ترموستات Propagator با استفاده از ESP8266/NodeMCU و Blynk: 7 مرحله (همراه با تصاویر)

2024 نویسنده: John Day | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2024-01-30 08:57

من اخیراً یک تکثیر گرم شده خریدم ، که باید به جوانه زدن بذر گل و سبزیجات من در اوایل فصل کمک کند. بدون ترموستات آمد. و از آنجا که ترموستات ها بسیار گران هستند ، تصمیم گرفتم خودم آن را تهیه کنم. همانطور که می خواستم از این فرصت برای بازی کمی با Blynk استفاده کنم ، ترموستات خود را بر اساس یک تخته توسعه ESP8266/NodeMCU که در اطراف آن قرار داشتم ، قرار دادم.

برای پروژه های قبلی ، من از سایت هایی مانند installables.com برای الهام و کمک هر زمان که گیر می کردم استفاده می کردم. عادلانه نیست که خودم سهمی کوچک داشته باشم ، بنابراین اولین دستورالعمل من در اینجا این است!

سلب مسئولیت: این پروژه بر روی AC 230V کار می کند که بسیار خطرناک است و هرگونه اشتباه ممکن است شما را بکشد. من نمی توانم مسئول هرگونه خسارت ، جراحت یا تلفات جانی باشم. این کار را با مسئولیت خود انجام دهید

مرحله 1: فهرست مواردی که استفاده کرده ام

1 NodeMCU V3.0

2 سنسور درجه حرارت 1 سیم DS18B20

1 ماژول رله

1 صفحه نمایش LCD 1602 I2C

3 دکمه فشاری رنگی

1 مورد 158x90x60 با روکش شفاف

1 عدد شارژر USB 5 ولت

1 USB کوتاه USB 2.0 A Male to B Male میکرو 5 پین کابل داده

1 مقاومت 4.7kΩ

1 بلوک تخته سه لا ضد آب ، حدود 10x5x2cm

1 قطعه لوله پلاستیکی سفید ، قطر 12 میلی متر ، طول 16 سانتی متر

1 کابل برق 230 ولت با دوشاخه

1 پریز برق 230 ولت زن (2 پین)

1 پریز برق 230V زن (3 پین)

بلوک ترمینال 16 موقعیت 2 ردیف

1 کابل صوتی استریو با یک جک 3.5 میلی متری استریو در یک سر

1 زن سوکت استریو 3.5 میلی متری

2 اتصال دهنده غده کابل M16

1 قطعه پرسپکس سفید در حدود 160x90

و برخی از سیم های اتصال ، لوله های حرارتی کوچک ، چسب ، نوار چسب دو طرفه ، رنگ اسپری سیاه ، جداکننده های ایستاده برد PCB ، پیچ و مهره های M3 و مته 1.5 میلی متر/6.5 میلی متر/12 میلی متر/16 میلی متر

مرحله 2: طراحی ترموستات

همانطور که گفته شد ، ترموستات در اطراف یک برد توسعه ESP8266/NodeMCU ایجاد شده است.

دمای واقعی خاک و هوا در دستگاه پخش کننده توسط 2 سنسور دما اندازه گیری می شود. این سنسورها دارای رابط 1-Wire هستند ، به این معنی که می توان آنها را به صورت موازی با یک پورت ورودی متصل کرد. همانطور که در این برگه داده عالی ذکر شد ، گذرگاه 1-Wire به مقاومت کشش خارجی تقریباً 5 کیلووات نیاز دارد. من بین خط سیگنال سنسورها و 3.3 ولت NodeMCU از یک مقاومت 4.7 کیلو اهم استفاده می کنم.

برای افزایش یا کاهش دمای خاک مورد نظر ، 2 دکمه فشاری اضافه می شود و همچنین یک صفحه LCD 16x2 کاراکتری برای ارائه بازخورد در مورد دمای فعلی و هدف. این صفحه LCD دارای نور پس زمینه داخلی است. برای جلوگیری از روشن شدن مداوم نور پس زمینه ، تصمیم گرفتم کمی کد را برای کم نور شدن صفحه بعد از مدتی اضافه کنم. برای اینکه بتوانم نور پس زمینه را دوباره فعال کنم ، یک دکمه دیگر فشار دادم. در نهایت ، یک ماژول رله برای روشن و خاموش کردن برق به کابل حرارتی در پخش کننده اضافه می شود.

تصویر بالا نحوه اتصال این اجزا به واحد اصلی را نشان می دهد.

