ESP8266 Реле с контролирана температура: 9 стъпки (със снимки)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последно модифициран: 2024-01-30 07:53

Мой приятел е учен, който прави експерименти, които са много чувствителни към температурата и влажността на въздуха. Стаята за инкубатор има малък керамичен нагревател, но термостатът на нагревателя не беше достатъчно точен, само в състояние да поддържа температурата в рамките на 10-15 градуса.

Търговските устройства, които регистрират температура и влажност, могат да бъдат доста скъпи и получаването на данни от устройството може да бъде трудно. Освен това те не могат да контролират температурата, само регистрират данните. Той попита колко трудно би било да се изгради устройство, което да може точно да контролира нагревателя чрез реле, докато регистрира температурата и влажността. Звучеше достатъчно лесно.

Вземайки ESP8266, реле, DHT22 и някаква онлайн IoT платформа, тръгваме.

Стъпка 1: Консумативи

Този проект използва няколко консумативи, всички от които са доста често срещани и може би вече ги имате под ръка днес. Ето пълен списък на това, което използвах, не се колебайте да го коригирате според нуждите на вашия проект.

• ESP8266 ESP-01 (или подобна платка ESP8266)
• DHT-22 Сензор за температура и влажност
• LM317 регулатор на променливото напрежение (или стандартен 3.3V регулатор би бил по -лесен)
• 5V високотоково реле (започнах с 10А, но го издухвах в рамките на 2 дни)
• Различни резистори и кондензатори
• Кабелни проводници
• Стандартен електрически контакт и капак
• Електрическа кутия
• Стар USB щепсел с адаптер
• Стар електрически щепсел

В ретроспекция използването на NodeMCU вместо ESP-01 би имало много повече смисъл. По това време нямах такъв, затова се справих с това, което имах под ръка.

Стъпка 2: Конструкция на изхода

Докато технически започнах с микроконтролера и кода, има смисъл първо да започна с контакта за променлив ток. За този проект използвах единична кутия, стандартен контакт с 2 щепсела и захранващия кабел от стара захранваща лента.

Електрическият контакт се свързва с двата бели проводника, свързани заедно и двата заземени проводника, свързани заедно. Двата черни проводника, преминаващи през високата страна на релето. Уверете се, че сте закрепили добре клемите и нито една от нишките няма да се къса, сложих малко спойка върху проводниците, така че стойките да останат заедно.

Внимавайте с високото напрежение и проверявайте отново всяка връзка. Добра идея е да поставите електрическа лента върху дробовете си, за да не се размърдат

Стъпка 3: Дизайн на Curciut

Схемата е доста проста, но ако използвате ESP-01 както аз, ще трябва да добавите регулатор на напрежението, за да получите 3.3V. Стандартните релета изискват 5V, така че ще ви трябва 3.3V и 5.0V шина.

Моята схема използва регулатор на напрежение LM317 с набор от резистори, за да получи постоянна шина от 3.3V, докоснах USB 5V за захранване на релето. Има 3.3V релета, но не са необходими релета с висок ток, ако ще захранвате малък нагревател.

DHT22 изисква 4,7k издърпващ резистор.

Стъпка 4: Запоявайте дъската

Оформление и запояване на всички компоненти. Това може да бъде малко сложно, но предварително планирането на следите с лист милиметрова хартия ще ви помогне.

Използвах USB платка за захранващ щепсел, но тя беше доста слаба и я замених с два щифта за заглавки. Използвах две женски заглавки на дъската и запоявах два щифта с мъжка заглавка директно към стар USB щепсел. Това се оказа по -надеждно и солидно. Цветовете на USB кабелите са:

Черен заземен Червен 5V

Използвах и мъжки заглавки, за да изложа DHT22 и релейните щифтове на моята перфорация, за да ги свържа със стандартни джъмперни проводници.

Уверете се, че маркирате всеки щифт, захранване и заземен конектор, в случай че по -късно се изключи.

Стъпка 5: Монтирайте печатната платка

Отстрани на кутията, монтирайте платката с винтове и/или горещо лепило. Уверете се, че разположението е направено така, че джъмперните проводници да достигат до вашето реле, монтирано вътре в кутията, и можете лесно да включите захранващия си конектор.

