DIY Multifungsi Energy Meter V2.0: 12 Langkah (dengan Gambar)

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

Dalam Instructable ini, saya akan menunjukkan kepada anda cara membuat Meter Tenaga Multifungsi berasaskan Wemos (ESP8266). Meter kecil ini adalah peranti yang sangat berguna yang memantau voltan, arus, kuasa, tenaga, dan kapasiti. Selain daripada itu, ia juga memantau suhu persekitaran yang penting untuk aplikasi fotovoltaik suria. Peranti ini sesuai untuk hampir semua peranti DC. Meter kecil ini juga dapat digunakan untuk mengukur kapasiti sebenar pek bateri atau power bank menggunakan beban dummy. Meter boleh mengukur hingga voltan antara 0 - 26V dan arus maksimum 3.2A.

Projek ini merupakan kesinambungan dari projek Energy meter saya yang terdahulu.

Berikut adalah ciri baru yang ditambahkan pada versi sebelumnya

1. Pantau parameter dari telefon pintar

2. Julat parameter automatik

3. Memantau Bil Elektrik

4. Penguji peranti USB

Saya mendapat inspirasi dari dua projek berikut

1. Monitor Kuasa”- Sensor Arus dan Voltan DC (INA219)

2. Buat Power Meter / Logger Sendiri

Saya ingin mengucapkan terima kasih khas kepada dua pengarang projek di atas.

Bekalan:

Komponen yang Digunakan:

1. Wemos D1 Mini Pro (Amazon)

2. INA219 (Amazon)

3. Paparan OLED 0.96 (Amazon)

4. Sensor Temp DS18B20 (Amazon)

5. Bateri Lipo (Amazon)

6. Terminal Skru (Amazon)

7. Ketua Wanita / Lelaki (Amazon)

8. Papan berlubang (Amazon)

9. 24 AWG Wire (Amazon)

10. Suis Slaid (Amazon)

11. Port Lelaki USB (Amazon)

12. 11. Port Wanita USB (Amazon)

12. Kebuntuan PCB (Amazon)

13. Panel Suria (Volta)

Alat & Alat yang Digunakan:

1. Besi Pematerian (Amazon)

2. Wire Stripper (Amazon)

3. Multimeter (Amazon)

Langkah 1: Langkah 1: Bagaimana Ia Berfungsi?

Inti Energy Meter adalah papan Wemos berasaskan ESP8266. ESP8266 mengesan arus dan voltan dengan menggunakan sensor arus INA219 dan suhu oleh sensor suhu DS18B20. Mengikut voltan dan arus ini, ESP melakukan matematik untuk mengira daya, tenaga, dan kapasiti. Dari penggunaan tenaga, bil elektrik dikira berdasarkan kadar tenaga (harga per kWh).

Skema Keseluruhan terbahagi kepada 4 kumpulan

1. Wemos D1 Mini Pro

Kuasa yang diperlukan untuk papan Wemos dibekalkan dari LiPovBattery melalui suis slaid.

2. Sensor Semasa

Sensor Semasa INA219 disambungkan ke papan Arduino dalam mod komunikasi I2C (pin SDA dan SCL).

3. Paparan OLED

Sama seperti Sensor semasa, paparan OLED juga disambungkan ke papan Arduino dalam mod komunikasi I2C. Walau bagaimanapun, alamat untuk kedua-dua peranti berbeza.

4. Sensor Suhu

Di sini saya telah menggunakan sensor suhu DS18B20. Ia menggunakan protokol satu wayar untuk berkomunikasi dengan Arduino.

Langkah 2: Sediakan Header Pin

Untuk memasang Arduino, paparan OLED, sensor semasa, dan sensor suhu, anda memerlukan beberapa pin header lurus wanita. Apabila anda membeli header lurus, komponen tersebut akan terlalu lama untuk digunakan. Jadi, Anda perlu memotongnya dengan panjang yang sesuai. Saya menggunakan puting untuk memotongnya.

Berikut adalah perincian mengenai tajuk:

1. Papan Wemos - 2 x 8 pin

2. INA219 - 1 x 6 pin

3. OLED - 1 x 4 pin

4. Temp. Sensor - 1 x 3 pin

Langkah 3: Selesaikan Tajuk Wanita

Setelah menyiapkan pin header wanita, pasangkannya ke papan berlubang.

Setelah menyolder pin header, periksa sama ada semua komponen sesuai dengan sempurna atau tidak.

Langkah 4: Terminal Skru Solder, Port USB dan Suis

Pateri pertama 3 terminal skru, terminal skru digunakan untuk menyambungkan 1. Sumber 2. Beban dan 3. Bateri

Terminal atas digunakan untuk sambungan sumber dan beban dan terminal bawah yang diletakkan di sebelah suis digunakan untuk menyambungkan pek bateri.

Kemudian pasangkan suis slaid. Suis slaid menghidupkan dan mematikan kuasa ke papan Wemos.

Akhirnya solder port USB wanita. Ukuran kaki pemasangan port USB sedikit lebih besar daripada lubang di lubang berlubang, jadi anda harus membuat lubang lebih lebar dengan menggunakan gerudi. Kemudian tekan port USB ke lubang itu dan pateri semua pin.

Langkah 5: Sediakan Sensor INA219

Sensor INA219 dilengkapi dengan jalur kepala lelaki 6pin dan terminal skru. Pin header lelaki adalah untuk sambungan I2C dengan mikrokontroler dan terminal skru adalah untuk sambungan talian kuasa untuk mengukur arus.

