Услалтын насосны IOT дээр суурилсан DOL гарааны хянагч: 6 алхам

2024 Зохиолч: John Day | [email protected]. Хамгийн сүүлд өөрчлөгдсөн: 2024-01-30 11:02

Сайн уу Найзууд

Энэхүү заавар нь интернетээр дамжуулан усалгааны насосыг хэрхэн алсаас хянах, удирдах тухай юм.

Түүх: Миний фермд би орон нутгийн сүлжээнээс өдөрт 6 цаг л цахилгаан хангамж авдаг. Цагийн хуваарь тогтмол биш, цахилгаан хангамж өглөө эрт, орой эсвэл шөнө дунд байж болно. Цооногийн цооног руу очиж цахилгаан хангамжийг шалгах, моторыг асаах, зогсоох бүр маш хэцүү үйл явц байв. Мөн би дуслын системд шаардлагатай усаар хангахын тулд моторыг өдөр бүр дор хаяж 2-3 цаг ажиллуулах ёстой байв. Хэсэг хугацааны дараа би моторыг алсаас ажиллуулж, статусыг мэдэх замаар энэ асуудлыг шийдэх хувилбаруудыг судалж үзсэн. Цахилгаан хангамжтай болмогц мотороо асаах төхөөрөмжүүд зах зээл дээр байдаг боловч бидний хүссэн цагт моторыг зогсоох боломж байдаггүй. Мөн моторын асаах/унтраах байдлыг ямар ч үед мэдэх боломжгүй байдаг. Энэ нь ихэвчлэн усалгааг хэтрүүлж, хөрсний үржил шим алдагдахаас гадна цахилгааны алдагдалд хүргэдэг. Эцэст нь би моторыг гар утас/таблет/компьютерээс алсаас асааж, зогсоох боломжтой шийдлийг өөрөө бүтээсэн. Мөн би бүсэлхийн тойргийн тэжээлийн хангамж, моторын төлөв (ON/OFF) -ыг байнга хянаж чаддаг. Энэ нь хөдөөгийн фермерийн аж ахуй эрхлэгчдэд усалгааны системийг байнга ажиллуулж эхлэх шаардлагагүй болно.

Хангамж

Урьдчилсан нөхцөл:

Энэ төхөөрөмжийг суулгахыг хүссэн байршил нь интернетийн хүртээмжтэй байх ёстой (wifi/мобайл интернет бүхий өргөн зурвасын холболт)

Танд хэрэгтэй зүйлс:

1. NodeMCU /ESP12
2. Хоёр сувгийн реле
3. WCS1700 - Одоогийн мэдрэгч
4. Зайг цэнэглэх модуль TP4056
5. LD313, Конденсатор - 1000uF Бүртгэл - 5к омын хоёр регистр
6. Халуун цэг /интернеттэй аливаа (Хуучин) ухаалаг гар утас.

Хэрхэн ажилладаг:

NodeMCU/ESP12 болон алсын MQTT брокер ашиглан үүлэн дээр суурилсан энгийн IOT шийдэл юм. NodeMCU нь IOT гарц болж ажилладаг бөгөөд DOL асаагуурыг хянадаг. Энэ нь интернетээр дамжуулан алслагдсан MQTT брокертой холбогддог. Андройд гар утсан дээр ажилладаг програм нь брокертой холбогддог бөгөөд ингэснээр бид усалгааны насосны төхөөрөмжөө байнга хянаж, хянаж байдаг. Шумуул, cloudmqtt гэх мэт олон үнэгүй брокерууд байдаг. Та код болон серверийн дугаарыг өөрчилсөн тохиолдолд ямар ч брокер сонгох боломжтой. NodeMCU нь гар утасны халуун цэгээс WiFi ашиглан интернетэд холбогддог. Yon нь хуучин эсвэл хямд үнэтэй гар утсыг ашиглан халуун цэгээр дамжуулан wifi ашиглах эсвэл wifi ашиглан интернетээр хангах бусад хэрэгслийг ашиглаж болно. Гар утас нь 24X7 хэмжээтэй байх ёстой тул цэнэглэгчтэй холбогдсон байх ёстой.

