DIY چند منظوره انرژی سنج V2.0: 12 مرحله (همراه با تصاویر)

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

در این دستورالعمل ، من به شما نحوه ساخت یک متر سنج انرژی چند منظوره Wemos (ESP8266) را نشان خواهم داد. این متر کوچک یک دستگاه بسیار مفید است که ولتاژ ، جریان ، قدرت ، انرژی و ظرفیت را کنترل می کند. علاوه بر این ، دمای محیط را که برای کاربردهای فتوولتائیک خورشیدی مهم است ، کنترل می کند. این دستگاه تقریباً برای هر دستگاه DC مناسب است. این متر کوچک همچنین می تواند برای اندازه گیری ظرفیت واقعی باتری یا پاور بانک با استفاده از بار ساختگی استفاده شود. متر می تواند تا محدوده ولتاژ 0 - 26V و حداکثر جریان 3.2A را اندازه گیری کند.

این پروژه ادامه پروژه قبلی متر انرژی من است.

موارد زیر ویژگی های جدیدی است که به نسخه قبلی اضافه شده است

1. پارامترها را از تلفن هوشمند نظارت کنید

2. محدوده خودکار پارامترها

3. نظارت بر قبض برق

4. دستگاه تست USB

من از دو پروژه زیر الهام گرفتم

1. مانیتور قدرت” - سنسور جریان و ولتاژ DC (INA219)

2. قدرت سنج/لاگر خود را بسازید

من می خواهم از دو نویسنده پروژه فوق تشکر ویژه کنم.

تدارکات:

اجزای مورد استفاده:

1. Wemos D1 Mini Pro (آمازون)

2. INA219 (آمازون)

3. صفحه نمایش 0.96 اینچی OLED (آمازون)

4. سنسور دمای DS18B20 (آمازون)

5. باتری لیپو (آمازون)

6. پایانه های پیچ (آمازون)

7. سربرگ های زن / مرد (آمازون)

8. تخته سوراخ دار (آمازون)

9. 24 AWG Wire (آمازون)

10. Slide Switch (آمازون)

11. پورت USB USB (آمازون)

12. 11. پورت زن USB (آمازون)

12. PCB Standoffs (آمازون)

13. صفحات خورشیدی (ولتاییک)

ابزارها و ابزارهای مورد استفاده:

1. آهن لحیم کاری (آمازون)

2. سیم گیر (آمازون)

3. مولتی متر (آمازون)

مرحله 1: مرحله 1: چگونه کار می کند؟

قلب انرژی سنج یک برد Wemos مبتنی بر ESP8266 است. ESP8266 با استفاده از سنسور جریان INA219 و دما توسط سنسور دما DS18B20 ، جریان و ولتاژ را حس می کند. با توجه به این ولتاژ و جریان ، ESP محاسبه توان ، انرژی و ظرفیت را انجام می دهد. از مصرف انرژی ، قبض برق بر اساس نرخ انرژی (قیمت به ازای هر کیلووات ساعت) محاسبه می شود.

طرح کلی به 4 گروه تقسیم می شود

1. Wemos D1 Mini Pro

نیروی مورد نیاز برای برد Wemos از طریق LiPovBattery از طریق سوئیچ کشویی تأمین می شود.

2. سنسور جریان

سنسور جریان INA219 در حالت ارتباط I2C (پین SDA و SCL) به برد آردوینو متصل است.

3. صفحه نمایش OLED

مشابه سنسور فعلی ، صفحه نمایش OLED نیز در حالت ارتباط I2C به برد آردوینو متصل است. با این حال ، آدرس هر دو دستگاه متفاوت است.

4. سنسور دما

در اینجا من از سنسور دما DS18B20 استفاده کرده ام. از پروتکل یک سیم برای ارتباط با آردوینو استفاده می کند.

مرحله 2: پین هدر را آماده کنید

برای نصب Arduino ، صفحه نمایش OLED ، سنسور جریان و سنسور دما ، به پین هدرهای مستقیم زن نیاز دارید. وقتی هدرهای مستقیم را خریداری می کنید ، برای استفاده از اجزای آن بسیار طولانی خواهد بود. بنابراین ، باید آنها را به طول مناسب کوتاه کنید. برای بستن آن از یک قفل برقی استفاده کردم.

