Матар нарны бассейн мэдрэгч: 7 алхам (зурагтай)

2024 Зохиолч: John Day | [email protected]. Хамгийн сүүлд өөрчлөгдсөн: 2024-01-30 11:00

Энэхүү заавар нь усан сангийн температурыг хэмждэг тусгай усан сан мэдрэгчийг хэрхэн бүтээж, WiFi -ээр Blynk App болон MQTT брокер руу дамжуулахыг зааж өгсөн болно. Би үүнийг "Crocodile Solar Pool Sensor" гэж нэрлэдэг. Энэ нь Arduino програмчлалын орчин, ESP8266 хавтанг (Wemos D1 mini pro) ашигладаг.

Энэ төслийн онцлог нь юу вэ?

• Харагдах байдал нь үнэхээр гайхалтай
• Цахилгаан эх үүсвэрээс бүрэн хамааралгүй (нарны зай нь LiPo зайг тэжээдэг)
• Бага хүчдэлтэй ESP8266 WiFi холбогдсон мэдрэгч
• Өндөр нарийвчлалтай температур мэдрэгч
• Температур ба хүчдэлийг гар утсандаа Blynk APP руу дамжуулах
• Мөн Blynk APP руу "хамгийн сүүлд шинэчлэгдсэн" цагийн тэмдгийг илгээдэг
• Температур ба хүчдэлийг MQTT брокер руу дамжуулах
• Цельсийн болон Фаренгейтийн хооронд шилжих боломжтой
• Дахин програмчлах боломжтой

Таны ур чадварын түвшин: дунд болон туршлагатай

Хангамж

Энэхүү бүтцийг бий болгохын тулд та дараахтай хэрхэн ажиллахаа мэдэх хэрэгтэй болно.

• Arduino IDE (програмчлалын орчин)
• гагнуурын төмөр
• өрөм
• хурц хутга
• эпокси цавуу
• халуун цавуу
• үйлдвэрийн шүршигч хөөс
• шүрших өнгө

Алхам 1: Шаардлагатай бүрэлдэхүүн хэсгүүд

Энэхүү сайхан усан сангийн мэдрэгчийг бий болгохын тулд танд дараахь зүйлс хэрэгтэй болно.

• Эндээс олдсон матрын толгой (хөөсөрсөн хуванцар): Амазон: Матрын толгой
• Эсвэл өөрөөр: Завины бүрхүүл (Aliexpress). Үүнийг хийхийн тулд 6 -р алхамыг үзнэ үү.
• ESP8266 Wemos D1 мини про: (Aliexpress)
• Нарны хавтан 0.25W 45x45mm: (Aliexpress)
• ** Нэг жил ашигласны дараа EDIT хийх: 18650 гэх мэт илүү батерей ашиглахыг зөвлөж байна (жишээ нь: Aliexpress)
• Зай цэнэглэгч модуль TP4056: (Aliexpress)
• Усны хамгаалалттай температур мэдрэгч DS 18b20: (Aliexpress)
• 22 AWG утас (Aliexpress)
• ПХБ -ийн прототип 5х7см (Aliexpress)
• 220 Ом ба 4.7 кОм эсэргүүцэл
• богино USB -ээс MicroUSB кабель

нэмэлт:

• Тусгаарлагч хөөсөн чигжээс @ DIY зах дээр эсвэл энд: (Amazon)
• Усны хамгаалалттай будаг @ DIY зах дээр эсвэл энд: (Amazon)
• Дүүргэгч праймер @ DIY зах дээр эсвэл энд: (Amazon)
• Усны хамгаалалттай бүрхүүлд зориулсан шингэн эпокси @ DIY зах
• Халуун цавуу

USB портод зориулсан ус нэвтрүүлдэггүй тагийг хэвлэхийн тулд та 3D принтер ашиглах хэрэгтэй болж магадгүй юм.

Алхам 2: Электроник

Эдгээр DIY бүх нийтийн прототип ПХБ -ээс эхлүүлэх нь хамгийн хялбар гэж би бодсон бөгөөд 5х7 см хэмжээтэй нь энэ зорилгоор төгс тохирсон болохыг олж мэдэв.

