Thermostat Propagator Menggunakan ESP8266 / NodeMCU dan Blynk: 7 Langkah (dengan Gambar)

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2024-01-30 11:12

Saya baru-baru ini membeli penyebaran yang dipanaskan, yang semestinya membantu menanam benih bunga dan sayur saya pada awal musim. Ia datang tanpa termostat. Dan kerana termostat agak mahal, saya memutuskan untuk membuat sendiri. Oleh kerana saya ingin menggunakan peluang ini untuk bermain-main sedikit dengan Blynk, saya menggunakan termostat saya pada papan pengembangan ESP8266 / NodeMCU yang saya ada.

Untuk projek sebelumnya, saya banyak menggunakan laman web seperti instruksibel.com untuk memberi inspirasi dan pertolongan setiap kali saya tersekat. Tidak lebih dari sekadar membuat sumbangan kecil sendiri, jadi inilah arahan pertama saya!

Penafian: Projek ini berfungsi pada AC 230V yang agak berbahaya dan apa-apa yang salah boleh membunuh anda. Saya tidak akan bertanggungjawab atas sebarang kerosakan, kecederaan atau kehilangan nyawa. Buat ini dengan risiko anda sendiri

Langkah 1: Senarai Perkara Yang Saya Gunakan

1 NodeMCU V3.0

2 sensor suhu 1 wayar DS18B20

1 modul geganti

1 paparan LCD1602 I2C

3 butang tekan berwarna

1 sarung 158x90x60 dengan penutup yang jelas

1 pengecas telefon USB 5V

1 Kabel Data Micro USB 5 Pin A Micro to B Male A Male to B Male

1 4.7kΩ Perintang

1 blok papan lapis kalis air, kira-kira 10x5x2cm

1 keping tiub plastik putih, diameter 12mm, panjang 16cm

1 kabel kuasa 230V dengan palam

1 soket kuasa wanita 230V (2 pin)

1 soket kuasa wanita 230V (3 pin)

1 6 kedudukan 2 blok blok terminal

1 kabel audio stereo dengan palam bicu stereo 3.5mm di satu hujungnya

1 soket stereo 3.5mm wanita

2 penyambung kelenjar kabel M16

1 keping perspex putih kira-kira 160x90

Dan beberapa wayar sambungan, tiub penyusutan panas, gam, pita pelekat dua sisi, cat semburan hitam, spacer penyekat papan PCB, bolt M3 dan gerudi 1.5mm / 6.5mm / 12mm / 16mm

Langkah 2: Merancang Termostat

Seperti yang dikatakan, termostat dibina di sekitar papan pengembangan ESP8266 / NodeMCU.

Suhu sebenar tanah dan udara di penyebar akan diukur oleh 2 sensor suhu. Sensor ini mempunyai antara muka 1-Wire yang disebut, yang bermaksud bahawa mereka boleh disambungkan selari dengan satu port input. Seperti yang dinyatakan dalam lembar data yang sangat baik ini, bas 1-Wire memerlukan perintang penarik luaran kira-kira 5kΩ. Saya menggunakan perintang 4.7kΩ antara garis isyarat sensor dan 3.3V NodeMCU.

Untuk dapat meningkatkan atau menurunkan suhu tanah target yang diinginkan, 2 tombol tekan ditambahkan, serta layar LCD 16x2 karakter untuk memberikan sedikit maklum balas mengenai suhu saat ini dan sasaran. Skrin LCD ini mempunyai lampu latar terbina dalam. Untuk mengelakkan lampu latar menyala sepanjang masa, saya memutuskan untuk menambahkan beberapa kod untuk meredupkan skrin selepas beberapa waktu. Untuk mengaktifkan lampu latar sekali lagi, saya menambah butang tekan lain. Akhirnya, modul geganti ditambahkan untuk menghidupkan dan mematikan kuasa ke kabel haba pada penyebaran.

Gambar di atas menunjukkan bagaimana komponen ini disambungkan ke unit utama.