موارد زیر جزئیات مربوط به سرفصل ها است:

1. Wemos Board - 2 x 8 پین

2. INA219 - 1 x 6 پین

3. OLED - 1 x 4 پین

4. دما سنسور - 1 x 3 پین

مرحله 3: سربرگ های زن را لحیم کنید

پس از تهیه پین هدرهای زن ، آنها را به تخته سوراخ شده بچسبانید.

پس از لحیم کاری پایه های هدر ، بررسی کنید که آیا همه اجزا کاملاً مناسب هستند یا خیر.

مرحله 4: پایانه های پیچ سرباز ، پورت USB و سوئیچ

ابتدا 3 پایانه پیچ را لحیم کنید ، پایانه های پیچ برای اتصال 1. منبع 2. بار و 3. باتری استفاده می شود

پایانه های بالا برای اتصال منبع و بار و پایانه پایینی که در کنار سوئیچ قرار دارد برای اتصال بسته باتری استفاده می شود.

سپس کلید اسلاید را لحیم کنید. کلید کشویی روشن و خاموش را به برد Wemos روشن می کند.

در نهایت پورت USB زن را لحیم کنید. اندازه پایه های درگاه USB کمی بزرگتر از سوراخ های سوراخ سوراخ شده است ، بنابراین باید با استفاده از مته سوراخ را گسترده تر کنید. سپس پورت USB را در آن سوراخ ها فشار دهید و همه پین ها را لحیم کنید.

مرحله 5: سنسور INA219 را آماده کنید

سنسور INA219 دارای نوار هدر مردانه 6 پین و ترمینال پیچ است. پین های هدر نر برای اتصال I2C با میکروکنترلر و ترمینال پیچ برای اتصال خط برق برای اندازه گیری جریان است.

در اینجا من پین های نر 6 پین را به INA219 لحیم کرده و ترمینال پیچ را برای در نظر گرفتن ظاهر زیبا ترک کرده ام. سپس مستقیماً دو سیم را به پد لحیم کاری که برای ترمینال پیچ داده شده است ، لحیم می کنم ، همانطور که در تصویر بالا نشان داده شده است.

مرحله 6: سنسور دما را نصب کنید

در اینجا از سنسور دما DS18B20 در بسته TO-92 استفاده می کنم. با در نظر گرفتن جایگزینی آسان ، من از هدر زنانه 3 پین استفاده کرده ام. اما می توانید مستقیماً سنسور را به برد سوراخ شده بچسبانید.

نمودار پین برای DS18B20 در تصویر بالا نشان داده شده است.

مرحله 7: مدار را ایجاد کنید

پس از لحیم کاری هدرهای زنانه و پایانه های پیچ ، باید پدها را مطابق نمودار شماتیک بالا نشان دهید.

اتصالات کاملاً مستقیم هستند

INA219 / OLED -> Wemos

VCC -> VCC

GND -> GND

SDA -> D2

SCL-> D1

DS18B20 -> Wemos

GND -> GND

DQ -> D4 از طریق مقاومت کشش 4.7K

VCC -> VCC

سرانجام ، ترمینال های پیچ را مطابق شکل وصل کنید.

من از سیم های رنگی 24AWG برای ایجاد مدار استفاده کرده ام. مطابق نمودار مدار سیم را لحیم کنید.

مرحله 8: بسته باتری را آماده کنید

در اینجا من از یک باتری 700 میلی آمپر ساعتی برای تغذیه برد Wemos استفاده کرده ام. بسته باتری در قسمت پشتی مدار نصب شده است. برای نصب باتری ، من از نوار دو طرفه 3M استفاده کرده ام.

چند اندیشه:

1. اگر نمی خواهید از باتری استفاده کنید ، می توانید از منبع منبع برای تغذیه برد Wemos با استفاده از مدار تنظیم کننده ولتاژ استفاده کنید.

2. برای شارژ باتری LiPo می توانید یک برد شارژ TP4056 اضافه کنید.