Добавете джъмпер проводник с термосвиване към вашия сензор DHT22 с подходяща дължина за вашата ситуация. Моята беше дълга около 8 инча. Вместо това използвах някакъв кабел CAT5, така че кабелите да могат леко да се огънат в положение и да бъдат свободно стоящи.

Стъпка 6: Кодът на Арудино

Кодът на Arduino използва моя клас SensorBase, който е достъпен на моята страница Github. Не е необходимо да използвате моя код на SensorBase. Можете да пишете директно на сървъра на MQTT и Thingspeak.

Този проект включва три основни софтуерни функции:

1. Локален уеб сървър за задаване и преглед на стойности
2. Отдалечен MQTT сървър за изпращане и съхраняване на данни
3. Табло за управление на Thingspeak за графични данни

Можете да използвате една или повече от тези функции. Просто коригирайте кода, ако е необходимо. Това е специфичният набор от код, който използвах. Ще трябва да коригирате пароли и API ключове.

• Сензорен код на Github.
• Лабораторен код на Github.

Стъпка 7: Табло за управление на Thingspeak

Настройте безплатен акаунт в Thingspeak и дефинирайте ново табло за управление. Ще трябва да използвате същия ред на артикулите, който изброих по -долу, имената нямат значение, но редът има значение.

Ако искате да добавяте или премахвате елементи, коригирайте параметрите Thingspeak в кода на Arduino. Това е доста просто и добре документирано на техния уебсайт.

Стъпка 8: Настройка на CloudMQTT

Всяка MQTT услуга или подобна IoT услуга като Blynk би работила, но аз избирам да използвам CloudMQTT за този проект. Използвал съм CloudeMQTT за много проекти в миналото и тъй като този проект ще бъде предаден на приятел, има смисъл да се създаде нов акаунт, който също може да бъде прехвърлен.

Създайте акаунт в CloudMQTT и след това създайте нов „екземпляр“, изберете размера „Сладка котка“, тъй като ние го използваме само за контрол, без регистриране. CloudMQTT ще ви предостави име на сървър, потребителско име, парола и номер на порт. (Обърнете внимание, че номерът на порта не е стандартният MQTT порт). Прехвърлете всички тези стойности във вашия ESP8266 код на съответните места, като се уверите, че регистърът е правилен. (сериозно, копирайте/поставете стойностите)

Можете да използвате панела „Websocket UI“на CloudMQTT, за да видите връзките на вашето устройство, натискането на бутони и в нечетния сценарий, че получавате грешка, съобщение за грешка.

Тези настройки ще ви трябват и при конфигурирането на клиента Android MQTT, така че отбележете стойностите, ако е необходимо. Надяваме се, че паролата ви не е твърде сложна за въвеждане в телефона ви. Не можете да зададете това в CloudMQTT.

Стъпка 9: Окончателно тестване

Сега трябва да тестваме крайното устройство.

Преди да тествате каквото и да било, проверете ВСЕКИ проводник и използвайте мултицета си в режим на непрекъснатост, за да проследите всички проводници. Уверете се, че всичко е свързано там, където смятате, че е свързано. Тъй като релето изолира високото напрежение от ниското напрежение, не е нужно да се притеснявате за късо съединение на вашия микроконтролер.

Използвах обикновен тестер на електротехник, за да проверя дали всичко е свързано правилно от страната на високо напрежение, а също така работи добре, за да тествам релето си.

Добавете вашия ESP2866 към вашата wifi мрежа, като се свържете с устройството през телефона или лаптопа си. Това използва стандартната библиотека на WifiManager и той разполага с цялата необходима документация на страницата си в Github.

Използвайки крушка с нажежаема жичка, поставих моя датчик DHT22 до крушката и включих лампата в контакта. Това позволи на температурата да се нагрее бързо, задействайки релето да изключи лампата и да повтори процеса. Това беше много полезно за тестване на всичко, включително моята wifi връзка.

Вашето устройство трябва правилно да включи релето, когато температурата е твърде ниска, и да го изключи, когато температурата достигне високата стойност. При моите тестове това успя да поддържа температурата на лабораторното ни пространство в рамките на 1 градус по Целзий 24 часа в денонощието.