Термостат за разпространител, използващ ESP8266/NodeMCU и Blynk: 7 стъпки (със снимки)

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

Наскоро си купих отопляем размножител, който би трябвало да помогне за покълването на семената на цветята и зеленчуците ми по -рано през сезона. Дойде без термостат. И тъй като термостатите са доста скъпи, реших да си направя сам. Тъй като исках да използвам тази възможност, за да си поиграя малко с Blynk, базирах термостата си на платка за разработка на ESP8266/NodeMCU, която имах.

За предишни проекти използвах много сайтове като instructables.com за вдъхновение и помощ, когато зациклих. Не повече от честно да направя малък принос сам, така че тук е първият ми инструктаж!

Отказ от отговорност: Този проект работи на AC 230V, което е доста опасно и всичко нередно може да ви убие. Не мога да нося отговорност за щети, наранявания или загуба на живот. Направете това на свой собствен риск

Стъпка 1: Списък на нещата, които използвах

1 NodeMCU V3.0

2 DS18B20 1-жичен температурен сензор

1 Релеен модул

1 LCD1602 I2C дисплей

3 цветни бутони

1 калъф 158x90x60 с прозрачен капак

1 5V USB зарядно за телефон

1 къс USB 2.0 A мъжки към B мъжки микро 5 -пинов кабел за данни

1 4,7 kΩ резистор

1 водоустойчив шперплат блок, около 10x5x2cm

1 брой бяла пластмасова тръба, диаметър 12 мм, дължина 16 см

1 230V захранващ кабел с щепсел

1 230V женски контакт (2 извода)

1 230V женски контакт (3 извода)

1 6 позиция 2 ред клемен блок

1 стерео аудио кабел с 3.5 мм стерео жак в единия край

1 3,5 мм стерео гнездо женско

2 съединителя за кабелни уплътнения M16

1 парче бял перспекс около 160x90

И някои свързващи проводници, термосвиваеми тръби, лепило, двустранна самозалепваща лента, черна боя за пръскане, разделители за печатни платки, болтове M3 и бормашина 1,5 мм/6,5 мм/12 мм/16 мм

Стъпка 2: Проектиране на термостата

Както беше казано, термостатът е изграден около платка за разработка на ESP8266/NodeMCU.

Действителната температура както на почвата, така и на въздуха в размножителя ще се измерва с 2 температурни сензора. Тези сензори имат така наречения 1-Wire интерфейс, което означава, че те могат да бъдат свързани паралелно към един входен порт. Както бе споменато в този отличен лист с данни, 1-Wire шината изисква външен резистор за издърпване от приблизително 5kΩ. Използвам резистор от 4,7 kΩ между сигналната линия на сензорите и 3,3 V на NodeMCU.

За да можете да увеличите или намалите желаната целева температура на почвата, се добавят 2 бутона, както и 16x2 символен LCD екран, който осигурява обратна връзка за текущите и целевите температури. Този LCD екран има вградена подсветка. За да предотвратя непрекъснатото включване на подсветката, реших да добавя малко код, за да затъмня екрана след известно време. За да мога отново да активирам подсветката, добавих още един бутон. Накрая се добавя релеен модул за включване и изключване на захранването на нагревателния кабел в разпространителя.

Снимката по -горе показва как тези компоненти са свързани към основното устройство.

Стъпка 3: Направете термостата „Blynk“

Тъй като по -късно се нуждаем от някои данни от приложението Blynk в нашия код, нека първо да се погрижим за бизнеса на Blynk.

Следвайте първите 3 стъпки от инструкциите за започване на Blynk.

Сега създайте нов проект в приложението Blynk. Като име на проекта избрах „Пропагатор“. От списъка с устройства изберете „NodeMCU“, типът на връзката е „WiFi“. Харесвам тъмната тема, затова избрах „Тъмна“. След натискане на OK ще се покаже изскачащ прозорец, в който се посочва, че на вашия имейл адрес е изпратен маркер за удостоверяване. Проверете пощата си и запишете този знак, по -късно имаме нужда от кода на NodeMCU.

Докоснете празния екран, който сега се показва, и добавете:

• 2 измервателни уреда (300 енергия всеки, така че 600 общо)
• 1 SuperChart (900 енергия)
• 1 Дисплей на стойност (200 енергия)
• 1 плъзгач (200 енергия)
• 1 LED (100 енергия)

Това точно изразходва вашия безплатен енергиен баланс от 2000 г.;-)

Снимките по -горе показват как да разположите екрана с тези елементи. Чрез докосване на всеки елемент, подробните настройки могат да бъдат коригирани (също показани на снимките по -горе).

След като приключите, активирайте проекта си, като изберете бутона „възпроизвеждане“. Приложението (разбира се) няма да успее да се свърже, защото все още няма какво да се свързва. Така че нека преминем към следващата стъпка.

Стъпка 4: Кодът, който кара всичко да работи

Сега е време да програмираме нашия ESP8266/NodeMCU. Използвам приложението Arduino IDE за това, което може да бъде изтеглено тук. За да го настроите за ESP8266/NodeMCU, погледнете тази страхотна инструкция от Magesh Jayakumar.