گام نهم: نصب و راه اندازی حالت های ایستاده

پس از لحیم کاری و سیم کشی ، استندها را در 4 گوشه نصب کنید. این فاصله کافی را برای اتصالات لحیم کاری و سیم ها از سطح زمین فراهم می کند.

مرحله 10: نرم افزار و کتابخانه ها

1. آماده سازی Arduino IDE برای Wemos Board

برای بارگذاری کد آردوینو در برد Wemos ، باید این دستورالعمل ها را دنبال کنید

برد و COM Port مناسب را تنظیم کنید.

2. کتابخانه ها را نصب کنید

سپس باید کتابخانه را به Arduino IDE خود وارد کنید

کتابخانه های زیر را بارگیری کنید

1. کتابخانه بلینک

2. Adafruit_SSD1306

3. Adafruit_INA219

4. دما دالاس

5. OneWire

3. طرح آردوینو

پس از نصب کتابخانه های بالا ، کد Arduino زیر را بچسبانید. کد author را از مرحله 1 ، ssid و رمز عبور روتر خود وارد کنید.

سپس کد را بارگذاری کنید.

مرحله 11: ارتباط با برنامه Blynk

از آنجا که برد Wemos دارای یک تراشه WiFi داخلی است ، می توانید آن را به روتر خود متصل کرده و تمام پارامترهای تلفن هوشمند خود را کنترل کنید. در اینجا من از برنامه Blynk برای ساخت برنامه نظارت بر تلفن هوشمند استفاده کرده ام.

Blynk برنامه ای است که امکان کنترل کامل Arduino ، ESP8266 ، Rasberry ، Intel Edison و سخت افزارهای دیگر را می دهد. t با Android و iPhone سازگار است.

در بلینک همه چیز با runs️انرژی کار می کند. هنگامی که یک حساب جدید ایجاد می کنید ، 2،000 ⚡ برای شروع آزمایش دریافت می کنید. هر ویجت برای کار به مقداری انرژی نیاز دارد.

مراحل زیر را دنبال کنید:

مرحله 1: برنامه Blynk را بارگیری کنید

1. برای اندروید

2. برای iPhone

گام 2:

دریافت Auth Token به منظور اتصال Blynk App و سخت افزار خود ، به یک Auth Token نیاز دارید.

1. یک حساب جدید در Blynk App ایجاد کنید.

2. نماد QR را در نوار بالای منو فشار دهید.

با اسکن کد QR نشان داده شده در بالا ، یک کلون از این پروژه ایجاد کنید. هنگامی که با موفقیت شناسایی شد ، کل پروژه بلافاصله روی تلفن شما قرار می گیرد.

3. پس از ایجاد پروژه ، تیم Blynk یک شناسه Auth را با شناسه ایمیل ثبت شده برای شما ارسال می کند.

4. صندوق ورودی ایمیل خود را بررسی کنید و Auth Token را پیدا کنید.

مرحله 12: آزمایش مدار

برای آزمایش برد ، یک باتری 12 ولت را به عنوان منبع و یک LED 3 وات را به عنوان بار متصل کرده ام.

باتری به ترمینال پیچ منبع و LED به ترمینال پیچ بار متصل است. باتری LiPo به پایانه پیچ باتری متصل شده و سپس با استفاده از کلید کشویی مدار را روشن کنید. می توانید تمام پارامترهای نمایش داده شده در صفحه OLED را مشاهده کنید.

پارامترهای ستون اول 1. ولتاژ 2. جریان 3. قدرت پارامترهای ستون دوم 1. انرژی 2. ظرفیت 3. دما

اکنون برنامه Blynk را باز کنید تا تمام پارامترهای فوق را از تلفن هوشمند خود نظارت کنید.

برای بررسی دقت ، از مولتی متر و تستر خود استفاده کردم ، همانطور که در بالا نشان داده شده است. دقت به آنها نزدیک است.

من واقعاً از این ابزار جیبی راضی هستم.

با تشکر برای خواندن دستورالعمل من. اگر پروژه من را دوست دارید ، به اشتراک گذاری آن را فراموش نکنید.

نظرات و انتقادات و پیشنهادات همیشه خوش آمدید.