مرحله 3: ساخت ترموستات 'Blynk'

از آنجا که بعداً در کد خود به داده هایی از برنامه Blynk نیاز داریم ، ابتدا به تجارت Blynk رسیدگی کنیم.

3 مرحله اول دستورالعمل شروع Blynk را دنبال کنید.

اکنون یک پروژه جدید در برنامه Blynk ایجاد کنید. به عنوان نام پروژه ، "Propagator" را انتخاب کردم. از لیست دستگاه ها ، "NodeMCU" را انتخاب کنید ، نوع اتصال "WiFi" است. من تم تاریک را دوست دارم ، بنابراین "تاریک" را انتخاب کردم. پس از فشار دادن OK ، پنجره ای نشان داده می شود که نشان می دهد Auth Token به آدرس ایمیل شما ارسال شده است. نامه خود را بررسی کنید و این رمز را بنویسید ، بعداً به کد NodeMCU نیاز داریم.

روی صفحه خالی که اکنون نشان داده شده ضربه بزنید و اضافه کنید:

• 2 سنج (300 عدد انرژی ، بنابراین 600 کل)
• 1 SuperChart (900 انرژی)
• 1 ارزش نمایش (200 انرژی)
• 1 لغزنده (200 انرژی)
• 1 LED (100 انرژی)

این دقیقاً میزان 2000 انرژی رایگان شما را مصرف می کند ؛-)

تصاویر بالا نحوه چیدمان صفحه با این عناصر را نشان می دهد. با ضربه زدن روی هر عنصر ، می توانید تنظیمات دقیق را تنظیم کنید (همچنین در تصاویر بالا نشان داده شده است).

پس از اتمام کار ، پروژه خود را با انتخاب دکمه "پخش" فعال کنید. البته برنامه متصل نمی شود ، زیرا هنوز چیزی برای اتصال وجود ندارد. بنابراین بیایید به مرحله بعدی برویم.

مرحله 4: کدی که باعث می شود همه کار کند

اکنون زمان برنامه ریزی ESP8266/NodeMCU ما است. من برای این کار از برنامه Arduino IDE استفاده می کنم که می توانید آن را در اینجا بارگیری کنید. برای راه اندازی آن برای ESP8266/NodeMCU ، نگاهی به این دستورالعمل عالی Magesh Jayakumar بیندازید.

کدی که برای ترموستات Propagator ایجاد کردم در فایل Thermostat.ino زیر یافت می شود.

اگر می خواهید دوباره از این کد استفاده کنید ، مطمئن شوید که SSID WiFi ، رمز عبور و رمز مجوز Blynk خود را در کد به روز کرده اید.

مرحله 5: ساخت ماژول سنسور دما

پایه پخش کننده با یک لایه ماسه تیز یا شن و ماسه بسیار ریز به ضخامت حدود 2 سانتی متر پر می شود. این کار حرارت پایین را به طور یکنواخت پخش می کند. برای اندازه گیری صحیح دمای خاک ، تصمیم گرفتم به سراغ سنسور درجه حرارت ضد آب DS18B20 بروم. اگرچه تبلیغ کننده من با یک دماسنج آنالوگ روی صفحه برای اندازه گیری دمای هوای داخل آمده بود ، اما تصمیم گرفتم سنسور دما دیگری را برای اندازه گیری دمای هوا به صورت الکترونیکی نیز اضافه کنم.

برای محکم نگه داشتن هر دو سنسور ، یک ساختار چوبی ساده ایجاد کردم. من یک تکه تخته سه لا ضد آب برداشتم و یک سوراخ 6.5 میلی متری از طرفی به طرف دیگر برای نگه داشتن سنسور دمای خاک ، سیم سنسور را از طریق بلوک هدایت کردم. در کنار آن من یک سوراخ 12 میلی متری در مرکز بلوک تخته سه لا ، به اندازه 3/4 ارتفاع کل ، و یک سوراخ 6.5 میلی متری از طرف ، در نیمه راه بلوک ، به سوراخ 12 میلی متری خالی کردم. این سوراخ دارای سنسور دمای هوا است.