Langkah 3: Membuat Termostat 'Blynk'

Oleh kerana kami memerlukan beberapa data dari aplikasi Blynk dalam kod kami di kemudian hari, pertama-tama mari kita mengurus perniagaan Blynk.

Ikuti arahan 3 langkah pertama Blynk untuk memulakan.

Sekarang buat projek baru di aplikasi Blynk. Sebagai nama projek saya memilih 'Propagator'. Dari senarai peranti, pilih 'NodeMCU', jenis sambungannya adalah 'WiFi'. Saya suka tema gelap, jadi saya memilih 'Gelap'. Setelah menekan OK, pop timbul akan ditunjukkan dengan menyatakan bahawa Auth Token telah dihantar ke alamat e-mel anda. Periksa surat anda dan tuliskan token ini, kami memerlukan kod NodeMCU di kemudian hari.

Ketik pada skrin kosong yang kini ditunjukkan dan tambahkan:

• 2 tolok (masing-masing 300 tenaga, jadi 600 keseluruhan)
• 1 SuperChart (900 tenaga)
• 1 Paparan Nilai (200 tenaga)
• 1 Gelangsar (200 tenaga)
• 1 LED (100 tenaga)

Ini betul-betul menghabiskan keseimbangan tenaga 2000 percuma anda;-)

Gambar di atas menunjukkan cara mengatur skrin dengan elemen-elemen ini. Dengan mengetuk setiap elemen, tetapan terperinci dapat disesuaikan (juga ditunjukkan pada gambar di atas).

Setelah selesai, aktifkan projek anda dengan memilih butang 'main'. Aplikasi ini (tentu saja) gagal disambungkan, kerana belum ada yang dapat disambungkan. Oleh itu mari kita beralih ke langkah seterusnya.

Langkah 4: Kod yang Menjadikannya Semua Berfungsi

Kini tiba masanya untuk memprogram ESP8266 / NodeMCU kami. Saya menggunakan aplikasi Arduino IDE untuk ini, yang boleh dimuat turun di sini. Untuk menyiapkannya untuk ESP8266 / NodeMCU, lihat instruksi hebat ini oleh Magesh Jayakumar.

Kod yang saya buat untuk Propagator Thermostat saya boleh didapati di fail Thermostat.ino di bawah.

Sekiranya anda ingin menggunakan semula kod ini, pastikan anda mengemas kini SSID WiFi, kata laluan dan token Kebenaran Blynk anda dalam kod tersebut.

Langkah 5: Membina Modul Sensor Suhu

Bahagian dasar penyebaran akan diisi dengan lapisan pasir tajam atau parut yang sangat halus setebal sekitar 2cm. Ini akan menyebarkan api bawah dengan lebih sekata. Untuk mengukur suhu 'tanah' dengan betul, saya memutuskan untuk menggunakan sensor suhu DS18B20 kalis air. Walaupun penyebar saya dilengkapi dengan termometer analog onboard untuk mengukur suhu udara di dalamnya, saya memutuskan untuk menambahkan sensor suhu lain untuk mengukur suhu udara secara elektronik juga.

Untuk menahan kedua-dua sensor dengan baik, saya membuat struktur kayu sederhana. Saya mengambil sekeping papan lapis kalis air dan menggerudi lubang 6.5mm dari sisi ke sisi untuk menahan sensor suhu tanah, memimpin wayar sensor melalui blok. Di sebelahnya saya menggerudi lubang 12mm di tengah blok papan lapis, hingga kira-kira 3/4 dari keseluruhan ketinggian, dan lubang 6.5mm dari sisi, separuh jalan melalui blok, berakhir di lubang 12mm. Lubang ini menahan sensor suhu udara.

