ESP32 IoT آبگرمکن: 12 مرحله

2024 نویسنده: John Day | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2024-01-30 08:51

آبفشان Cayenne IoT (مخزن آب گرم در ایالات متحده) یک دستگاه صرفه جویی در مصرف برق است که به شما کمک می کند آب گرم خانگی خود را کنترل و کنترل کنید ، حتی زمانی که در خانه نیستید. به شما این امکان را می دهد که آبگرمکن خود را روشن و خاموش کنید ، زمان روشن و خاموش کردن آن را در زمان های مشخص تعیین کنید ، دمای آبگرمکن را اندازه گیری کنید ، حداکثر دمای ذخیره را تنظیم کنید و غیره. این برای آبفشان های برقی فشار قوی با یک عنصر ساخته شده است. می توان آن را به راحتی برای سایر تنظیمات آبگرمکن مانند فشار کم ، دو عنصر و غیره تغییر داد. آبگرمکن من نیز به صورت عمودی نصب شده است.

برای ایمنی ، ترموستات مکانیکی خود را در لوله آن نگه داشتم. من دمای آب را با دو سنسور دمای DS18B20 اندازه گیری می کنم ، یکی به پایین آب گرم من ، زیر عنصر و دیگری به خروجی آب گرم متصل است. به دلایل ایمنی هرگز نباید ترموستات مکانیکی خود را بردارید. تعویض ترموستات مکانیکی با سنسور الکترونیکی می تواند خطرناک باشد ، زیرا سنسور یا میکرو کنترلر (سخت افزار یا نرم افزار ممکن است خراب باشد) و منجر به انفجار بخار می شود که ممکن است باعث مرگ افراد شود.

این پروژه شامل اتصال یک رله حالت جامد به صورت جدی با عنصر آبگرمکن شما می شود. ممکن است برای انجام این کار به یک برقکار واجد شرایط نیاز داشته باشید (طبق قانون). در صورت عدم اطمینان از AC (Main) خود کار نکنید.

ESP32 شما داده ها را در سرویسی به نام Cayenne IoT Cloud از طریق MQTT منتشر می کند. شما می توانید از داشبورد Cayenne برای نظارت و کنترل آبگرمکن خود و برنامه ریزی زمان گرم شدن استفاده کنید.

تدارکات:

• ESP32 Wemos lolin یا هر ESP32 دیگر. ESP8266 نیز کار می کند اما عملکرد پین لمسی کار نمی کند. آردوینو با وای فای نیز باید این کار را انجام دهد
• رله حالت جامد (SSR) ، درجه 30 آمپر یا بیشتر
• هیت سینک برای SSR
• 3 (2 ممکن است) سنسورهای دما نیمه هادی Dalas ، DS18B20.
• روکش
• برخی از کابل های جهنده
• کابل های برق مناسب جریان آبفشان شما
• بلوک های ترمینال
• منبع تغذیه USB برای ESP32
• باتری لیتیوم برای تغذیه ESP32 در صورت اتصال به برق.

مرحله 1: مهارت های مورد نیاز

برنامه نویسی ESP32 در Arduino IDE ، نصب کتابخانه ها

لوازم الکترونیکی اولیه

آشنایی با شبکه برق (معمولاً AC 110 - 240 ولت)

برخی از دانش cayenne.mydevices.com

مرحله 2: مشخصات حرارتی آبفشان و قرار دادن سنسور

چگالی آب گرم نسبت به آب سرد چگالی کمتری دارد. بنابراین آب بالای مخزن گرم تر از آب پایین مخزن خواهد بود زیرا آب گرم بالا می رود. خروجی آبگرمکن نیز به طور معمول در بالا و ورودی در پایین است که بیشتر به مشخصات گرما کمک می کند.

در پروژه خود ، من از سه سنسور دما استفاده کردم. یکی در پایین ، یکی در بالا و سنسور دمای محیط. بر اساس چند آزمایش ، تصمیم گرفتم از سنسور دمای پایین به عنوان نشانگر داغ بودن مخزن استفاده کنم. مشکل سنسور بالا این است که با چند درجه افزایش لحظه ای که یک صفحه گرم برای چند ثانیه باز می شود و ممکن است کمی آب گرم در بالای مخزن باقی بماند. ممکن است تصمیم بگیرید که از میانگین بین دو سنسور استفاده کنید.

