رله کنترل دما ESP8266: 9 مرحله (همراه با تصاویر)

2024 نویسنده: John Day | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2024-01-30 08:56

یکی از دوستان من دانشمندی است که آزمایشاتی را انجام می دهد که به دما و رطوبت هوا بسیار حساس هستند. اتاق جوجه کشی دارای یک بخاری سرامیکی کوچک است اما ترموستات بخاری تقریباً به اندازه کافی دقیق نبود ، فقط قادر بود دما را در 10-15 درجه حفظ کند.

دستگاه های تجاری که دما و رطوبت را ثبت می کنند بسیار گران هستند و دریافت اطلاعات از دستگاه می تواند مشکل باشد. به علاوه ، آنها نمی توانند دما را کنترل کنند ، فقط داده ها را ثبت می کنند. وی پرسید ساخت دستگاهی که بتواند بخاری را از طریق رله کنترل کند و دما و رطوبت را ثبت کند چقدر سخت است. به اندازه کافی آسان به نظر می رسید.

با گرفتن ESP8266 ، رله ، DHT22 و برخی از بسترهای اینترنت اشیا آنلاین ، ما خاموش هستیم.

مرحله 1: لوازم

این پروژه از تعداد انگشت شماری از منابع استفاده می کند که همه آنها بسیار رایج هستند و ممکن است امروز آنها را در دست داشته باشید. در اینجا لیستی کامل از مواردی است که من استفاده کردم ، در صورت لزوم می توانید نیازهای پروژه خود را تنظیم کنید.

• ESP8266 ESP-01 (یا برد مشابه ESP8266)
• سنسور دما و رطوبت DHT-22
• تنظیم کننده ولتاژ متغیر LM317 (یا تنظیم کننده استاندارد 3.3V راحت تر خواهد بود)
• رله جریان بالا 5V (من با 10A شروع کردم اما ظرف 2 روز آن را منفجر کردم)
• انواع مقاومت و خازن
• سیم های بلوز
• پریز برق و روکش استاندارد
• جعبه باند برقی
• پریز USB قدیمی با آداپتور
• دوشاخه برق قدیمی

در گذشته ، استفاده از NodeMCU به جای ESP-01 بسیار منطقی تر به نظر می رسید. من در آن زمان نداشتم ، بنابراین با آنچه در دست داشتم کار کردم.

مرحله 2: ساخت خروجی

در حالی که من از نظر فنی با میکرو کنترلر و کد شروع کردم ، منطقی است که ابتدا از پریز AC شروع کنم. برای این پروژه ، من از یک جعبه باند ، یک پریز استاندارد 2 شاخه و سیم برق یک نوار برق قدیمی استفاده کردم.

پریز برق با اتصال دو سیم سفید به هم و اتصال دو سیم زمین به هم وصل می شود. دو سیم مشکی که از قسمت بالای رله عبور می کنند. مطمئن شوید که پایانه ها را به خوبی خراب کرده اید و هیچ کدام از رشته ها کوتاه نمی شوند ، من کمی لحیم روی سیم ها گذاشتم تا پایه ها با هم بمانند.

مراقب ولتاژ بالا باشید و هر اتصال را دوباره بررسی کنید. ایده خوبی است که نوار برقی را روی ریه های سیم خود قرار دهید تا شل نشوند

مرحله 3: طراحی کرسیوت

مدار بسیار ساده است ، اما اگر از ESP-01 مانند من استفاده می کنید ، باید یک تنظیم کننده ولتاژ اضافه کنید تا 3.3 ولت دریافت کنید. رله های استاندارد به 5 ولت احتیاج دارند بنابراین به ریل 3.3 ولت و 5.0 ولت نیاز دارید.

مدار من از رگولاتور ولتاژ LM317 با مجموعه ای از مقاومتها برای دریافت ریل ثابت 3.3 ولت استفاده کرد ، من برای تغذیه رله به USB 5V ضربه زدم. رله های 3.3 ولت وجود دارد اما برای رله های با جریان بالا لازم نیست اگر قصد دارید یک بخاری کوچک را تغذیه کنید.

DHT22 به مقاومت کشش 4.7k نیاز دارد.

مرحله 4: تخته را لحیم کنید

همه قطعات را چیده و لحیم کنید. این ممکن است کمی مشکل باشد ، اما از قبل برنامه ریزی آثار با یک تکه کاغذ نمودار کمک خواهد کرد.

من از یک برد USB برای یک پریز برق استفاده کردم اما بسیار ضعیف بود و به جای آن دو پین هدر جایگزین کردم. من از دو سربرگ زن روی تخته استفاده کردم و دو پین هدر مردانه را مستقیماً به یک پلاگین USB قدیمی لحیم کردم. این ثابت شد که قابل اطمینان تر و محکم تر است. رنگ سیم کشی USB عبارتند از:

Black GroundRed 5V

من همچنین از سربرگ های مردانه برای نشان دادن پین های DHT22 و Relay روی صفحه تخته خود استفاده کردم تا آنها را با سیم های بلوز استاندارد متصل کنم.

مطمئن شوید که هر پین ، برق و اتصال دهنده زمین را در صورت برچسب زدن بعداً برچسب گذاری کرده اید.

مرحله 5: برد مدار را نصب کنید

در کنار جعبه باند ، مدار را با پیچ و/یا چسب حرارتی نصب کنید. اطمینان حاصل کنید که محل قرارگیری به گونه ای است که سیم های بلوز به رله شما در داخل جعبه برسد و شما به راحتی می توانید اتصال برق خود را وصل کنید.

