Крокодил күн бассейнінің сенсоры: 7 қадам (суреттермен)

2025 Автор: John Day | [email protected]. Соңғы өзгертілген: 2025-01-23 14:50

Бұл нұсқаулық бассейн температурасын өлшейтін және оны WiFi арқылы Blynk қосымшасына және MQTT брокеріне жіберетін арнайы бассейн датчигін қалай құруға болатынын көрсетеді. Мен оны «крокодил күн бассейнінің сенсоры» деп атаймын. Ол Arduino бағдарламалау ортасы мен ESP8266 тақтасын (Wemos D1 mini pro) қолданады.

Бұл жобаның ерекшелігі неде?

• Көрініс өте керемет
• Қуат көздерінен толық тәуелсіз (күн батареясы LiPo батареясын береді)
• Қуаты аз ESP8266 WiFi қосылған сенсор
• Жоғары дәлдіктегі температура сенсоры
• Ұялы телефоныңыз үшін Blynk APP -ге температура мен кернеудің деректерін беру
• Blynk APP -ге «соңғы жаңартылған» уақыт белгісін жібереді
• Температура мен кернеуді MQTT брокеріне беру
• Цельсий мен Фаренгейт ауысады
• Қайта бағдарламалауға болады

Сіздің шеберлік деңгейіңіз: тәжірибелі орта

Жабдықтар

Бұл құрастыру үшін сіз қалай жұмыс істейтінін білуіңіз керек:

• Arduino IDE (бағдарламалау ортасы)
• дәнекерленген темір
• жаттығу
• өткір пышақ
• эпоксидті желім
• ыстық желім
• өнеркәсіптік көбік
• спрей түсі

1 -қадам: Қажетті компоненттер

Жақсы бассейн датчигін жасау үшін мыналар қажет:

• Қолтырауын басы (көбікті пластик) мына жерден табылды: Амазонка: Крокодил басы
• НЕМЕСЕ: қайық қабығы (Aliexpress). Ол үшін 6 -қадамды қараңыз.
• ESP8266 Wemos D1 mini pro: (Aliexpress)
• Күн панелі 0,25 Вт 45х45 мм: (Aliexpress)
• ** Бір жыл қолданғаннан кейін EDIT: Мен 18650 сияқты күшті батареяны қолдануды ұсынамын (мысалы: Aliexpress)
• TP4056 батарея зарядтау модулі: (Aliexpress)
• Су өткізбейтін температура сенсоры DS 18b20: (Aliexpress)
• 22 AWG сымы (Aliexpress)
• ПХД тақтасының прототипі 5x7 см (Aliexpress)
• 220 Ом және 4,7 кОм резисторлар
• қысқа USB -MicroUSB кабелі

қосымша:

• Оқшаулағыш көбік тығыздағышы @ DIY нарығында немесе мына жерде: (Amazon)
• Су өткізбейтін бояулар @ DIY нарығында немесе мына жерде: (Amazon)
• Толтырғыш праймер @ DIY нарығында немесе мына жерде: (Amazon)
• Су өткізбейтін жабынға арналған сұйық эпоксид @ DIY нарығы
• Ыстық желім

USB портына су өткізбейтін қақпақты басып шығару үшін сізге 3D принтерді қолдану қажет болуы мүмкін.

2 -қадам: электроника

Мен DIY әмбебап ПХД прототиптерінің бірнешеуінен бастау оңай деп ойладым және 5х7см бұл мақсат үшін өте қолайлы екенін білдім.

Құрылыс қадамдары:

1. D1 mini pro -ны сыртқы антеннаны пайдалануға дайындаңыз:

   1. Керамикалық антеннаның жанындағы 0 Ом резисторы
   2. 0 Ом резисторды төмен қаратып, сыртқы антеннаға қосылуды дәнекерлеңіз (мұнда жақсы түсініктеме бар - 5 -қадам)
2. Дәнекерлеуді бастамас бұрын бөлшектерді орналастырыңыз және ПХД прототипінің орналасуын шешіңіз
3. Ілгектерді D1 mini pro -ға дәнекерлеңіз
4. Қарсылық түйреуіштерді прототип тақтасына дәнекерлеңіз
5. ПХД прототипіне зарядтағыш тақтаның түйреуіштерін дәнекерлеңіз
6. Зарядтағыш тақтаны түйреуіштерге дәнекерлеңіз
7. Температура сенсорының кабелін ұзындығы 20 см етіп кесіңіз
8. Температура сенсорын қосу үшін жоғарыдағы суретті қараңыз
9. Кабельді күн батареясына дәнекерлеңіз
10. Күн панельдерінің кабельдерін тақтаға дәнекерлемеңіз - оларды алдымен қолтырауынның басына жабыстыру керек.
11. Барлық қалған қосылыстарды ПХД -ге дәнекерлеу үшін жоғарыдағы Fritzing схемасын орындаңыз
12. Барлық компоненттер қосылып, дәнекерленгеннен кейін батареяны бекіту үшін ыстық желімді қолданыңыз. Назар аударыңыз: ESP8266 режимін ұйқыға қою үшін D1 түйреуішін RST штырымен жалғау қажет. Кейде D1 mini pro D0 және RST порттары қосылған болса, сериялық портқа қатысты проблемалар туғызады. Мен қолданған (жоғарыдағы Aliexpress сілтемесін қараңыз) бұл мәселе болмады. Егер сізде бұл мәселе болса, жаңа кодты жүктеу үшін екі түйреуішті ажырату үшін секіргішті немесе қосқышты пайдалану қажет болуы мүмкін. Бірақ (!) Онда қолтырауынның басы мөрленгеннен кейін сізде қайта бағдарламалауға мүмкіндік жоқ. Бұл жағдайда USB портын сыртқа шығарудың қажеті жоқ (мысалы, үшінші тесікті бұрғылау үшін).

