Pemanas Air ESP32 IoT: 12 Langkah

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2024-01-30 11:06

Cayenne IoT geyser (tangki Air Panas di Amerika Syarikat) adalah alat penjimatan tenaga yang akan membantu anda memantau dan mengawal air panas isi rumah anda, walaupun anda jauh dari rumah. Ini akan membolehkan anda menghidupkan dan mematikan geyser anda, menjadualkannya untuk menghidupkan / mematikan pada masa-masa tertentu, mengukur suhu geyser, menetapkan suhu penjimatan maksimum dll. Ia dibuat untuk geyser elektrik tekanan tinggi dengan satu elemen. Ia dapat diubahsuai dengan mudah untuk konfigurasi geyser lain seperti tekanan rendah, elemen ganda dan lain-lain. Geyser saya juga dipasang secara menegak.

Untuk keselamatan, saya menyimpan termostat mekanikal saya di dalam tiubnya. Saya mengukur suhu air dengan dua sensor suhu DS18B20, satu dipasang di bahagian bawah geyser saya, di bawah elemen, yang lain terpasang pada saluran air panas. Anda tidak boleh melepaskan termostat mekanikal anda atas alasan keselamatan. Mengganti termostat mekanikal dengan sensor elektronik boleh membahayakan, kerana sensor atau pengawal mikro (perkakasan atau perisian mungkin tidak berfungsi) dan mengakibatkan letupan wap yang boleh membunuh orang.

Projek ini melibatkan penyambungan Solid State Relay secara serius dengan elemen geyser anda. Anda mungkin memerlukan juruelektrik yang berkelayakan untuk melakukannya (Menurut Undang-Undang). Jangan gunakan AC (Mains) anda jika anda tidak pasti mengenainya.

ESP32 anda akan menerbitkan data ke perkhidmatan yang disebut Cayenne IoT Cloud melalui MQTT. Anda akan dapat menggunakan papan pemuka Cayenne untuk memantau dan mengawal geyser anda dan menjadualkan waktu pemanasan.

Bekalan:

• ESP32 Wemos lolin atau ESP32 lain. ESP8266 juga akan berfungsi tetapi fungsi pin sentuh tidak akan berfungsi. Arduino dengan WiFi juga harus dilakukan
• Relay Solid State (SSR), diberi nilai 30 amp atau lebih
• Heatsink untuk SSR
• 3 (2 boleh lakukan) Sensor suhu semikonduktor Dalas, DS18B20.
• Selongsong
• Beberapa kabel pelompat
• Kabel elektrik sesuai untuk arus geyser anda
• Blok terminal
• Bekalan kuasa USB untuk ESP32
• Bateri litium untuk memberi kuasa kepada ESP32 jika sumbernya adalah.

Langkah 1: Kemahiran Diperlukan

Pengaturcaraan ESP32 di Arduino IDE, memasang perpustakaan

Elektronik asas

Pengetahuan mengenai bekalan elektrik (Biasanya AC 110 - 240 volt)

Sebilangan pengetahuan mengenai cayenne.mydevices.com

Langkah 2: Profil Thermo Geysers dan Sensor Placement

Air panas mempunyai ketumpatan yang lebih rendah daripada air sejuk. Oleh itu air di bahagian atas tangki akan lebih panas daripada air di bahagian bawah tangki kerana air panas akan naik. Saluran geyser juga biasanya di bahagian atas dan saluran masuk di bahagian bawah yang seterusnya menyumbang kepada profil panas.

Dalam projek saya, saya menggunakan tiga sensor suhu. Satu di bahagian bawah, satu di bahagian atas dan sensor suhu persekitaran. Berdasarkan beberapa eksperimen, saya memutuskan untuk menggunakan sensor suhu bawah sebagai petunjuk saya bahawa tangki itu panas. Masalah dengan sensor atas adalah bahawa ia akan naik dengan beberapa darjah ketika tab panas dibuka selama beberapa saat dan mungkin ada sedikit air panas yang tersisa di bahagian atas tangki. Anda mungkin memutuskan untuk menggunakan purata antara kedua-dua sensor.

