Mały rejestrator temperatury ESP8266 (Arkusze Google): 15 kroków

2024 Autor: John Day | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2024-01-30 11:29

To jest przewodnik, jak stworzyć swój własny, absolutnie mały rejestrator temperatury z obsługą Wi-Fi. Oparty jest na module ESP-01 i cyfrowym czujniku temperatury DS18B20, zapakowany w szczelną obudowę wydrukowaną w 3D z baterią litową 200 mAh i ładowarką micro USB.

To naprawdę niesamowity projekt, jeśli zostanie wykonany poprawnie, ale słowo ostrzeżenia jest bardzo frustrujące, aby lutować wszystko ręcznie i utrzymywać tak małe, bez uszkadzania czegokolwiek i uruchamiania oprogramowania, jest dość długie. Przeczytaj więc całą instrukcję, zanim ją wypróbujesz.

Jeśli ktoś zbuduje taki, chciałbym go zobaczyć i do czego go używasz, do tej pory używałem go do określenia cyklu pracy mojego klimatyzatora w typowy letni dzień (50 minut włączony, 20 minut wyłączony) i będę używał to do monitorowania temperatury kiełbasek zimą…

Krok 1: Materiały/Wyposażenie

Chociaż komponentów jest niewiele, a schemat dość prosty, potrzeba dużo wysiłku, aby uzyskać ładną i funkcjonalną formę…

Komponenty, których będziesz potrzebować, to:

• Jeden ESP01
• Jedna bateria LiPo 200 mAh
• Jeden moduł ładowarki LiPo TP4056
• Jeden regulator napięcia HT7333A 3.3 V
• Jeden czujnik temperatury DS18B20
• Dwa rezystory SMD 4,7 kΩ
• Dwa małe przyciski

Narzędzia/sprzęt, którego będziesz potrzebować to:

• Cienki izolowany drut (użyłem drutu do owijania drutu)
• Lutownica/stacja lutownicza, lut, topnik i pompa rozlutowująca
• Nożyce/szczypce do ściągania izolacji, pincety
• Komputer
• Płytka programująca ESP01
• Drukarka 3D
• Superglue/klej cyjanoakrylowy

Krok 2: Lutowanie: mały przewód Deep_Sleep

Jedną z kluczowych cech, które musi posiadać rejestrator zasilany bateryjnie, jest tryb niskiego poboru mocy, aby mógł działać tak długo, jak to możliwe. ESP8266 ma ESP. DeepSleep(); opcja, ale wymaga podłączenia GPIO_16 do pinu EXT_RSTB(Reset), który niestety dla nas nie jest wyłamany na module ESP01. Oznacza to, że musimy ręcznie przylutować cienki drut do odpowiedniego pinu w układzie SMD ESP8266. Jest to dość trudne, ale można to zrobić za pomocą zwykłej lutownicy i dużej cierpliwości i pewnych rąk. GPIO_16 to ostatni pin z boku chipa w pobliżu kondensatora odsprzęgającego, ponieważ znajduje się na krawędzi, co znacznie ułatwia lutowanie. Powodzenia!

Krok 3: Prototyp

Przed skompaktowaniem go do końcowej elektroniki, która ma trafić do obudowy, wykonałem prototyp przy użyciu płyty perforowanej. Był to opcjonalny krok, aby sprawdzić, czy wszystkie komponenty będą ze sobą współpracować, ponieważ znacznie trudniej będzie rozwiązać problem po zminiaturyzacji i w szczelnej obudowie. Można to również łatwo zrobić na płytce do krojenia chleba.

Krok 4: Programowanie

Do zaprogramowania ESP8266 można użyć taniego modułu programującego z Chin z niewielką modyfikacją dodając przycisk do podłączenia GPIO_2 do masy. Flashowanie ESP8266 jest poza zakresem tej instrukcji, ale można to łatwo zrobić za pomocą szkicu Arduino znajdującego się na stronie GitHub. Upewnij się, że zainstalowałeś ArduinoJSON i bibliotekę OneWire oraz oczywiście rdzenie ESP.

WAŻNY! Nie zapomnij wgrać danych SPIFFS na tablicę. Logger nie uruchomi się bez pliku konfiguracyjnego zapisanego w pamięci SPIFFS.

github.com/Luigi-Pizzolito/ESP8266-Temperatu…

Krok 5: Interwebz: Formularze Google

Backend naszego rejestratora będzie obsługiwany przez Formularze i Arkusze Google oraz IFTTT pomiędzy. Samo śledzenie zdjęć z tego miejsca jest najłatwiejsze.

1. Zrób nowy formularz.
2. Przechwytuj prośbę o odpowiedź z formularza za pomocą Narzędzi dla programistów Google Chrome.
3. Zanotuj adres URL żądania i żądaj danych
4. Połącz formularz z automatyczną aktualizacją Arkusza Google
5. Dodaj wykresy do arkuszy

Krok 6: Interwebz: Webhooki IFTTT

Naprawdę po prostu postępuj zgodnie ze zdjęciami krok po kroku w tym momencie.

1. Utwórz nowy aplet IFTTT
2. Wybierz wyzwalacz jako zdarzenie żądania webhooka i zanotuj nazwę zdarzenia.
3. Wybierz akcję, która ma być żądaniem webhooka.
4. Wklej adres URL żądania z Narzędzi dla programistów z Formularzy Google.
5. Ustaw metodę żądania na POST
6. Ustaw typ treści na „application/x-www-urlencoded”
7. Wklej nieprzetworzone dane żądania z Narzędzi dla programistów z Formularzy Google.
8. Znajdź pola temperatury i napięcia i zastąp je „Składniki”; Wartość1 i Wartość2.
9. Zakończ aplet.