3 -қадам: Жабдықтың 1 -бөлігі (Крокодилдің басын дайындау)

Бұл қадамда біз электроникаға жеткілікті орын алу үшін қолтырауынның бас жағын дайындаймыз. Біз антеннаға, күн панеліне және USB портына бірнеше тесік бұрғылаудамыз, мен алдымен жобамды USB портсыз жоспарладым. Бірақ содан кейін мен қолтырауын қайтадан мөрленгеннен кейін бағдарламалық жасақтаманы жаңарту мүмкін емес деп ойладым. Сондықтан мен ESP8266 тақтасына сырттан кіруге рұқсат беру үшін USB-ден USB-ге қысқа USB кабелін қолдануды шештім.

• Қатты бетінен 7х5 см (прототип тақтасының өлшемі) сәл артық кесу үшін өткір пышақты қолданыңыз
• Ішінен жұмсақ көбікті алу үшін қасықты қолданыңыз
• Кабельдер мен тақта үшін жеткілікті орын бар екеніне көз жеткізіңіз
• Бұл сәйкес келетінін және оны кейінірек жабуға әлі де орын бар екенін көріңіз

Енді басына екі немесе үш тесік бұрғылаңыз:

• күн панелі үшін
• антенна үшін
• (қосымша) кейінірек бағдарламалауға мүмкіндік беретін USB порты үшін

Бұл тесіктерді қайтадан желімдеу және тығыздау үшін 2 компонентті эпоксидті (5 минут) қолданыңыз. Эпоксидті желімді жеткілікті мөлшерде қолданыңыз! Кейіннен ол су өткізбейтін болатынына көз жеткізіңіз!

1. Күн панелінің кабелін басына жабыстырыңыз және тесікті дұрыс бекітіңіз
2. Күн панелін көздің арасына жабыстырыңыз
3. Антенна розеткасын басына жабыстырыңыз және тесікті дұрыс бекітіңіз
4. USB ашасын желімдеп, саңылауды дұрыс бекітіңіз

USB портының коррозиясын тудыратын судың алдын алу үшін мен кішкене қорғаныс қақпағын 3D басып шығардым.

4 -қадам: Бағдарламалық қамтамасыз ету

Сізге Arduino жұмыс істейтін орта қажет. Егер жоқ болса, мұны тексеріңіз.

Аппараттық құралдарды орнату бірден (менің Mac жүйесінде):

LOLIN (WEMOS) D1 mini Pro, 80 МГц, Flash, 16M (14M SPIFFS), v2 төменгі жады, өшіру, жоқ, тек эскиз, 921600 /dev/cu бойынша. SLAB_USBtoUART

Arduino кодын мына жерден алыңыз: Github -да Arduino коды

Бұл код батареяның температурасы мен кернеуін Blynk -ке жібереді. Ұялы телефонға Blynk қосымшасын жүктеп, жаңа жоба жасаңыз. Blynk сізге осы жоба үшін авторизация белгісін жібереді. Бұл таңбалауышты Settings.h файлына енгізіңіз. Әдепкі параметрлер жіберіледі

• температура VIRTUAL PIN 11
• ВИРТУАЛ PIN 12 кернеуі
• соңғы жаңартылған уақыт белгісі VIRTUAL PIN 13

бірақ бұл түйреуіштерді кодта өзгерту оңай. V11, V12 және V13 көмегімен барлық Blynk виджеттерімен ойнаңыз - бұл қызықты. Егер сіз жаңадан қосылсаңыз, менің досым Дебасиштің нұсқаулығын оқыңыз - мұның көпшілігі 19 -қадамда түсіндірілген.

Бағдарламалық қамтамасыз ету MQTT брокерін пайдалануға да дайын.

