Сервотермометър: 6 стъпки

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

Това е аналогов температурен дисплей, изграден от цифров сензор ds18b20, мини серво и електроника на базата на модул esp-12f

Той има следните характеристики.

• Автономно устройство с електроника, серво и батерия
• Добра точност и прецизност с помощта на цифров сензор ds18b20
• Акумулаторна LIPO с вградено зарядно устройство
• Много нисък ток на покой (<20uA) за дълъг живот на батерията
• Сервото се включва само за кратки периоди, което осигурява добър живот на батерията.
• Обикновено модулът спи между актуализациите на температурата, но може да се превърне в режим без заспиване за проверка и конфигуриране
• Качване на конфигурационни данни и серво тест от уеб интерфейс
• Минимални, максимални температури, Centigrade. Fahrenheit и интервал на актуализиране могат да се конфигурират
• Мониторинг на батерията
• Софтуерът може да се актуализира чрез уеб интерфейс
• Ниска цена

Стъпка 1: Необходими компоненти и инструменти

Необходими са следните компоненти

• Серво мотор MIni (MG90S)
• Ds18b20 сензор за температура
• ESP-12F (модул esp8266)
• 18650 LIPO батерия
• LIPO държач за батерия
• микро USB LIPO зарядно устройство
• LDO регулатор с нисък ток на покой 3.3V. Използвах XC6203
• Резистори 4K7, 10K
• 220uF 6V отделящ кондензатор
• n канал MOSFET драйвер с нисък праг. Използвах AO3400
• p канал MOSFET драйвер с нисък праг. Използвах AO3401
• Малко парче от прототипна платка
• Плъзгащ се превключвател на захранването
• Малък бутон (квадрат 6 мм)
• Закачете тел
• Двустранна лепяща лента
• 3D отпечатан дизайн на корпуса, достъпен на
• По избор указател. Използвах резервна стрелка на часовника; може да се използва печатна версия.

Необходими са следните инструменти

• Поялник Fine Point
• Пистолет за горещо лепило
• Перфоратор

Стъпка 2: Електроника

По -голямата част от електрониката е микроконтролерен модул за wifi ESP8266. Необходимо е малко количество поддържаща електроника, за да активирате серво мотора и да регулирате батерията до 3.3V, да поддържате сензорите и резисторен разделител за наблюдение на напрежението на батерията. Захранването на серво мотора се задвижва от 2 MOSFET транзистора. Те се включват за кратък период преди да е необходима актуализация на серво и се оставят за кратък период, за да позволят на серво да завърши движението си. Товарът е толкова лек, че сервото няма да се движи, когато не се захранва.

Цялата поддържаща електроника, освен зарядното устройство LIPO, е монтирана на прототипната платка на печатната платка. Използвам SMD компоненти, за да поддържам това възможно най-малко, но може да се направи с оловно-компоненти, тъй като има налично разумно пространство. Зарядното устройство LIPO има микро USB порт, който може да се използва за презареждане на батерията. За включване и изключване на захранването може да се използва плъзгащ превключвател за захранване. Бутоните трябва да позволят отмяна на режима на заспиване при включване, което след това позволява достъп до мрежата за конфигуриране и контрол.

Стъпка 3: Монтаж

Направих следните стъпки за сглобяване

• Отпечатайте 3d кутия
• Запоявайте проводник към превключвател, бутон и 3 -пинов конектор
• Поставете превключвателя, бутона и съединителя към кутията, като използвате малко количество лепило за смола, за да закрепите
• Поставете серво на място. Има достатъчно място отзад, за да може кабелът да премине. След това може да се използва клин от картон за закрепването му.
• Закрепете зарядното устройство LIPO на място. Използвах проводник през четирите отвора на зарядното устройство LIPO, за да настроя височината (2 мм) на основата, за да я подравня с отвора за usb. Горещо лепило на място.
• Жичният държач на батерията, превключвателят и зарядното устройство оставят достатъчно хлабаво на проводниците на батерията, така че да може да бъде отстрани.
• Направете периферна електроника върху малко парче прототипна дъска.
• Монтирайте дъска за прототипиране върху модула esp-12.
• Пълно свързване на окабеляване
• Разпечатайте избрания циферблат (и показалец, ако е необходимо) върху твърда лъскава хартия и изрежете.
• Използвайте перфоратор, за да създадете дупка за серво
• Прикрепете циферблата към кутията с двустранна лепяща лента
• Прикрепете показалеца към серво
• Калибрирайте позицията на показалеца, като използвате уеб инструмента, за да зададете температурна стойност.