یک سیم جامپر با کاهش حرارت به سنسور DHT22 خود با طول مناسب برای موقعیت خود اضافه کنید. طول من حدود 8 اینچ بود. من به جای آن از کابل CAT5 استفاده کردم تا سیم ها کمی در موقعیت خود خم شوند و به صورت مستقل عمل کنند.

مرحله 6: کد Arudino

کد آردوینو از کلاس SensorBase من استفاده می کند ، که در صفحه Github من موجود است. نیازی به استفاده از کد SensorBase من ندارید. می توانید مستقیماً به سرور MQTT و Thingspeak بنویسید.

این پروژه دارای سه ویژگی اصلی نرم افزار است:

1. یک وب سرور محلی برای تنظیم و مشاهده مقادیر
2. سرور MQTT از راه دور برای ارسال و ذخیره داده ها
3. داشبورد Thingspeak برای رسم نمودار داده ها

می توانید از یک یا چند مورد از این ویژگی ها استفاده کنید. فقط کافی است کد را در صورت لزوم تنظیم کنید. این مجموعه خاصی از کد است که من استفاده کردم. شما باید گذرواژه ها و کلیدهای API را تنظیم کنید.

• کد پایه سنسور در Github.
• کد آزمایشگاه در Github

مرحله 7: داشبورد Thingspeak

یک حساب رایگان Thingspeak راه اندازی کنید و یک داشبورد جدید تعریف کنید. شما باید از همان ترتیب مواردی که در زیر لیست کرده ام استفاده کنید ، اسامی مهم نیستند ، اما ترتیب اهمیت دارد.

اگر می خواهید مواردی را اضافه یا حذف کنید ، پارامترهای Thingspeak را در کد آردوینو تنظیم کنید. این بسیار مستقیم است و به خوبی در وب سایت آنها ثبت شده است.

مرحله 8: راه اندازی CloudMQTT

هر سرویس MQTT یا سرویس IoT مشابه مانند Blynk کار می کند ، اما من استفاده از CloudMQTT را برای این پروژه انتخاب می کنم. من در گذشته برای بسیاری از پروژه ها از CloudeMQTT استفاده کرده ام و از آنجا که این پروژه به یک دوست واگذار می شود ، ایجاد یک حساب جدید منطقی است که قابل انتقال نیز باشد.

یک حساب CloudMQTT ایجاد کنید و سپس یک "نمونه" جدید ایجاد کنید ، اندازه "Cute Cat" را انتخاب کنید زیرا ما فقط از آن برای کنترل استفاده می کنیم ، بدون ورود به سیستم. CloudMQTT نام سرور ، نام کاربری ، رمز عبور و شماره پورت را در اختیار شما قرار می دهد. (توجه داشته باشید که شماره پورت درگاه استاندارد MQTT نیست). همه این مقادیر را در کدهای ESP8266 خود در مکان های مربوطه منتقل کنید تا از صحت مورد اطمینان حاصل شود. (به طور جدی ، مقادیر را کپی/جایگذاری کنید)

می توانید از پنل "Websocket UI" در CloudMQTT برای مشاهده اتصالات دستگاه ، فشار دادن دکمه ها و در سناریوی عجیب ، دریافت خطا ، پیام خطا استفاده کنید.

هنگام پیکربندی مشتری MQTT Android نیز به این تنظیمات نیاز خواهید داشت ، بنابراین در صورت نیاز به مقادیر توجه کنید. امیدوارم رمز عبور شما آنقدر پیچیده نباشد که بتوانید در تلفن خود تایپ کنید. شما نمی توانید آن را در CloudMQTT تنظیم کنید.

مرحله 9: آزمایش نهایی

اکنون باید دستگاه نهایی را آزمایش کنیم.

قبل از آزمایش هر چیزی ، هر سیم را دوباره بررسی کنید و از مولتی متر خود در حالت پیوستگی برای ردیابی همه سیم ها استفاده کنید. مطمئن شوید که همه چیز به جایی متصل شده است که فکر می کنید متصل است. از آنجا که رله ولتاژ بالا را از ولتاژ پایین جدا می کند ، لازم نیست نگران کوتاه شدن میکروکنترلر خود باشید.

من از تست کننده مدار ساده برقکار برای بررسی صحت سیم کشی همه قسمتها در سمت ولتاژ بالا استفاده کردم و همچنین برای آزمایش رله من نیز خوب عمل کرد.

با اتصال به دستگاه از طریق تلفن یا لپ تاپ ، ESP2866 خود را به شبکه wifi خود اضافه کنید. این از کتابخانه استاندارد WifiManager استفاده می کند و تمام اسناد لازم را در صفحه Github خود دارد.

با استفاده از لامپ رشته ای ، سنسور DHT22 را در کنار لامپ قرار دادم و لامپ را به پریز وصل کردم. این باعث می شود که دما به سرعت گرم شود ، و باعث می شود که رله لامپ را خاموش کرده و روند را تکرار کند. این برای آزمایش همه چیز ، از جمله اتصال wifi من بسیار مفید بود.

دستگاه شما باید هنگامی که درجه حرارت بسیار پایین است رله را به درستی روشن کند و هنگامی که دما به مقدار بالا رسید آن را خاموش کنید. در آزمایش من ، این امر توانسته است دمای فضای آزمایشگاه ما را در عرض 1 درجه سانتیگراد 24 ساعت در روز نگه دارد.