NodeMCU нь хөдөлгүүрийг асаах, зогсоох ажиллагааг хянах хоёр релетэй холбогддог. Мотор дахь гүйдлийг мэдрэхийн тулд би WCS1700 гүйдлийн мэдрэгчийг ашигласан. Мэдрэгчийн аналог гаралтыг хөдөлгүүр асаалттай эсвэл унтраалттай байгааг мэдэхэд ашигладаг. Энэ нь сүлжээнээс цахилгаан хангамжийг мэдэрч, брокерт нийтэлдэг бөгөөд ингэснээр бид сүлжээний статусыг хүссэн үедээ мэдэх боломжтой болно. Төхөөрөмж нь хөдөлгүүрийг асаах, унтраах хүсэлтийг хүлээн авахын тулд хоёр тэжээлд бүртгүүлдэг. Эдгээр тэжээлд тодорхой утгуудыг илгээснээр бид моторыг START эсвэл STOP руу удирдах боломжтой.

Эцэст нь би MQTT Dash програмыг андройд утсан дээрээ суулгаад MQTT брокертой холбогдож, хяналтын самбар/gui дээрх тэжээлийг ашиглахаар тохируулсан. Энэхүү аппликейшн нь дур булаам самбар үүсгэхийн тулд товчлуур, хэмжигч, унтраалга гэх мэт маш сайн дүрсүүдтэй. Гэсэн хэдий ч та mqtt протоколыг дэмждэг IOT гэрийн автоматжуулалтын гар утасны програмыг ашиглаж болно.

WCS1700 хэрхэн ажилладаг вэ:

WCS1700 нь үндсэндээ Hall эффект мэдрэгч бөгөөд гүйдэл нь ороомогоор дамжих үед үүссэн соронзон оронтой пропорциональ гаралтын хүчдэл үүсгэдэг. Энд байгаа ороомог нь мотортой холбогдох цахилгаан хангамжийн шугам юм. Энэ нь 70 ампер хүртэлх AC гүйдлийг хэмжих боломжтой. Ашиглалтын хүчдэл нь 3.3-12 В -ийн хооронд байна. Дэлгэрэнгүй мэдээллийг түүний мэдээллийн хуудаснаас үзнэ үү. Би ESP12 -ийг ашиглаж байхдаа WCS1700 -ийн ажиллах хүчдэлтэй ижил 3.3V хүчдэлийг ашигласан. 3.3 В -ийн өгөгдлийн хүснэгтэд заасны дагуу төхөөрөмж нь ороомогоор гүйдлийн амп тутамд ойролцоогоор 32-38 мВ -ийн дифференциал хүчдэл үүсгэх ёстой. Гэхдээ энэ нь ороомгийн хэмжээ / агаарын ялгаа, төхөөрөмжийн өөрчлөлтөөс хамааран өөр өөр байж болно. Тиймээс би үүнийг Ampere Meter ашиглан турших замаар тохируулах шаардлагатай болсон. Төхөөрөмжийн нарийвчлалд би сэтгэл хангалуун бус байгаа боловч Моторын төлөвийг ON/OFF гэж тодорхойлоход хангалттай сайн байна. WCS1700 гаралтын зүү нь ESP12 -ийн A0 -тэй холбогддог. Цахилгаан байхгүй үед ESP12 нь ойролцоогоор 556 утгыг унших ёстой. Ороомог дахь гүйдлийн өсөлт нь кабелийг мэдрэгчээр хэрхэн дамжуулж байгаагаас хамаарч хүчдэлийг аль аль талаас нь өөрчилж болно. Кодод би утгуудын ялгааг үнэмлэхүй утга (x - 556) болгон авсан. Үр дүнг 15 -д хувааснаар би мэдрэгчээр дамжих ойролцоо гүйдлийг олж авсан. Танд тохирох дугаар авахын тулд та үүнийг туршиж үзэх хэрэгтэй болно. Төхөөрөмжийн 5 ампераас дээш гүйдлийн аливаа хэмжилтийг би хөдөлгүүрийг асаалттай, моторыг унтраасан үед 5 ампераас доош гэж үздэг. Туршилт хийснээр та төхөөрөмжийнхөө зөв дугаарыг ашиглаж болно. Та кодын дагуу WCS1700_CONST болон MIN_CURRENT -ийг өөрчлөх хэрэгтэй.

