Termostat propagatora przy użyciu ESP8266/NodeMCU i Blynk: 7 kroków (ze zdjęciami)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2024-01-30 11:32

Niedawno kupiłem podgrzewany propagator, który powinien pomóc we wcześniejszym kiełkowaniu nasion kwiatów i warzyw. Przyszedł bez termostatu. A ponieważ termostaty są dość drogie, postanowiłem zrobić własne. Ponieważ chciałem skorzystać z tej okazji, aby trochę pobawić się Blynk, oparłem swój termostat na płycie rozwojowej ESP8266 / NodeMCU, którą leżałem.

W przypadku poprzednich projektów często korzystałem z witryn takich jak instructables.com, aby uzyskać inspirację i pomoc, gdy utknąłem. Nie więcej niż uczciwe, aby samemu wnieść mały wkład, więc oto moja pierwsza instruktaż w historii!

Zastrzeżenie: Ten projekt działa na AC 230V, co jest dość niebezpieczne i wszystko, co jest nie tak, może cię zabić. Nie mogę ponosić odpowiedzialności za jakiekolwiek szkody, obrażenia lub utratę życia. Zrób to na własne ryzyko

Krok 1: Lista rzeczy, których użyłem

1 węzełMCU V3.0

2 DS18B20 1-przewodowy czujnik temperatury

1 moduł przekaźnikowy

1 wyświetlacz LCD1602 I2C

3 kolorowe przyciski

1 etui 158x90x60 z przezroczystą pokrywą

1 ładowarka USB do telefonu 5 V

1 krótki kabel USB 2.0 A męski na B męski Micro 5-pinowy kabel do transmisji danych

1 Rezystor 4,7 kΩ

1 wodoodporny blok ze sklejki, około 10x5x2cm

1 kawałek białej plastikowej rurki, średnica 12mm, długość 16cm

1 kabel zasilający 230V z wtyczką

1 gniazdo 230V żeńskie (2 piny)

1 gniazdo zasilania 230V żeńskie (3 piny)

1 6-pozycyjny 2-rzędowy blok zacisków

1 stereofoniczny kabel audio z wtyczką stereo jack 3,5 mm na jednym końcu

1 żeńskie gniazdo stereo 3,5 mm

2 złącza dławików kablowych M16

1 kawałek białego pleksiglasu około 160x90

I niektóre przewody połączeniowe, rurki termokurczliwe, klej, dwustronna taśma klejąca, czarna farba w sprayu, dystanse dystansowe płytki PCB, śruby M3 i wiertło 1,5 mm/6,5 mm/12 mm/16 mm

Krok 2: Projektowanie termostatu

Jak wspomniano, termostat jest zbudowany wokół płytki rozwojowej ESP8266/NodeMCU.

Rzeczywista temperatura zarówno gleby, jak i powietrza w propagatorze będzie mierzona przez 2 czujniki temperatury. Czujniki te posiadają tzw. interfejs 1-Wire, co oznacza, że można je podłączyć równolegle do jednego portu wejściowego. Jak wspomniano w tym znakomitym arkuszu danych, magistrala 1-Wire wymaga zewnętrznego rezystora podciągającego o wartości około 5 kΩ. Używam rezystora 4,7kΩ między linią sygnałową czujników a napięciem 3,3V NodeMCU.

Aby móc zwiększyć lub zmniejszyć żądaną docelową temperaturę gleby, dodano 2 przyciski, a także ekran LCD 16x2 znaków, który zapewnia informacje zwrotne na temat bieżącej i docelowej temperatury. Ten ekran LCD ma wbudowane podświetlenie. Aby podświetlenie nie było cały czas włączone, postanowiłem dodać trochę kodu, który po pewnym czasie przyciemni ekran. Aby móc ponownie aktywować podświetlenie dodałem kolejny przycisk. Na koniec dodawany jest moduł przekaźnika, który włącza i wyłącza zasilanie przewodu grzejnego w propagatorze.