Langkah 3: Bina Perkakasan Anda

Sambungkan SSR ke PIN 15 dan GND

Sambungkan semua 3 sensor DS18B20: Kuning ke PIN 16, Hitam ke GND, Merah hingga 3.3volt. Gunakan mesin penarik 4.7KOhms antara PIN 16 dan 3.3volt. (Ingat, DS18B20 adalah satu peranti wayar, dan beberapa peranti satu wayar dibenarkan pada satu bas atau pin).

Sambungkan wayar sentuh mulakan semula ke KE dan Tetapkan semula wayar ke T2

Jangan sambungkan binaan anda ke sumber utama (AC). Jangan pasangkan sensor ke Geyser anda. Mula-mula anda perlu mengetahui sensor mana yang mesti pergi ke kedudukan mana.

Langkah 4: Daftar Sebagai Pengguna Cayenne

Ini bukan tutorial cayenne.mydevices.com. Cayenne adalah versi harga sifar dari mydevices.com

Sekiranya anda tidak biasa dengan cayenne, lebih banyak maklumat boleh didapati di

Anda terlebih dahulu perlu mendaftar di cayenne.mydevices.com dan menerima log masuk dan kata laluan.

Maklumat lanjut mengenai cayenne boleh didapati di

Ia juga penting untuk dibaca

developers.mydevices.com/cayenne/docs/cayenne-mqtt-api/#cayenne-mqtt-api-using-arduino-mqtt untuk menambahkan perpustakaan cayenne ke ID Arduino

Langkah 5: Pasang Perpustakaan yang Diperlukan di Arduino IDE

Pengurus WiFi

ArduinoJson versi 6.9.0

CayenneMQTT

OneWire

Suhu Dallas

ArduinoOTA

Langkah 6: Muatkan Sketsa ESP32

Sketsa ESP32 mengandungi banyak kod. Ia merangkumi kod untuk

1. https://github.com/tzapu/WiFiManager. Pengurus WiFi digunakan untuk memberi tahu ESP32 anda apa kelayakan log masuk pusat akses WiFi anda. Lebih jauh digunakan untuk menangkap perincian CayenneMQTT, had suhu untuk geyser dan untuk menghubungkan 3 sensor Suhu ke lokasinya (Atas, bawah atau ambien)
2. Kod untuk The cayenne API
3. OTA (Kemas kini melalui udara). Anda akan dapat mengemas kini firmware melalui WiFi. Anda mesti menggunakan WiFi tempatan anda, menggunakan komputer yang sama dengan yang anda gunakan untuk memuat naik lakaran asal anda.

4. Bacaan suhu DS18B20.

Sketsa ArduinoIDE boleh didapati di:

Langkah 7: Tambahkan ESP32 anda ke Cayenne

Anda kini boleh menambah peranti baru.

Log masuk ke cayenne.mydevices.com. Di sebelah kiri anda, anda akan melihat menu dropdown Tambah Baru …… Pilih Peranti / Widget. Halaman akan dibuka sekiranya anda perlu memilih membawa barang anda sendiri. Halaman baru akan dibuka dengan perincian MQTT anda. Tuliskan NAMA PENGGUNA MQTT, KATA LALUAN MQTT, ID PELANGGAN anda. Anda memerlukannya untuk berkomunikasi dengan Cayenne MQTT Broker (Server). NAMA PENGGUNA MQTT dan KATA LALUAN MQTT anda akan selalu sama, tetapi ID PELANGGAN akan berbeza untuk setiap peranti baru seperti ESP32, Arduino atau Raspberry PI yang lain.

Anda juga boleh memberikan nama pada peranti anda pada borang ini.

Langkah 8: Jalankan Sketsa Anda

Mulakan semula ESP32

Anda kini akan melihat titik akses WiFi baru yang disebut "Slim_Geyser_DEV". (ESP 32 akan berada dalam mod titik akses / mod Ad-hoc atau hotspot) menggunakan carian / imbasan WiFi komputer anda.