Алхам 1: Төхөөрөмжийн бүтэц

Дээрх диаграммд бүх бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг утсаар холбох талаар дэлгэрэнгүй мэдээллийг өгсөн болно.

Цахилгаан хангамж: Би зайгаа цэнэглэхийн тулд TP4056, LM313 ашиглан 3.7V - 4.2V батерейны гаралтыг 3.3 В болгож NodeMCU -ийг тэжээдэг байсан. 3.3V -ийн тогтвортой тэжээлийг авахын тулд LM313 -ийн Вин ба газардуулгын хооронд 1000mF конденсатор ашигласан. Та ердийн USB гар утасны цэнэглэгч ашиглан TP4056 -ийг тэжээх боломжтой. Энэ нь батерейг хэт цэнэглэхээс хамгаалах батерейны хамгаалалтын хэлхээтэй.

Цахилгаан хангамжийн мэдрэгч: 5 к ом хүчдэл хуваагч нь 5 В -оос 2.5 В хүртэл бууруулна. NodeMCU -ийн D5 зүү нь хүчдэлийг мэдрэх болно.

WCS1700 гаралтын зүү нь мэдрэгчээс аналог хүчдэлийг уншихын тулд A0 -т холбогдсон байна. Сүлжээний цахилгаан шугам нь гүйдлийг хэмжихийн тулд нүхээр дамжих ёстой. Би 0.01 uF конденсатор ашиглаж WCS1700 -ийн тогтвортой унших хэлбэрийг олж авсан.

NodeMCU -ийн D1 ба D2 нь реле оролтын тээглүүрийн IN0 ба IN1 -тэй холбогдоно.

Алхам 2: DOL Starter Connections

Би DOL асаагуурын хяналтын хэлхээг өөрчилж, START болон STOP унтраалгын өөр багцыг танилцуулав. Энэ өөрчлөлт нь гараар эхлүүлэх/зогсоох үйл ажиллагаанд нөлөөлөхгүй бөгөөд тэд одоо байгаа шигээ ажиллах болно.

Анхаар !!!! DOL асаагуур нь өндөр хүчдэлийн төхөөрөмж тул хайрцгийг онгойлгохоос өмнө үндсэн унтраалгыг унтраасан эсэхийг шалгаарай. Шууд утсаар шууд холбоо барих нь аюултай байж болно. Хэрэв та өөртөө итгэлгүй байгаа бол цахилгаанчинд хандаж холболт хийгээрэй

Би 2 суваг 5 В реле модулийг START болон STOP унтраалга болгон ашигласан. Эдгээр релейг ESP12 удирдана.

Реле - 0 нь START унтраалгаар ажиллах болно - Үгүй гэж утсаар холбогддог (Ер нь нээлттэй).

Реле -1 нь STOP унтраалгаар ажиллах болно - NC (ихэвчлэн хаалттай) утсаар холбогддог. Эхлэгч нь дээд контактороос NVC -тэй холбогддог утастай болно. Та үүнийг арилгаж, үзүүлсэн шиг реле -1 утсаар солих шаардлагатай болно.

Аюулгүй байдлын үүднээс асаагч ба реле модулиудын хоорондох холболт бүрэн тусгаарлагдсан эсэхийг шалгаарай. Би ESP -ийг програмыг хоёуланг нь 2 секундын турш бариулж START/STOP товчлуурыг дууриахаар програмчилсан.