Барилгын үе шатууд:

1. D1 mini pro -ийг гадаад антен ашиглахад бэлтгэ.

   1. Керамик антенны дэргэд 0 Ом эсэргүүцэлгүй
   2. 0 Ом эсэргүүцэгчийг доош нь эргүүлээд гадаад антентай холболтыг гагнана (сайн тайлбарыг эндээс олж болно - Алхам 5)
2. Гагнахаасаа өмнө эд ангиудыг байрлуулж, ПХБ -ийн загварыг байрлуулахаар шийдээрэй
3. Зүүг D1 mini pro руу гагнах
4. Загварын самбар дээр зогсох зүүг гагнана
5. Цэнэглэгч самбарын тээглүүрийг ПХБ -ийн прототип рүү гагнана
6. Цэнэглэгчийн самбарыг зүүгээр гагнана
7. Температур мэдрэгчийн кабелийг 20 см урттай хайчилж ав
8. Температур мэдрэгчийг холбохын тулд дээрх зургийг үзнэ үү
9. Кабелийг нарны зай руу гагнах
10. Нарны хавтангийн кабелийг самбар дээр бүү гагнаарай - тэдгээрийг эхлээд матрын толгойд наасан байх ёстой.
11. Үлдсэн бүх холболтыг ПХБ -тэй холбохын тулд дээрх Fritzing схемийг дагана уу
12. Бүх бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг холбож, гагнах үед зайг засахын тулд халуун цавуу ашиглана уу. Анхаарна уу: ESP8266 -ийг унтраахын тулд D1 зүүг RST зүүгээр холбох шаардлагатай. Заримдаа D1 mini pro нь D0 ба RST порт холбогдсон тохиолдолд цуваа портод асуудал үүсгэдэг. Миний ашиглаж байсан (дээрх Aliexpress холбоосыг үзнэ үү) ийм асуудал гараагүй. Хэрэв танд ийм асуудал тулгарсан бол шинэ код байршуулахын тулд хоёр тээглүүрийг салгахын тулд холбогч эсвэл унтраалга ашиглах шаардлагатай болж магадгүй юм. Гэхдээ (!) Матрын толгойг битүүмжилсний дараа танд дахин програмчлах ямар ч боломж байхгүй. Энэ тохиолдолд та USB портыг гаднаас нь авчрах шаардлагагүй (жишээ нь гурав дахь нүх өрөмдөх гэх мэт).

Алхам 3: Тоног төхөөрөмжийн 1 -р хэсэг (Матрын толгойг бэлтгэх)

Энэ үе шатанд бид электроникийн хувьд хангалттай зай авахын тулд матрын толгойны ар талыг бэлддэг. Мөн бид антен, нарны зай, USB портын нүхийг өрөмдөж байна. Би эхлээд USB портгүйгээр өөрийн төслийг төлөвлөсөн. Гэхдээ дараа нь матар дахин битүүмжлэгдсэний дараа програм хангамжийн зарим шинэчлэлтийг хийх боломжгүй гэж би бодсон. Тиймээс би ESP8266 самбарт гаднаас нэвтрэх боломжийг олгохын тулд богино USB кабель ашиглан USB-ийг USB болгохоор шийдлээ.

• Хатуу гадаргуугаас 7х5 см -ээс багагүй хэмжээтэй хэмжээтэй загварыг хурц хутгаар хайчилж ав
• Халбага ашиглан зөөлөн хөөсийг дотроос нь арилгана
• Кабель болон самбартаа хангалттай зай байгаа эсэхийг шалгаарай
• Энэ нь тохирч байгаа эсэхийг, дараа нь хамруулах зай байгаа эсэхийг туршиж үзээрэй

Одоо толгой руу хоёр, гурван цооног өрөмдөнө.