Krok 7: Interwebz: Skonfiguruj swój rejestrator

Postępuj zgodnie ze zdjęciami…

1. Odwiedź dokumentację IFTTT Maker Webhooks tutaj:
2. Skopiuj URL wyzwalacza po wpisaniu nazwy wydarzenia.
3. Wejdź w tryb konfiguracji na swoim TinyTempLogger, przytrzymując przycisk konfiguracji i pulsując przycisk resetowania, połącz się z ESP_Logger i otwórz 192.168.4.1
4. Wpisz swój adres URL, podzielony na Host i URI
5. Wpisz „value1” i „value2” jako nazwy parametrów.
6. Kliknij Zapisz, a następnie zresetuj.

Twój rejestrator powinien teraz móc przesyłać dane do Arkuszy Google za pośrednictwem przekaźnika IFTTT.

Krok 8: Lutowanie: bateria, ładowarka i regulator

W tym momencie powinieneś mieć w pełni funkcjonalny prototyp na płytce prototypowej/płycie perforowanej. W następnych kilku krokach przylutujemy wszystkie komponenty w stylu „dead-bug”, do najmniejszego możliwego współczynnika kształtu.

Zacznij od przylutowania do siebie akumulatora, regulatora i ładowarki zgodnie ze schematem.

Schemat można również znaleźć na stronie GitHub.

Krok 9: Lutowanie: Usuń nagłówki pinów

WAŻNY! Przed wyjęciem nagłówków pinów upewnij się, że sflashowałeś program i SPIFFS oraz wykonałeś prototyp obwodu i potwierdziłeś, że działa! Flashowanie pamięci po tym kroku będzie uciążliwe!!

KONTYNUUJ TYLKO, jeśli obwód jest w pełni funkcjonalny jako prototyp.

Usunięcie nagłówków pinów jest trochę trudne, moją strategią jest po prostu nałożenie topnika i próba podgrzania wszystkich pinów za pomocą lutowia, jednocześnie używając pęsety do wyciągania pinów. Następnie pompką lutowniczą od dołu i żelazkiem od góry roztapiam lut wbity w otwory i odsysam. Uważaj, aby nie zerwać delikatnego drutu głębokiego snu.

Krok 10: Lutowanie rezystora SMD, zmiana prądu modułu ładowarki

Zanim użyjemy modułu ładowania LiPo z naszą małą baterią 200mAh, musimy go zmodyfikować. Domyślnie te moduły ładują ogniwo prądem 500mA, który jest zbyt wysoki dla małych akumulatorów. Zmieniając rezystor nastawy prądu SMD z 1,2kΩ(122) na 4,7kΩ(472), możemy zmniejszyć prąd do ~150mA. W ten sposób nasza komórka wytrzyma dłużej.

Krok 11: Lutowanie: guziki

Pierwszą rzeczą, którą przylutowałem do ESP-01, były przyciski, po prostu użyłem cienkiego drutu do owijania drutu i przycisków do montażu powierzchniowego, po prostu postępuj zgodnie ze schematem i utrzymuj wszystko tak małe, jak to możliwe.

Krok 12: Lutowanie: DS18B20

Następnie przylutowałem czujnik temperatury DS18B20, najpierw przyciąłem jego wyprowadzenia i wlutowałem rezystor 4,7 kΩ do montażu powierzchniowego między pinami VCC i DATA, a następnie po prostu podążałem za schematem, aby podłączyć go do ESP.

Krok 13: Lutowanie: połącz wszystko razem

Ostatnią rzeczą, jaka pozostała do zrobienia w zakresie lutowania, było podłączenie przewodów zasilających wychodzących z akumulatora do ESP, a następnie lutowanie zostało w końcu zakończone!

Krok 14: Czas drukowania 3D i montaż końcowy

Aby dokończyć montaż po upewnieniu się, że po lutowaniu wszystko nadal działa, nadszedł czas, aby wydrukować obudowę w 3D. Zacząłem od zmierzenia wymiarów i wykonania modelu w Fusion 360, chyba że udało Ci się zrobić swój tak mały lub taki sam rozmiar jak mój, być może będziesz musiał poprawić model Fusion 360. W przeciwnym razie listy STL dla górnej i dolnej części obudowy oraz podkładki z przyciskami są gotowe do drukowania. Użyłem Cury do krojenia w rozdzielczości 0,1 mm, 20% wypełnienia, filamentu ABS i włączonej opcji „Drukuj cienkie ściany”. Upewnij się, że jest to włączone, w przeciwnym razie cienkie połączenie, które wyrównuje dwie połówki obudowy, nie zostanie wydrukowane.

Pliki STL i fusion 360 znajdują się na GitHub.

github.com/Luigi-Pizzolito/ESP8266-Temperatu…

Po wydrukowaniu był to tylko przypadek (kalambur przeznaczony) na włożenie wszystkiego do niego i zamknięcie super klejem. Jest bardzo ciasny i wymaga dużo cierpliwości. Polecam coś takiego jak Scotch Weld, ponieważ jest nieco grubszy, super klej ma tendencję do bycia naprawdę cienkim i zakrywa wszystko i przykleja się wszędzie (w tym palce).

Krok 15: Ukończ

Masz to, absolutnie mały rejestrator temperatury z obsługą Wi-Fi. Powodzenia, jeśli spróbujesz zebrać własne i dużo cierpliwości, czyniąc te rzeczy małymi, ale nadal funkcjonalnymi.