Алхам 3: Adafruit IO ашиглан данс үүсгэх (io.adafruit.com)

Би Adafruit io mqtt брокерыг ашигласан бөгөөд үүнийг цөөн тооны хязгаарлалтаар ашиглах боломжтой боловч бидний хэрэглээнд тохирсон болно. Би үүнийг бусад төслүүдэд ашиглаж байсан бөгөөд нэлээд найдвартай, бас сайн GUI -тэй хяналтын самбар гэх мэт бусад олон онцлог шинж чанартай, тэр ч байтугай бид өдөөгчийг ашиглаж чаддаг тул үүнийг илүүд үздэг. Adafruit io ашиглахын тулд та данс үүсгэж, хэрэглэгчийн нэр, идэвхтэй түлхүүрийг тэмдэглэх хэрэгтэй.

Алхам 4: Програм хангамжийг бүтээж суулгана уу

Бүрэн кодыг ноорог дээрээс авах боломжтой. Та үүнийг Arduino IDE дээр нээж, програмыг хөрвүүлэх, байршуулахаасаа өмнө цөөн хэдэн өөрчлөлт хийх хэрэгтэй. Самбарын төрлийг NodeMCU 1.0 гэж сонгоно уу. IDE болон холбогдох номын санг суурилуулах нь энэхүү баримт бичгийн хүрээнд хамаарахгүй.

Дараах мөрүүдийг код болгон өөрчилнө үү.

#WLAN_SSID "xxx" -ийг тодорхойлох // Таны гар утасны Hotspot WiFi SSID

#WLAN_PASS -ийг тодорхойлох "……" //

/************************* Adafruit.io тохиргоо ******************** *************/

AIO_SERVER "io.adafruit.com" -ыг #тодорхойлох

#Define AIO_SERVERPORT 1883 // SSL -д 8883 ашиглана уу

#Define AIO_USERNAME "xyz" // Таны adafruit дансны хэрэглэгчийн нэр

#тодорхойлох AIO_KEY "abcd ……" // таны Идэвхтэй түлхүүр…

MQTT тэжээлийн тухай: Төхөөрөмж ба үйлчлүүлэгч (мобайл апп) нь MQTT брокероор дамжуулан pub дэд загварыг ашиглан мессеж дамжуулах замаар мэдээлэл солилцдог. Аливаа үйлчлүүлэгч эсвэл төхөөрөмж мессеж хүлээн авахын тулд урьдчилан тодорхойлсон тэжээлд бүртгүүлэх ёстой бөгөөд тэжээлд мессеж илгээхдээ нийтлэх аргыг ашиглах ёстой. Манай төслийн хувьд бидэнд 5 орчим тэжээл шаардлагатай. Доорх нь код тус бүр дээрх тайлбар, тэдгээрийн ажиллах зарчмыг доор харуулав.

Сүлжээний төлөв: Сүлжээнээс цахилгаан хангамж авах боломжтой эсэхийг feed/feed/grid. Adafruit_MQTT_Publish grid_stat = Adafruit_MQTT_Publish (& mqtt, AIO_USERNAME "/feeds/grid") дээр нийтэлсэн болно;

0 нь цахилгаан хангамж байхгүй, 1 нь тэжээлийн хангамж байгааг харуулж байна.

Моторын төлөв: Төхөөрөмж нь моторын статусыг тэжээл//тэжээл/сүлжээнд нийтэлнэ.

Adafruit_MQTT_Publish motor_status = Adafruit_MQTT_Publish (& mqtt, AIO_USERNAME "/feeds/motor")

OFF -ийн хувьд 0, ON -ийн 1 утга

Мотор асаах товчлуур: Энэ тэжээл нь мотор асаах хүсэлтийг хүлээн авахад ашиглагддаг. Төхөөрөмж нь тэжээлийг = 1 утгатай мотор асаах хүсэлтийг хүлээн авахын тулд захиалах бөгөөд хүлээн авалтын зурвасыг 0 гэж нийтлэхийн тулд ижил тэжээлийг ашиглана. Ингэснээр бид эхлүүлэх хүсэлтийн зурвасыг төхөөрөмж хүлээн авсан болохыг баталж чадна.

Adafruit_MQTT_Subscribe motoronbutton = Adafruit_MQTT_Subscribe (& mqtt, AIO_USERNAME "/feeds/motor_on");

Мотор унтраах товчлуур:

Эхлэх хүсэлтийн нэгэн адил энэ тэжээлийг хөдөлгүүрийг зогсоох хүсэлтийг хүлээн авахад ашигладаг. Төхөөрөмж нь тасалдлын хүсэлтийг хүлээн авахын тулд тэжээлд бүртгүүлэх болно.