Log masuk ke pusat akses baru ini. Kata laluan / Kunci Keselamatan adalah kata laluan.

Penyemak imbas anda harus pergi ke halaman arahan "192.168.4.1", jika tidak, lakukan secara manual.

Pergi ke Konfigurasi WiFi

Halaman konfigurasi kini harus dibuka. Ia sepatutnya secara automatik mengimbas titik akses internet anda, memilihnya, memasukkan kata laluan, perincian Cayenne MQTT. Biarkan selebihnya sama. Semua nilai temp adalah metrik (Deg Celcius).

Tekan simpan. ESP32 sekarang akan cuba menyambung ke wifi anda dan pelayan Cayenne.

Putuskan sambungan dari "Slim_Geyser_DEV" dan sambungkan komputer anda ke pusat akses rumah anda.

Langkah 9: Membina Papan Pemuka Cayenne Anda

Sekarang anda harus log masuk ke cayenne.mydevices.com menggunakan bukti kelayakan cayenne anda.

Peranti anda harus disenaraikan di bar menu kiri (Tambang adalah Geyser_DEV).

Anda kini boleh menambahkan semua sensor dan relay (atau saluran) ke papan pemuka anda dengan mengklik tanda tambah.

Pada saluran 0 Ikon, klik tetapan dan ubah nama menjadi "Geyser Bottom TEMP". Pilih Ikon yang sesuai (Temperature Probe) dan pilih bilangan perpuluhan sebagai 1. Lakukan perkara yang sama untuk saluran 1, 2, 5, 6

Untuk Saluran 4 dan 8, ubah bilangan perpuluhan menjadi 0 dan beri nama "** Status Geyser (1 = ON, O = OFF) **"

dan "* Mod Pemanasan Auto (0 = Manual, 1 = Auto) *" masing-masing.

Saluran 3 dan 7 mestilah butang

Pergi ke Tambah item menu Baru di bar menu kiri, pergi ke Peranti / Widget> Widget Khusus> Butang

Namakan Butang "Hidupkan / matikan Geyser", Pilih nama Peranti (Geyser_DEV), DATA = Penggerak digital, Saluran 3, Unit = I / O Digital, Ikon = suis togol. Klik tambah Widget.

Lakukan perkara yang sama untuk Saluran 7

Saluran 9 harus ditukar menjadi gelangsar

Pergi ke Tambah item menu Baru di bar menu kiri, pergi ke Peranti / Widget> Widget Khusus> Slider dan pilih nilai yang sesuai seperti dalam gambar.

Anda kini boleh memindahkan widget anda.

Langkah 10: Mengetahui Kedudukan Sensor

Oleh kerana ketiga-tiga sensor Temp disambungkan ke pin yang sama (One Wire Bus), anda harus mengetahui sensor mana yang harus pergi.

Periksa papan pemuka Cayenne anda dan perhatikan tiga suhu. Mereka mesti lebih kurang sama. Panaskan satu dengan air suam atau tangan anda. Perhatikan sensor yang memanas di papan pemuka. Labelkan sensor anda dengan sewajarnya. Lakukan ini untuk 2 sensor yang lain.

Langkah 11: Bermain-main (Menguji) Papan Pemuka Anda

Main-main dengan kawalan di papan pemuka. Alihkan suis hidup / mati dan lihat apakah lampu SSR menyala. Hidupkan juga mod Pemanasan automatik, panaskan sensor bawah dan lihat apakah suis SSR bila suhu yang diinginkan tercapai.

Anda kini boleh menyambungkan 2 Sensor ke geyser dan sensor suhu ambien ke kedudukan yang sesuai. Anda juga boleh menyambungkan SSR ke sumber utama anda.

Langkah 12: Menjadualkan Geyser Anda

Anda kini boleh menjadualkan acara hidup / mati dengan Geyser anda

Di Papan Pemuka, pilih Tambah Baru> Acara