مرحله 3: سخت افزار خود را بسازید

SSR را به پین 15 و GND وصل کنید

هر 3 سنسور DS18B20 را متصل کنید: زرد به PIN 16 ، سیاه به GND ، قرمز به 3.3 ولت. از مقاومت 4.7KOhms بین PIN 16 و 3.3Volt استفاده کنید. (به یاد داشته باشید ، DS18B20 یک دستگاه یک سیم است و چندین دستگاه یک سیم در یک گذرگاه یا پین مجاز است).

سیم لمسی راه اندازی مجدد خود را به TO و سیم را به T2 وصل کنید

هنوز بیلد خود را به شبکه اصلی (AC) متصل نکنید. هنوز سنسورها را به آبفشان خود وصل نکنید. ابتدا باید مشخص کنید که کدام سنسور باید به کدام موقعیت برود.

مرحله 4: به عنوان کاربر Cayenne ثبت نام کنید

این یک آموزش cayenne.mydevices.com نیست. کاین نسخه صفر mydevices.com است

اگر با کاین آشنا نیستید ، اطلاعات بیشتر در https://community.mydevices.com/؟_ga=2.205257232.1695603717.1605354764-1503512272.1599609745 در دسترس است

ابتدا باید در cayenne.mydevices.com ثبت نام کرده و یک نام کاربری و رمز عبور دریافت کنید.

اطلاعات بیشتر در مورد کاین در https://developers.mydevices.com/cayenne/docs/intro/ موجود است

همچنین خواندن آن بسیار مهم است

developers.mydevices.com/cayenne/docs/cayenne-mqtt-api/#cayenne-mqtt-api-using-arduino-mqtt برای افزودن کتابخانه کاین به شناسه آردوینو

مرحله 5: کتابخانه های مورد نیاز را در Arduino IDE نصب کنید

مدیریت WiFi

ArduinoJson نسخه 6.9.0

CayenneMQTT

OneWire

دما دالاس

ArduinoOTA

مرحله 6: طرح ESP32 را بارگذاری کنید

ESP32 Sketch حاوی تعداد زیادی کد است. شامل کد مربوط به

1. https://github.com/tzapu/WiFiManager. از مدیر WiFi استفاده می شود تا به ESP32 شما اطلاع دهد که اطلاعات ورود به سیستم WiFi دسترسی شما چیست. بیشتر برای ضبط جزئیات CayenneMQTT ، محدودیت دما برای آبفشان و اتصال 3 سنسور دما به محل آن (بالا ، پایین یا محیط) استفاده می شود.
2. کد API کاین
3. OTA (به روز رسانی از طریق هوا). شما می توانید سیستم عامل را از طریق WiFi به روز کنید. باید از همان رایانه ای که برای بارگذاری طرح اولیه خود استفاده کرده اید ، در WiFi محلی خود استفاده کنید.

4. خواندن دما DS18B20

طرح ArduinoIDE در آدرس زیر موجود است:

مرحله 7: ESP32 خود را به Cayenne اضافه کنید

اکنون می توانید یک دستگاه جدید اضافه کنید.

وارد سایت cayenne.mydevices.com شوید. در سمت چپ منوی کشویی Add New …… Device/Widget را انتخاب کنید. صفحه ای باز می شود که باید کالای مورد نظر خود را بیاورید. صفحه جدیدی با جزئیات MQTT شما باز می شود. نام کاربری MQTT ، رمز عبور MQTT ، شناسه مشتری را بنویسید. برای ارتباط با کارگزار Cayenne MQTT (سرور) به این مورد نیاز خواهید داشت. MQTT USERNAME و MQTT PASSWORD شما همیشه یکسان خواهند بود ، اما شناسه مشتری برای هر دستگاه جدید مانند ESP32 ، Arduino یا Raspberry PI دیگر متفاوت خواهد بود.

همچنین می توانید نام خود را در این فرم به دستگاه خود بدهید.

مرحله 8: طرح خود را اجرا کنید

ESP32 را راه اندازی مجدد کنید

اکنون باید یک نقطه دسترسی WiFi جدید به نام "Slim_Geyser_DEV" را مشاهده کنید. (ESP 32 در حالت نقطه دسترسی/ Ad-hoc یا hotspot خواهد بود) با استفاده از رایانه های شما جستجو/ اسکن WiFi انجام می شود.