Settings.h ішінде MQTT деп аталатын жаһандық айнымалы бар. Бұл MQTT -ді қолданатындығыңызға немесе болмайтындығыңызға байланысты ақиқат немесе жалған деп орнатылуы керек.

Менің жағдайда мен MQTT брокерін қолданамын (Orange PI Zero, Mosquitto, Node-Red) және барлық сенсорлық деректерім жиналған бақылау тақтасын. Егер сіз MQTT -те жаңадан болсаңыз, Google -ге оны орнатуға көмектесуге рұқсат етіңіз.

Егер сіз MQTT -мен таныс болсаңыз, сіз кодты түсінетініңізге сенімдімін.

5 -қадам: Жабдықтың 2 -бөлігі (қайтадан тығыздау)

Бұл қадамда біз барлық электрониканы жинап алуымыз керек (бағдарламалық қамтамасыз ету жүктелген және сыналған) және қолтырауынның ішін қайтадан тығыздау керек. Мен жеке екі шешімді көремін:

1. Акрил шыны қолданып, ішке су өткізбейтін эпоксидті желіммен жабыстырыңыз. Температура сенсоры кабелі үшін су өткізбейтін кабельдік құбырды қолданыңыз (мен бұл опцияны таңдамағаныма өкінемін - мен өткеннен кейін мен осы жолмен жүруді ұсынар едім.)
2. Өндірістік көбікті қолданып, бос жерлерді қайтадан толтырыңыз, содан кейін тығыздау үшін су өткізбейтін бояуды қолданыңыз. Және оны толтырғышпен және бояумен аяқтаңыз.

Мен 2 -нұсқаға шешім қабылдадым. Қадамдар келесідей:

1. Дәнекерлеу тақтасына күн батареясының кабелі
2. Антенна кабелін жалғаңыз
3. USB кабелін ESP8266 тақтасына қосыңыз (ЖӘНЕ зарядтау тақтасына ЕМЕС)
4. Барлық кабель мен тақтаны тесікке салыңыз
5. Температура сенсоры кабелінің 5-10 см ілініп тұруын қалдырыңыз
6. Барлық бос орындарды толтыру үшін өнеркәсіптік көбікті қолданыңыз (Абайлаңыз - көбік қатты кеңейеді)
7. Кептіріңіз, содан кейін көбікті өткір пышақпен кесіңіз
8. Енді су өткізбейтін бояуды қолданыңыз (төбелерді бекіту үшін қолданылады) және оны барлық жағынан бояңыз
9. Кептіріңіз және қатты қыртысты алу үшін бояғыш спрейді қолданыңыз (мұны қайта -қайта жасау керек)
10. МАҢЫЗДЫ ӨҢДЕУ (суда бірнеше аптадан кейін): шынымен су өткізбейтін жабын алу үшін сұйық эпоксидті екі немесе үш қабатты жағыңыз.
11. Кептіріңіз - АЯҚТАЛДЫ!

6 -қадам: Балама құрастыру

Крокпен жасалған алғашқы құрылыс әлі де менің сүйікті ісім болғандықтан, мен батареяны дұрыс таңдамағанымды мойындауым керек (тым әлсіз). Өкінішке орай, мен батареяны ауыстыра алмаймын, себебі ол корпустың корпусында тығыздалған.

Сондықтан мен қажет болған жағдайда электроника мен аккумуляторға жақсырақ қол жеткізу үшін корпус ретінде басқа шешім қабылдауға шешім қабылдадым.

Өзгерістер:

• Shell (https://www.aliexpress.com/item/32891355836.html)
• Li50 батареясы 18650 ж
• Екі тақтаны орнатуға арналған 3D басып шығарылған кірістіру (ESP8266 және зарядтау модулі)

7 -қадам: Қосымша: Қосымша дисплейлер/датчиктер

Егер сіз пулды тек Blynk қосымшасында көрсетуден асып түскіңіз келсе, оны MQTT брокеріне де жіберуге болады. Бұл пулды (немесе басқа) деректерді әр түрлі құрылғыларда көрсету үшін тағы бірнеше мүмкіндіктерді пайдалануға мүмкіндік береді. Олардың бірі - Raspberry Pi -дегі түйіндердің қызыл бақылау тақтасы (жоғарыдағы суретті қараңыз) немесе жарықдиодты матрицалық дисплей. Егер сізді LED матрицасы қызықтырса, кодты мына жерден табыңыз:

Айтпақшы, мен бұл жобаны Күн метеорологиялық станциясымен біріктірдім, оның ішінде бұл жобадан Zambretti ауа райы болжамы бар:

Бұл күн метеорологиялық станциясының шабытына үнділік досым Дебасиш келді. Оның нұсқаулығын мына жерден табыңыз:

Сенсорлар байқауының бірінші жүлдесі