سنسور دمای هوا توسط یک لوله سفید پلاستیکی پوشانده شده است که داخل سوراخ 12 میلی متری قرار می گیرد. طول لوله حدود 16 سانتی متر است. این لوله دارای چندین سوراخ 1.5 میلی متری است که در نیمه پایینی (جایی که سنسور در آن قرار دارد) ایجاد شده است ، نیمه بالای آن سیاه است. ایده این است که هوا در قسمت سیاه لوله کمی گرم می شود ، به بالا می رود و فرار می کند ، بنابراین جریان هوا در اطراف سنسور ایجاد می شود. امیدوارم این امر منجر به خواندن بهتر دمای هوا شود. در نهایت ، برای جلوگیری از ورود شن و ماسه یا شن ، سوراخ های کابل های سنسور با چسب پر می شود.

برای اتصال سنسورها ، از یک کابل صوتی استریو قدیمی استفاده کردم که دارای یک جک 3.5 میلی متری استریو در یک سر آن است. اتصالات طرف دیگر را قطع کردم و 3 سیم را لحیم کردم (کابل صوتی من دارای سیم مسی ، سیم قرمز و سفید است):

- هر دو سیم مشکی از سنسورها (زمین) به سیم زمین کابل صوتی می روند

- هر دو سیم قرمز (+) به سیم قرمز می روند

- هر دو سیم زرد (سیگنال) به سیم سفید می روند

قطعات لحیم شده را جداگانه با برخی از لوله های کوچک کننده حرارتی جدا کردم. همچنین از لوله های کوچک کننده حرارتی برای نگه داشتن 2 سیم سنسور در کنار هم استفاده کرد.

ماژول تکمیل شده سنسور دما در تصویر 4 بالا نشان داده شده است.

پس از اتمام ماژول سنسور دما ، با استفاده از نوار چسب دو طرفه در مرکز پخش کننده گرم شده نصب می شود. سیم از طریق دهانه موجود (که باید کمی بزرگ شود تا سیم مناسب شود) در پایه پخش کننده تغذیه می شود.

مرحله 6: ساخت ماژول ترموستات

ESP8266/NodeMCU ، صفحه نمایش ، رله و منبع تغذیه 5 ولت به خوبی در قاب 158x90x60 میلی متر با کاور شفاف قرار می گیرند.

من برای نصب NodeMCU ، صفحه LCD و رله داخل کیس به یک پایه نیاز داشتم. من در مورد سفارش صفحه پایه چاپ سه بعدی فکر کردم ، بنابراین یک فایل.stl در SketchUp ایجاد کردم. نظرم عوض شد و به سادگی خودم آن را از یک تکه سفید 4 میلی متری ساختم. با استفاده از SketchUp ، من یک الگو ایجاد کردم تا محل دقیق سوراخ های 3 میلی متری را مشخص کند. برای مثال به فایل.skp مراجعه کنید. اجزای سازنده با استفاده از چند فاصله دهنده ایستاده با طول مناسب بر روی صفحه پایه نصب می شوند.

من سوراخ های دکمه ها و کانکتورهای کناری قاب را حفر کردم ، دکمه ها و اتصالات را نصب کردم و با استفاده از سیم های رنگی مختلف آنها را سیم کشی کردم تا از اتصالات اشتباه جلوگیری شود. قطعات AC 230V را با دقت سیم کشی کردم. باز هم: 230V AC می تواند خطرناک باشد ، هنگام تهیه این قسمت از پروژه مطمئن شوید که می دانید چه کار می کنید!

منبع تغذیه 5V و بلوک ترمینال در قسمت پایین کیس با نوار چسب دو طرفه در جای خود نگه داشته شده است.

پس از اتصال سیم ها به NodeMCU ، کمی طول کشید تا صفحه پایه در کیس با چند پیچ m3 ثابت شود.

اقدام نهایی: جلد شفاف را در جای خود قرار دهید و کار ما تمام شد!

مرحله 7: نتیجه گیری

ساختن این ترموستات برای تبلیغ کننده من و پیگیری پیشرفت من در ساخت آن و نوشتن این دستورالعمل بسیار سرگرم کننده بود.

ترموستات مانند یک جذابیت عمل می کند و کنترل و نظارت بر آن با استفاده از برنامه Blynk نیز خوب عمل می کند.

اما همیشه جایی برای پیشرفت وجود دارد. من در مورد بهبود کنترل دما با اجتناب از "فرار بیش از حد از هدف" فکر می کنم. احتمالاً نگاهی به کتابخانه موسوم به PID خواهم داشت.

یک ایده دیگر: من ممکن است گزینه OTA 'Over The Air' را برای به روز رسانی نرم افزار NodeMCU بدون نیاز به باز کردن کیس در هر زمان اضافه کنم.