Adafruit_MQTT_Subscribe motoroffbutton = Adafruit_MQTT_Subscribe (& mqtt, AIO_USERNAME "/feeds/motor_off");

Холболт:

Энэ бол "сүүлчийн хүсэл" сонголтыг идэвхжүүлсэн тусгай тэжээл юм. Төхөөрөмж тогтмол интервал бүрт сайн ажиллаж байх үед энэ нь холболтыг нийтлэх болно. Хэрэв систем тасарсан эсвэл холбоо тасарсан бол төхөөрөмж зуучлагчтай холбоо барих боломжгүй болно. Ийм тохиолдолд MQTT брокер өөрөө тэжээлд холболт = 0 гэж нийтлүүлж, хэрэглэгчид ямар нэг алдаа гарсныг, төхөөрөмж интернетээр холбогдох боломжгүй байгааг мэдэгдэх болно. Бид биеэр очиж төхөөрөмжөө шалгах ёстой. Код нь маш энгийн. "Сүүлчийн хүсэл" хэрхэн ажилладаг талаар MQTT баримт бичгээс үзнэ үү.

хэрэв (энэ нь <= 0)

{

mqtt.publish (AIO_USERNAME "/feeds/connection", "1", 1);

itr = CON_LIVE_ITR;

}

Кодын үлдсэн хэсэг нь өөрөө тайлбартай бөгөөд нэмэлт өөрчлөлт оруулах шаардлагагүй болно. Хэрэв танд нэмэлт мэдээлэл хэрэгтэй бол сэтгэгдлээ үлдээнэ үү.

Алхам 5: MQTT Dash APP -ийг гар утсан дээрээ суулгаж тохируулна уу

1. MQTT Dash -ийг андройд утсан дээрээ суулгаад програмыг нээнэ үү
2. Төхөөрөмж нэмэхийн тулд баруун дээд буланд байгаа + дүрс дээр дарна уу.
3. Дээрх эхний зурагт үзүүлсэн шиг төхөөрөмждөө "MyFarm-IPSet" гэж нэр өгөөрэй. Хаягийн талбарыг io.adafruit.com, порт гэж 1883, хэрэглэгчийн нэр нь таны adafruit хэрэглэгчийн нэр байх ёстой бөгөөд нууц үг нь adafruit -ээс авсан идэвхтэй түлхүүр байх ёстой. Үлдсэн талбаруудыг байгаагаар нь үлдээгээрэй. Эцэст нь хадгалах дээр дарна уу.
4. Та төхөөрөмжөө бүтээсэн. Одоо үүн дээр дарж хяналтын самбар нэмнэ үү.
5. + Дээр дараад switch/button хэлбэрээр бичнэ үү. Дээр үзүүлсэн шиг нэрийн талбарт sys оруулна уу. сэдвийн талбарт тэжээлийн нэрийг оруулна уу. хангамж бүр хэрэглэгчийн нэр/тэжээл/-ээс эхлэх ёстой. Үүний тулд бид /тэжээл /холболт. Хэвлэн нийтлэхийг идэвхгүй болгосон эсэхийг шалгаарай. Дүрс дээр дарж харуулахын тулд та самбар дээрх хүссэн дүрсний төрлийг сонгож болно. 1 -р утгын хувьд өнгөний аль нэгийг (ногоон гэж хэлээрэй), 0 -ийн хувьд саарал эсвэл улаан өнгийг сонгоно уу. Эцэст нь баруун дээд буланд байгаа Save дээр дарна уу. Үүнтэй адилаар хэрэглэгчийн нэр/тэжээл/сүлжээ бүхий Grid, хэрэглэгчийн нэр/тэжээл/мотортой Мотор гэсэн хоёр дүрс бий болго. Хэвлэн нийтлэхийг идэвхгүй болгосон эсэхийг шалгаарай.
6. Эцэст нь Motor ON товчлуурыг үүсгэнэ үү. Энэ нь шилжүүлэгч/товчлуурын төрөлтэй ижил байна. Сэдэв нь /feeds /motor_on байх ёстой бөгөөд энэ удаа Хэвлэн нийтлэхийг идэвхжүүлсэн бөгөөд QOS = 1 байх ёстой. Үүний нэгэн адил Моторыг унтраах өөр товчлуурыг үүсгэнэ үү. Сэдэв нь /хураамж /motor_off байх ёстой.