Кодът, който създадох за моя термопат Propagator, може да бъде намерен във файла Thermostat.ino по -долу.

Ако искате да използвате повторно този код, уверете се, че сте актуализирали своя SSID за WiFi, парола и своя токен за оторизация Blynk в кода.

Стъпка 5: Конструиране на модула на температурния сензор

Основата на размножителя ще бъде запълнена със слой от остър пясък или много фина песъчинка с дебелина около 2 см. Това ще разпредели долната топлина по -равномерно. За да измеря правилно температурата на „почвата“, реших да отида за водоустойчивия температурен сензор DS18B20. Въпреки че моят пропагатор дойде с вграден аналогов термометър за измерване на температурата на въздуха вътре, реших да добавя друг температурен сензор за измерване на температурата на въздуха и по електронен път.

За да задържа добре двата сензора на място, създадох проста дървена конструкция. Взех парче водоустойчив шперплат и пробих 6,5 мм отвор отстрани на страна, за да държа сензора за температурата на почвата, като провеждам сензорния проводник през блока. До това пробих 12 мм отвор в центъра на блока от шперплат, до около 3/4 от общата височина, и 6,5 мм отвор отстрани, по средата на блока, завършващ с отвора 12 мм. Този отвор задържа сензора за температурата на въздуха.

Сензорът за температурата на въздуха е покрит с пластмасова бяла тръба, която се побира вътре в отвора от 12 мм. Дължината на тръбата е около 16 см. Тръбата има няколко дупки от 1,5 мм, пробити в долната половина (където е сензорът), горната половина е боядисана в черно. Идеята е, че въздухът в черната част на тръбата се загрява малко, издига се до върха и излиза, като по този начин създава въздушен поток около сензора. Дано това доведе до по -добро отчитане на температурата на въздуха. И накрая, за да се избегне навлизането на пясък или песъчинки, отворите за кабелите на сензора се пълнят с лепило.

За да свържа сензорите, използвах стар стерео аудио кабел, който има стерео 3,5 мм жак в единия край. Прекъснах конекторите от другата страна и запоех 3 -те проводника (аудио кабелът ми има медна маса, червен и бял проводник):

- и двата черни проводника от сензорите (земята) отиват към заземяващия проводник на аудио кабела

- и двата червени проводника (+) отиват към червения проводник

- и двата жълти проводника (сигнал) отиват към белия проводник

Изолирах запоените части поотделно с някои термоусадочни тръби. Използвани са и някои термосвиваеми тръби, за да се държат двата проводника на сензора заедно.

Готовият модул за температурен сензор е показан на четвъртата снимка по -горе.

След завършване на модула на температурния сензор, той се инсталира в центъра на нагрятия разпространител с помощта на двустранна залепваща лента. Проводникът се подава през съществуващия отвор (който трябваше да увелича малко, за да може телта да се побере) в основата на размножителя.

Стъпка 6: Конструиране на модула на термостата

ESP8266/NodeMCU, дисплеят, релето и 5V захранването се вписват добре в корпуса 158x90x60 мм с прозрачен капак.

Имах нужда от базова плоча, за да монтирам NodeMCU, LCD дисплей и реле вътре в кутията. Мислех да поръчам 3D печатна базова плоча, затова създадох.stl файл в SketchUp. Промених решението си и просто го направих от парче бял перспекс от 4 мм. С помощта на SketchUp създадох шаблон за маркиране на точното място за пробиване на 3 -милиметровите отвори. Вижте.skp файла за пример. Компонентите са монтирани върху основната плоча с помощта на някои дистанционни дистанционни елементи с подходяща дължина.

Пробих отворите за бутоните и съединителите отстрани на кутията, инсталирах бутоните и съединителите и ги свързах с различни цветни проводници, за да избегна грешни връзки. Внимателно свързах 230V AC части. Отново: 230V AC може да бъде опасно, уверете се, че знаете какво правите, когато подготвяте тази част от проекта!

5V захранването и клемният блок се държат на място в долната част на кутията с някаква двустранна залепваща лента.

След свързването на проводниците към NodeMCU, беше необходимо да се потъркаля, за да се фиксира основната плоча в кутията с някои болтове m3.

Последно действие: поставете прозрачното покритие на място и сме готови!

Стъпка 7: Заключение

Беше истинско забавление да конструирам този термостат за моя разпространител и да проследя напредъка ми в изграждането му и писането на тази инструкция.

Термостатът работи като чар и контролът и наблюдението му с помощта на приложението Blynk също работи добре.

Но винаги има място за подобрение. Мисля за подобряване на контрола на температурата, като избягвам твърде много „превишаване на целта“. Вероятно ще разгледам така наречената PID библиотека.

Друга идея: може да добавя OTA опция „Over The Air“, за да актуализирам софтуера NodeMCU, без да се налага всеки път да отварям кутията.