Стъпка 4: Софтуер

Софтуерът за този проект е достъпен на github

Това е проект, базиран на Arduino, затова създайте среда за разработка на esp8266 Arduino. Може да искате да зададете паролите за WifiManager и актуализацията на софтуера във ino файла на нещо по -разумно.

Тя трябва да бъде компилирана в Arduino ESP8266 IDE и серийно качена в модула. Добре е да свържете GPIO13 към GND във вашата среда за разработка, тъй като след това софтуерът ще бъде в непрекъснат режим.

При първото използване ще се стартира точка за достъп, към която трябва да бъде свързан телефон или таблет. Вижте кода за парола. След това браузърът на телефона или таблета трябва да се използва за достъп до 192.168.4.1, което ще позволи избор на локален wifi ssid и парола. Това трябва да се направи само веднъж или ако wifi мрежата се промени. От този момент нататък модулът ще се свърже с локална wifi мрежа, ако е необходимо. Нормалният режим на дълбок сън не използва wifi. Той се събужда в интервала на заспиване, отчита температурата, актуализира серво и се връща в режим на заспиване. На всяко 10 -то четене се измерва батерията и се регистрира. Това може да се провери чрез включване в режим на безсънен wifi и проверка на лог файла.

Някои файлове за поддръжка също трябва да бъдат качени. Те са в папката с данни на git. Те могат да бъдат качени чрез достъп до ip/upload. След като бъдат качени, тогава ip/edit може да се използва за по -лесно качване по -нататък.

Стъпка 5: Операция

След конфигуриране устройството ще работи само след включване.

Ако е включен с натиснат бутон, може да се използват редица уеб команди.

• http:/ipAddress/upload дава достъп до просто качване на файлове. Използва се за стартиране на системата.
• http:/ipAddress/edit дава достъп до файловата система (например за поставяне на нова конфигурация или достъп до всеки регистрационен файл)
• http:/ipAddress дава достъп до формуляр за задаване на стойността на дисплея. Може да се използва за регулиране на показалеца.
• http:/ipAddress/фърмуер за качване на нов двоичен файл на фърмуера

Стъпка 6: Набиране и конфигуриране

Powerpoint съдържа някои примерни циферблати за използване в градуси по Целзий или Фаренхайт. Те позволяват 15 сегмента, но диапазонът може лесно да се регулира чрез промяна на интервала на стъпките. Ако се искат повече или по -малко сегменти, тогава трябва да се редактират свойствата на обекта поничка. По същия начин цветните фонове на сегментите могат да се променят.

Конфигурационните данни се съдържат във файл, наречен servoTempConfig.txt Това се съхранява в архивната система на модула. За да промените конфигурацията, редактирайте файла и го качете чрез уеб интерфейса http: ipAddress/edit

Данните за конфигурацията са само стойности в редове, както следва

• име на хост
• минимална показана температура (в избраните единици)
• максимална показана температура (в избраните единици)
• интервал на заспиване между показанията в секунди
• режим на заспиване (0 = Включен непрекъснато с wifi, 1 = нормален дълбок сън, 2 = Включен Непрекъснато без Wi -Fi
• регистриране на активността в servoTempLog.txt, ако регистрирането = 1. Винаги се регистрират напрежения на батерията.
• температурни единици 0 = по Целзий, 1 = по Фаренхайт
• ADC_CAL калибриране за отчитане на напрежението на батерията.

Уверете се, че минималните и максималните температури са в избраните C/F единици.