Di sini saya telah memasangkan pin lelaki 6pin ke INA219 dan meninggalkan terminal skru kerana mempertimbangkan penampilan estetik. Kemudian saya langsung memateri dua wayar ke pad pematerian yang diberikan untuk terminal skru seperti yang ditunjukkan dalam gambar di atas.

Langkah 6: Pasang Sensor Suhu

Di sini saya menggunakan sensor suhu DS18B20 dalam pakej TO-92. Dengan mempertimbangkan penggantian yang mudah, saya telah menggunakan header wanita 3 pin. Tetapi anda boleh memasangkan sensor secara langsung ke papan berlubang.

Gambarajah pin untuk DS18B20 ditunjukkan pada gambar di atas.

Langkah 7: Buat Litar

Setelah menyolder header wanita dan terminal skru, anda harus bergabung dengan pad seperti rajah skema yang ditunjukkan di atas.

Sambungannya agak lurus ke hadapan

INA219 / OLED -> Wemos

VCC -> VCC

GND -> GND

SDA -> D2

SCL-> D1

DS18B20 -> Wemos

GND -> GND

DQ -> D4 melalui perintang tarik 4.7K

VCC -> VCC

Akhirnya, sambungkan terminal skru mengikut skema.

Saya telah menggunakan wayar berwarna 24AWG untuk membuat litar. Pateri wayar mengikut rajah litar.

Langkah 8: Sediakan Pek Bateri

Di sini saya telah menggunakan pek bateri 700mAh untuk menghidupkan papan Wemos. Pek bateri dipasang di bahagian belakang papan litar. Untuk memasang bateri, saya telah menggunakan pita dua sisi 3M.

Beberapa fikiran:

1. Sekiranya anda tidak mahu menggunakan pek bateri, anda boleh menggunakan sumber kuasa untuk menghidupkan papan Wemos dengan menggunakan rangkaian pengatur voltan.

2. Anda boleh menambahkan papan pengisian TP4056 untuk mengecas bateri LiPo.

Langkah 9: Memasang Kebuntuan

Selepas pematerian dan pendawaian, pasangkan penutup pada 4 sudut. Ia akan memberikan jarak yang cukup pada sendi dan kabel pematerian dari tanah.

Langkah 10: Perisian dan Perpustakaan

1. Menyiapkan Arduino IDE untuk Wemos Board

Untuk memuat naik kod Arduino ke papan Wemos, anda harus mengikuti Instructables ini

Tetapkan papan dan Port COM yang betul.

2. Pasang Perpustakaan

Kemudian anda perlu mengimport perpustakaan ke Arduino IDE anda

Muat turun perpustakaan berikut

1. Perpustakaan Blynk

2. Adafruit_SSD1306

3. Adafruit_INA219

4. Suhu Dallas

5. OneWire

3. Lakaran Arduino

Setelah memasang perpustakaan di atas, tampal kod Arduino yang diberikan di bawah. Masukkan kod autentikasi dari langkah-1, ssid, dan kata laluan penghala anda.

Kemudian muat naik kod.

Langkah 11: Berinteraksi Dengan Aplikasi Blynk

Oleh kerana papan Wemos mempunyai cip WiFi terbina dalam, anda boleh menyambungkannya ke penghala anda dan memantau semua parameter dari Telefon Pintar anda. Di sini saya telah menggunakan aplikasi Blynk untuk membuat aplikasi pemantauan telefon pintar.

Blynk adalah aplikasi yang membolehkan kawalan penuh ke atas perkakasan Arduino, ESP8266, Rasberry, Intel Edison, dan banyak lagi. t serasi dengan Android dan iPhone.

Di Blynk semuanya berjalan dengan lancar ⚡️Energy. Apabila anda membuat akaun baru, anda mendapat ⚡️2,000 untuk mula bereksperimen; Setiap Widget memerlukan sedikit Tenaga untuk beroperasi.

Ikuti langkah berikut:

Langkah-1: Muat turun aplikasi Blynk

1. Untuk Android

2. Untuk iPhone

Langkah-2:

Dapatkan Token Auth Untuk menghubungkan Aplikasi Blynk dan perkakasan anda, anda memerlukan Token Auth.

1. Buat akaun baru di Blynk App.

2. Tekan ikon QR pada bar menu atas.

Buat klon Projek ini dengan mengimbas kod QR yang ditunjukkan di atas. Setelah berjaya dikesan, keseluruhan projek akan berada di telefon anda dengan segera.

3. Setelah projek dibuat, pasukan Blynk akan menghantar Auth Token kepada anda melalui e-mel yang didaftarkan.

4. Periksa peti masuk e-mel anda dan cari Token Auth.

Langkah 12: Menguji Litar

Untuk menguji papan, saya telah menyambungkan bateri 12V sebagai sumber dan LED 3W sebagai beban.

Bateri disambungkan ke terminal skru sumber dan LED disambungkan ke terminal skru beban. Bateri LiPo disambungkan ke terminal skru bateri dan kemudian hidupkan litar dengan menggunakan suis slaid. Anda dapat melihat semua parameter yang dipaparkan di layar OLED.

Parameter pada lajur pertama adalah 1. Voltan 2. Arus 3. Daya Parameter di lajur kedua adalah 1. Tenaga 2. Kapasiti 3. Suhu

Sekarang buka aplikasi Blynk untuk memantau semua parameter di atas dari telefon pintar anda.

Untuk memeriksa ketepatan saya menggunakan multimeter dan Tester seperti gambar di atas. Ketepatan itu dekat dengan mereka.

Saya benar-benar berpuas hati dengan alat bersaiz poket ini.

Terima kasih kerana membaca Instructable saya. Sekiranya anda menyukai projek saya, jangan lupa kongsikan.

Komen dan maklum balas sangat dialu-alukan.