وارد این نقطه دسترسی جدید شوید. رمز عبور/کلید امنیتی رمز عبور است.

مرورگر شما باید به صفحه فرود "192.168.4.1" برود ، در غیر این صورت ، آن را به صورت دستی انجام دهید.

به پیکربندی WiFi بروید

اکنون صفحه پیکربندی باید باز شود. باید به طور خودکار نقطه دسترسی اینترنت شما را اسکن کرده ، آن را انتخاب کنید ، رمز عبور را وارد کنید ، جزئیات Cayenne MQTT. بقیه را همینطور بگذارید. همه مقادیر دما متریک (درجه سلسیوس) است.

ذخیره را فشار دهید. ESP32 اکنون سعی می کند به wifi شما و سرور Cayenne متصل شود.

اتصال "Slim_Geyser_DEV" را قطع کرده و رایانه خود را به نقطه دسترسی خانه متصل کنید.

مرحله 9: داشبورد کاین خود را بسازید

اکنون باید با استفاده از اطلاعات کاربری خود به cayenne.mydevices.com وارد شوید.

دستگاه شما باید در نوار منوی سمت چپ لیست شده باشد (Mine is Geyser_DEV).

اکنون می توانید تمام سنسورها و رله (یا کانال) خود را با کلیک روی علائم افزودن به داشبورد خود اضافه کنید.

در نماد کانال 0 ، روی تنظیمات کلیک کنید و نام آن را به "GEMER BETOM TEMP" تغییر دهید. یک نماد مناسب (دماسنج) انتخاب کنید و تعداد اعشار را 1 انتخاب کنید. همین کار را برای کانال 1 ، 2 ، 5 ، 6 انجام دهید

برای کانال 4 و 8 ، تعداد اعشار را به 0 تغییر دهید و نام آنها را "** وضعیت آبفشان (1 = روشن ، O = خاموش) **" بگذارید

و "*حالت گرمایش خودکار (0 = دستی ، 1 = خودکار)*" به ترتیب.

کانال 3 و 7 باید دکمه باشد

به قسمت افزودن منوی جدید در نوار منوی سمت چپ بروید ، به Device/Widget> Custom Widgets> Button بروید.

نام دکمه "Switch Geyser on/off" ، نام دستگاه (Geyser_DEV) ، DATA = فعال کننده دیجیتال ، کانال 3 ، Unit = I/O Digital ، Icon = switch switch را انتخاب کنید. روی افزودن ویجت کلیک کنید.

همین کار را برای کانال 7 انجام دهید

کانال 9 باید به نوار لغزنده تبدیل شود

به قسمت افزودن منوی جدید در نوار منوی سمت چپ بروید ، به Device/Widget> Custom Widgets> Slider بروید و مقادیر مناسب را مانند تصویر انتخاب کنید.

اکنون می توانید ویدجت های خود را جابجا کنید.

مرحله 10: تعیین موقعیت حسگرها

از آنجا که سه سنسور Temp به یک پین متصل هستند (One Wire Bus) ، باید مشخص کنید که کدام سنسور باید به کجا برود.

داشبورد کاین خود را بررسی کنید و به سه درجه حرارت توجه کنید. آنها باید کم و بیش یکسان باشند. یکی را با آب گرم یا دست خود گرم کنید. به حسگر داغ شده داشبورد توجه کنید. بر این اساس سنسور خود را برچسب گذاری کنید. این کار را برای 2 سنسور دیگر انجام دهید.

مرحله 11: بازی در اطراف (آزمایش) داشبورد شما

با کنترل های موجود در داشبورد بازی کنید. کلید روشن/خاموش را روشن کنید و ببینید چراغ SSR روشن می شود یا خیر. همچنین حالت گرمایش خودکار را روشن کنید ، سنسور پایینی را گرم کنید و ببینید وقتی دمای مورد نظر به دست آمد ، کلید SSR را تغییر دهید.

اکنون می توانید 2 سنسور را به آبفشان و سنسور دمای محیط را به موقعیت مناسب وصل کنید. همچنین می توانید SSR را به شبکه اصلی وصل کنید.

مرحله دوازدهم: برنامه ریزی آبفشان شما

اکنون می توانید رویدادهای روشن/ خاموش را با آبفشان خود برنامه ریزی کنید

در داشبورد ، افزودن جدید> رویداد را انتخاب کنید