Powyższy rysunek pokazuje, w jaki sposób te komponenty są połączone z jednostką główną.

Krok 3: Tworzenie termostatu „Blynk”

Ponieważ potrzebujemy później niektórych danych z aplikacji Blynk w naszym kodzie, najpierw zajmijmy się biznesem Blynk.

Postępuj zgodnie z pierwszym krokiem 3 instrukcji początkowych Blynk.

Teraz utwórz nowy projekt w aplikacji Blynk. Jako nazwę projektu wybrałem 'Propagator'. Z listy urządzeń wybierz „NodeMCU”, typ połączenia to „WiFi”. Podoba mi się ciemny motyw, więc wybrałem „Dark”. Po naciśnięciu OK zostanie wyświetlone wyskakujące okienko z informacją, że na Twój adres e-mail został wysłany Token Auth. Sprawdź swoją pocztę i zapisz ten token, potrzebny nam później w kodzie NodeMCU.

Stuknij w pusty ekran, który jest teraz wyświetlany i dodaj:

• 2 mierniki (300 energii każdy, więc łącznie 600)
• 1 superkarta (900 energii)
• 1 wyświetlacz wartości (200 energii)
• 1 suwak (200 energii)
• 1 dioda LED (100 energii)

To dokładnie zużywa twoje darmowe 2000 bilansu energetycznego;-)

Powyższe zdjęcia pokazują, jak rozmieścić ekran z tymi elementami. Dotykając każdego elementu, można dostosować szczegółowe ustawienia (także pokazane na powyższych zdjęciach).

Po zakończeniu aktywuj swój projekt, wybierając przycisk „odtwórz”. Aplikacja (oczywiście) nie połączy się, ponieważ nie ma jeszcze z czym się połączyć. Przejdźmy więc do następnego kroku.

Krok 4: Kod, dzięki któremu wszystko działa

Teraz czas na zaprogramowanie naszego ESP8266/NodeMCU. Używam do tego aplikacji Arduino IDE, którą można pobrać tutaj. Aby skonfigurować go dla ESP8266/NodeMCU, spójrz na tę wspaniałą instrukcję Magesha Jayakumara.

Kod, który stworzyłem dla mojego termostatu propagatora można znaleźć w pliku Thermostat.ino poniżej.

Jeśli chcesz ponownie użyć tego kodu, zaktualizuj swój identyfikator SSID Wi-Fi, hasło i token autoryzacji Blynk w kodzie.

Krok 5: Budowa modułu czujnika temperatury

Podstawa propagatora zostanie wypełniona warstwą ostrego piasku lub bardzo drobnego żwirku o grubości około 2cm. Spowoduje to bardziej równomierne rozprowadzenie dolnego ciepła. Aby prawidłowo zmierzyć temperaturę „gleby”, zdecydowałem się na wodoodporny czujnik temperatury DS18B20. Chociaż mój propagator miał wbudowany termometr analogowy do pomiaru temperatury powietrza wewnątrz, zdecydowałem się dodać kolejny czujnik temperatury, aby mierzyć temperaturę powietrza również elektronicznie.

Aby ładnie trzymać oba czujniki na swoim miejscu, stworzyłem prostą drewnianą konstrukcję. Wziąłem kawałek wodoodpornej sklejki i wywierciłem z boku na bok otwór o średnicy 6,5 mm, aby utrzymać czujnik temperatury gleby, prowadząc przewód czujnika przez blok. Następnie wywierciłem 12mm otwór w środku bloku sklejki na około 3/4 całkowitej wysokości i 6,5mm otwór z boku, w połowie bloku, kończąc się na 12mm otworze. W tym otworze znajduje się czujnik temperatury powietrza.