• нарны хавтангийн хувьд
• антенны хувьд
• (заавал биш) дараа нь програмчлах боломжийг олгодог USB портын хувьд

Эдгээр нүхийг дахин нааж, битүүмжлэхийн тулд 2 бүрэлдэхүүн хэсэг эпокси (5 минут) ашиглана. Хангалттай эпокси цавуу хэрэглээрэй! Үүний дараа ус нэвтэрдэггүй эсэхийг шалгаарай!

1. Нарны хавтангийн кабелийг толгой руу нааж, нүхийг сайтар битүүмжилнэ
2. Нарны хавтанг нүдний хооронд наа
3. Антенны залгуурыг толгой руу нааж, нүхийг сайтар битүүмжилнэ
4. USB залгуурыг нааж, нүхийг сайтар битүүмжилнэ үү

USB портод зэврэлт үүсгэхгүйн тулд би бага зэрэг хамгаалалтын тагийг 3D хэлбэрээр хэвлэсэн.

Алхам 4: Програм хангамж

Та Arduino ажиллаж байгаа орчинтой байх хэрэгтэй. Хэрэв үгүй бол үүнийг шалгана уу.

Тоног төхөөрөмжийн тохиргоо шууд хийгддэг (миний Mac дээр):

LOLIN (WEMOS) D1 mini Pro, 80 MHz, Flash, 16M (14M SPIFFS), v2 Доод санах ой, Идэвхгүй болгох, байхгүй, Зөвхөн ноорог, 921600 /dev/cu дээр. SLAB_USBtoUART

Arduino кодыг эндээс аваарай: Arduino кодыг Github дээрээс авна уу

Код нь батерейны температур ба хүчдэлийг Блинк рүү илгээдэг. Зүгээр л Blynk програмыг гар утсандаа ачаалж, шинэ төсөл үүсгээрэй. Блинк танд энэ төслийн баталгаажуулалтын тэмдгийг илгээх болно. Settings.h файлд энэ жетоныг оруулна уу. Анхдагч тохиргоог илгээх болно

• температурыг ВИРТУАЛ ПИН 11
• ВИРТУАЛ ПИН 12 хүртэлх хүчдэл
• VIRTUAL PIN 13 руу хамгийн сүүлд шинэчлэгдсэн цагийн тэмдэг

гэхдээ код дээрх эдгээр тээглүүрийг өөрчлөхөд хялбар байдаг. V11, V12, V13 ашиглан бүх Blynk виджетүүдтэй тоглоорой - энэ бол хөгжилтэй. Хэрэв та энэ талаар анх удаа сонирхож байгаа бол миний найз Дебасишийн зааврыг уншаарай - үүний ихэнхийг тэнд 19 -р алхамд тайлбарласан болно.

Програм хангамж нь MQTT брокер ашиглахад бэлэн болсон байна.

Settings.h хэсэгт MQTT гэж нэрлэгддэг дэлхийн хувьсагч байдаг. Үүнийг MQTT ашиглаж байгаа эсэхээс хамаарч үнэн эсвэл худал гэж тохируулах шаардлагатай.

Миний хувьд би MQTT брокер (Orange PI Zero, Mosquitto, Node-Red) болон миний мэдрэгчийн бүх өгөгдөл цугласан хяналтын самбар ашиглаж байна. Хэрэв та MQTT -д шинээр орсон бол үүнийг тохируулахад Google -д тусална уу.

Хэрэв та MQTT -ийг мэддэг бол кодыг ойлгох болно гэдэгт итгэлтэй байна.

Алхам 5: Тоног төхөөрөмжийн 2 -р хэсэг (Дахин битүүмжлэх)

Энэ алхамд бид бүх цахилгаан хэрэгслийг (програм хангамжийг ачаалж туршсан) савлаж, матрынхаа гэдсийг дахин битүүмжлэх хэрэгтэй. Би хувьдаа хоёр боломжит шийдлийг харж байна:

1. Нийлэг шил ашиглан гэдсэнд ус нэвтэрдэггүй эпокси цавуу наа. Температур мэдрэгч кабелийн хувьд ус нэвтэрдэггүй кабелийн суваг ашиглана уу (энэ сонголтыг сонгоогүйдээ харамсаж байна. Үүнийг туулж өнгөрсний дараа би энэ замаар явахыг зөвлөж байна.)
2. Үйлдвэрийн хөөс ашиглан цоорхойг дахин бөглөсний дараа битүүмжлэхийн тулд ус нэвтэрдэггүй будаг ашиглана. Үүнийг дүүргэгч, будгаар дуусга.