Sensor suhu udara ditutup oleh tiub putih plastik yang sesuai di dalam lubang 12mm. Panjang tiub lebih kurang 16cm. Tiub mempunyai beberapa lubang 1.5mm yang dibor di bahagian bawah (di mana sensor berada), bahagian atas dicat hitam. Idea adalah bahawa udara di bahagian hitam tiub memanas sedikit, naik ke atas dan keluar, sehingga mewujudkan aliran udara di sekitar sensor. Semoga ini membawa kepada bacaan suhu udara yang lebih baik. Akhirnya, untuk mengelakkan pasir atau pasir tidak masuk, lubang untuk kabel sensor diisi dengan gam.

Untuk menyambungkan sensor, saya menggunakan kabel audio stereo lama yang mempunyai soket stereo 3.5mm di satu hujungnya. Saya memotong penyambung di sisi lain dan menyolder 3 wayar (kabel audio saya mempunyai tanah tembaga, wayar merah dan putih):

- kedua-dua wayar hitam dari sensor (ground) menuju ke wayar ground kabel audio

- kedua-dua wayar merah (+) menuju ke wayar merah

- kedua-dua wayar kuning (isyarat) menuju ke wayar putih

Saya mengasingkan bahagian-bahagian yang dipateri secara berasingan dengan tiub pengecutan panas. Juga menggunakan beberapa tiub pengecutan haba untuk mengekalkan kabel 2 sensor.

Modul Sensor Suhu yang telah dilengkapkan ditunjukkan pada gambar ke-4 di atas.

Setelah selesai modul Sensor Suhu, modul dipasang di tengah penyebaran yang dipanaskan menggunakan beberapa pita pelekat dua sisi. Kawat dimasukkan melalui bukaan yang ada (yang harus saya perbesar sedikit demi sedikit agar wayar sesuai) di dasar penyebar.

Langkah 6: Membina Modul Termostat

ESP8266 / NodeMCU, paparan, relay dan bekalan kuasa 5V dipasang dengan kemas ke dalam casing 158x90x60 mm dengan penutup lutsinar.

Saya memerlukan plat asas untuk memasang NodeMCU, paparan LCD dan geganti di dalam casing. Saya terfikir untuk memesan papan asas 3D yang dicetak, jadi saya membuat fail.stl di SketchUp. Saya berubah fikiran dan menjadikannya sendiri dari sudut putih 4mm. Dengan menggunakan SketchUp, saya membuat templat untuk menandakan tempat yang tepat untuk lubang 3mm untuk digerudi. Lihat fail.skp sebagai contoh. Komponen-komponen dipasang di plat bawah menggunakan beberapa spacer penyekat dengan panjang yang sesuai.

Saya menggerudi lubang untuk butang dan penyambung di sisi casing, memasang butang dan penyambung dan menyambungkannya menggunakan wayar berwarna yang berbeza untuk mengelakkan sambungan yang salah. Dengan berhati-hati saya memasang bahagian 230V AC. Sekali lagi: AC 230V boleh membahayakan, pastikan anda tahu apa yang anda lakukan semasa menyiapkan bahagian projek ini!

Bekalan kuasa 5V dan blok terminal disimpan di bahagian bawah casing dengan beberapa pita pelekat dua sisi.

Setelah menyambungkan wayar ke NodeMCU, diperlukan beberapa masalah untuk memperbaiki plat asas dalam kotak dengan beberapa baut m3.

Tindakan terakhir: letakkan penutup lutsinar di tempat, dan kami sudah selesai!

Langkah 7: Kesimpulannya

Sangat menyeronokkan untuk membina termostat ini untuk penyebaran saya, dan mengawasi kemajuan saya dalam membinanya, dan menulis ini dengan mudah.

Termostat berfungsi seperti daya tarikan, dan mengawal dan mengawasinya menggunakan aplikasi Blynk juga berfungsi dengan baik.

Tetapi selalu ada ruang untuk penambahbaikan. Saya berfikir untuk meningkatkan kawalan suhu dengan mengelakkan terlalu banyak 'mengatasi sasaran'. Mungkin saya akan melihat perpustakaan PID yang disebut.

Idea lain: Saya mungkin menambah pilihan OTA 'Over The Air' untuk mengemas kini perisian NodeMCU tanpa perlu membuka casingnya setiap kali.