Алхам 6: Сүүлийн алхам:-) Туршилт ба тохируулгыг хийх

1. Аюулгүй байдлыг хангахын тулд релейг DOL асаагууртай холбохын өмнө төхөөрөмжийг эхлээд START болон STOP үйлдлүүдийг туршиж үзэх шаардлагатай. Интернетийг идэвхжүүлсэн тохиолдолд гар утсан дээрх халуун цэгийг идэвхжүүлнэ үү. Хөгжүүлэлтийн орчинтой зөөврийн компьютерийг TP4056 -д холбогдсон өөр цэнэглэгчээр NodeMCU USB порт руу шууд холбоно уу. Хэрэв төхөөрөмж интернетэд амжилттай холбогдсон бол ухаалаг гар утсан дээрх халуун цэг рүү холбогдсон 1 төхөөрөмжийг харах ёстой.
2. MQTT Dash суулгасан бусад ухаалаг гар утсан дээр програмын самбарыг нээнэ үү. Та NET -ийн ногоон, Grid -ийн дүрсийг мөн ногоон өнгөтэй, 1 гэсэн утгатай байхыг харах ёстой.
3. Мотор асаах товчлуур дээр дарахад эхлэх реле хоёр секундын зайтай хоёр товшилтын дуу гаргах ёстой. Үүний нэгэн адил Мотор унтраах товчлуур.
4. Аюулгүй байдлын үүднээс DOL асаагуурын гол тэжээлийг унтрааж, дээр дурдсан 2-р релийг DOL асаагууртай холбоно уу. Мотор унтарсан эсэхийг шалгаарай. NodeMCU дээрх дахин тохируулах товчийг дарна уу. Цуваа дэлгэцийн гаралтаас та WC1700 мэдрэгч, дельта ба ороомог дахь тооцоолсон гүйдлийн утгыг хэвлэдэг дибаг хийх мэдэгдлийг харж болно. Хөдөлгүүрийг унтраасан, " #тодорхойлох WCS1700_CONST 15" үед maxCur нь 2 -оос бага байх ёстой. Хэрэв энэ нь 2 -оос дээш байвал WCS1700_CONST -ийн өндөр утгыг туршиж үзээрэй. Та кодыг дахин эмхэтгэх, програмыг ачаалах шаардлагатай болно.
5. Одоо мотороо асаагаад одоогийн заалтыг дахин хайна уу. Хөдөлгүүрийг 10-15 минутын турш асааж, гүйдлийн тогтвортой заалтыг тэмдэглэ. Одоогийн гүйдэл нь 10-20 ампер хооронд хэлбэлзэж магадгүй бөгөөд нарийвчлалтай байх шаардлагагүй.
6. Код руу буцаж ороод "#define MIN_CURRENT X. Энд X нь тоон утгад ойролцоогоор хамгийн их гүйдлийн 40 хувь байна. Миний хувьд MIN_CURRENT -ийг 5 болгож тохирууллаа. Програмыг эмхэтгээд NodeMCU руу дахин ачаална уу.
7. USB кабелийг NodeMCU -ээс салга. TP4056 -д холбогдсон USB цэнэглэгчтэй төхөөрөмжийг унтрааж, асаана уу. Хөдөлгөөнт програм дээрх Motor ON товчлуур дээр дарахад мотор асах ёстой. Хөдөлгүүрийг асаасны дараа аппликейшны самбар дээр асаалттай байх ёстой. Зогсоох товчлуур дээр дарахад хөдөлгүүр зогсох ёстой.

Сайхан амраарай !!!!