Czujnik temperatury powietrza jest zakryty plastikową białą rurką, która mieści się w otworze 12mm. Długość tuby to około 16cm. Tuba posiada kilka otworów 1,5mm wywierconych w dolnej połowie (gdzie znajduje się czujnik), górna jest pomalowana na czarno. Pomysł jest taki, że powietrze w czarnej części rurki nieco się nagrzewa, unosi do góry i ucieka, tworząc w ten sposób przepływ powietrza wokół czujnika. Mam nadzieję, że prowadzi to do lepszego odczytu temperatury powietrza. Na koniec, aby zapobiec przedostawaniu się piasku lub żwiru, otwory na kable czujnika są wypełnione klejem.

Do podłączenia czujników użyłem starego kabla stereo audio, który ma na jednym końcu stereofoniczną wtyczkę jack 3,5 mm. Odciąłem złącza z drugiej strony i wlutowałem 3 przewody (mój kabel audio ma uziemienie miedziane, przewód czerwony i biały):

- oba czarne przewody z czujników (masa) idą do przewodu masy przewodu audio

- oba czerwone przewody (+) idą do czerwonego przewodu

- oba żółte przewody (sygnał) idą do przewodu białego

Odizolowałem lutowane części pojedynczo za pomocą rurki termokurczliwej. Użyto również rurek termokurczliwych, aby utrzymać razem 2 przewody czujnika.

Kompletny moduł czujnika temperatury pokazano na czwartym zdjęciu powyżej.

Po zakończeniu montażu modułu czujnika temperatury, jest on instalowany w środku ogrzewanego propagatora za pomocą dwustronnej taśmy klejącej. Drut wyprowadza się przez istniejący otwór (który musiałem nieco powiększyć, aby pasował) w podstawie propagatora.

Krok 6: Budowa modułu termostatu

ESP8266/NodeMCU, wyświetlacz, przekaźnik i zasilacz 5V zgrabnie mieszczą się w obudowie 158x90x60 mm z przezroczystą pokrywą.

Potrzebowałem płyty bazowej do zamontowania NodeMCU, wyświetlacza LCD i przekaźnika wewnątrz obudowy. Myślałem o zamówieniu płytki drukowanej w 3D, więc stworzyłem plik.stl w SketchUp. Zmieniłem zdanie i po prostu zrobiłem to sam z kawałka białego pleksiglasu o grubości 4 mm. Korzystając z programu SketchUp, stworzyłem szablon, aby zaznaczyć dokładne miejsce do wywiercenia otworów o średnicy 3 mm. Zobacz plik.skp na przykład. Komponenty są montowane na płycie bazowej za pomocą dystansowych elementów dystansowych o odpowiedniej długości.

Wywierciłem otwory na przyciski i złącza w bokach obudowy, zainstalowałem przyciski i złącza i okablowałem je za pomocą różnych kolorowych przewodów, aby uniknąć błędnych połączeń. Ostrożnie podłączyłem części 230V AC. Znowu: 230V AC może być niebezpieczne, upewnij się, że wiesz, co robisz przygotowując tę część projektu!

Zasilacz 5 V i listwa zaciskowa są utrzymywane w dolnej części obudowy za pomocą dwustronnej taśmy samoprzylepnej.

Po podłączeniu przewodów do NodeMCU, trzeba było trochę majstrować, aby zamocować płytę bazową w obudowie za pomocą śrub m3.

Ostatnia akcja: załóż przezroczystą osłonę i gotowe!

Krok 7: Wniosek

Skonstruowanie tego termostatu dla mojego propagatora i śledzenie moich postępów w budowaniu go i pisaniu tej instrukcji było naprawdę zabawne.

Termostat działa jak urok, a kontrolowanie i monitorowanie go za pomocą aplikacji Blynk również działa dobrze.

Ale zawsze jest miejsce na ulepszenia. Zastanawiam się nad polepszeniem kontroli temperatury poprzez unikanie zbytniego „przestrzelenia celu”. Zapewne rzucę okiem na tzw. bibliotekę PID.

Inny pomysł: mógłbym dodać opcję OTA „Over The Air”, aby zaktualizować oprogramowanie NodeMCU bez konieczności otwierania obudowy za każdym razem.