна, за да запълните всички празнини (Внимавайте - пяната се разширява силно)
7. Оставете да изсъхне и след това изрежете пяната с остър нож
8. Сега използвайте малко водоустойчива боя (използва се за фиксиране на покриви) и я боядисвайте изцяло
9. Оставете да изсъхне и използвайте спрей за боя за пълнене, за да създадете твърда коричка (трябва да правите това отново и отново)
10. ВАЖНО РЕДАКТИРАНЕ (след няколко седмици във вода): Нанесете два или три слоя върху целия течен епоксид, за да получите наистина водоустойчиво покритие.
11. Оставете да изсъхне - ГОТОВО!

Стъпка 6: Алтернативно изграждане

Тъй като първата компилация с croc все още ми е любима, трябва да призная, че избрах грешната батерия (твърде слаба). За съжаление вече не мога да сменя батерията, защото е запечатана в тялото на crocs.

Ето защо реших да направя друго решение с лодка като тяло за по -добър достъп до електрониката и батерията, ако е необходимо.

Промени:

• Shell (https://www.aliexpress.com/item/32891355836.html)
• LiIon батерия 18650
• 3D принтирана вложка за монтиране на двете платки (ESP8266 и модул за зарядно устройство)

Стъпка 7: Приложение: Допълнителни дисплеи/сензори

Ако искате да надхвърлите показването на данните за пула само в приложението Blynk, можете също да ги изпратите до брокер на MQTT. Това ви позволява да използвате още няколко възможности за показване на вашите пул (или други) данни на различни устройства. Единият би бил Node Red Dashboard на Raspberry Pi (вижте снимката по -горе) или LED матричен дисплей. Ако се интересувате от LED матрицата, моля, намерете кода тук:

Между другото, комбинирах този проект със Слънчевата метеорологична станция, включително прогноза за времето на Замбрети от този проект:

Вдъхновението на тази слънчева метеорологична станция дойде от моя индийски приятел Дебашиш. Моля, намерете инструкциите му тук:

Първа награда в конкурса за сензори