Тиймээс би 2 -р сонголтыг хийхээр шийдсэн. Алхам алхамууд дараах байдалтай байна.

1. Самбар дээр нарны хавтангийн гагнуур
2. Антенны кабелийг холбоно уу
3. USB кабелийг ESP8266 самбарт холбоно уу (цэнэглэх самбар дээр биш)
4. Бүх кабель болон самбарыг нүх рүү шахна
5. Температур мэдрэгчийн кабелийг 5-10 см зүүж үлдээгээрэй
6. Үйлдвэрийн хөөс ашиглан бүх цоорхойг бөглөнө үү (Анхаарна уу - хөөс их хэмжээгээр өргөжиж байна)
7. Үүнийг хатаагаад дараа нь хөөсийг хурц хутгаар хайчилж ав
8. Одоо ус нэвтэрдэггүй будаг (дээврийг засахад ашигладаг) хэрэглэж, бүхэлд нь будна
9. Үүнийг хатаагаад дүүргэгч будаг шүршигч ашиглан хатуу царцдас үүсгээрэй (та үүнийг дахин дахин хийх хэрэгтэй)
10. ЧУХАЛ ЗАСВАР (хэдэн долоо хоногийн турш усанд орсны дараа): Хоёр буюу гурван давхаргыг бүхэлд нь шингэн эпокси түрхэж, үнэхээр ус нэвтэрдэггүй бүрхүүл үүсгэнэ.
11. Үүнийг хатаана - ДУУСГААРАЙ!

Алхам 6: Альтернатив бүтээх

Зүүгээр хийсэн анхны загвар нь миний дуртай хэвээр байгаа тул би буруу батерей (хэт сул) сонгосон гэдгээ хүлээн зөвшөөрөх ёстой. Харамсалтай нь би батерейгаа сольж чадахгүй, учир нь энэ нь crocs -ийн биед битүүмжлэгдсэн байдаг.

Тийм ч учраас би шаардлагатай бол электрон төхөөрөмж, батерейг илүү сайн ашиглахын тулд би өөр завь ашиглан биеэ авч явахаар шийдсэн юм.

Өөрчлөлт:

• Shell (https://www.aliexpress.com/item/32891355836.html)
• LiIon зай 18650
• Хоёр самбарыг холбох 3D хэвлэмэл оруулга (ESP8266 ба цэнэглэгч модуль)

Алхам 7: Хавсралт: Нэмэлт дэлгэц/мэдрэгч

Хэрэв та усан сангийн өгөгдлийг зөвхөн Blynk App дээр харуулахыг хүсвэл үүнийг MQTT брокер руу түлхэж болно. Энэ нь өөр өөр төхөөрөмж дээр өөрийн сан (эсвэл бусад) өгөгдлийг харуулах хэд хэдэн боломжийг ашиглах боломжийг олгодог. Нэг нь Raspberry Pi дээрх Node Red Dashboard (дээрх зургийг үзнэ үү) эсвэл LED матрицын дэлгэц байх болно. Хэрэв та LED матрицыг сонирхож байгаа бол кодыг эндээс авна уу:

Дашрамд хэлэхэд би энэ төслийг Нарны цаг уурын станцтай хослуулсан бөгөөд энэ төслийн Замбретти цаг агаарын урьдчилсан мэдээг оруулсан болно:

Энэхүү нарны цаг уурын станцын урам зоригийг миний Энэтхэгийн найз Дебасиш авсан юм. Түүний зааварчилгааг эндээс авна уу:

Мэдрэгчдийн тэмцээний тэргүүн шагнал