Contor de energie multifuncțional DIY V2.0: 12 pași (cu imagini)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Modificat ultima dată: 2024-01-30 11:41

În acest instructabil, vă voi arăta cum să realizați un contor de energie multifuncțional bazat pe Wemos (ESP8266). Acest mic contor este un dispozitiv foarte util care monitorizează tensiunea, curentul, puterea, energia și capacitatea. În afară de acestea, monitorizează și temperatura mediului ambiant, care este importantă pentru aplicația solară fotovoltaică. Acest dispozitiv este potrivit pentru aproape orice dispozitiv DC. Acest contor mic poate fi folosit și pentru măsurarea capacității reale a acumulatorului sau a băncii de energie utilizând o sarcină fictivă. Multimetrul poate măsura până la domeniul de tensiune de la 0 la 26 V și un curent maxim de 3,2 A.

Acest proiect este o continuare a proiectului meu anterior de contor de energie.

Următoarele sunt noile caracteristici adăugate la versiunea anterioară

1. Monitorizați parametrii de pe smartphone

2. Gama automată de parametri

3. Monitorizarea facturii de energie electrică

4. Tester dispozitiv USB

M-am inspirat din următoarele două proiecte

1. Monitor de putere”- senzor de curent continuu și tensiune (INA219)

2. Asigurați-vă propriul contor de putere / jurnal

Aș dori să mulțumesc în mod special celor doi autori de proiect de mai sus.

Provizii:

Componente utilizate:

1. Wemos D1 Mini Pro (Amazon)

2. INA219 (Amazon)

3. Afișaj OLED de 0,96 (Amazon)

4. Senzor de temperatură DS18B20 (Amazon)

5. Baterie Lipo (Amazon)

6. Terminale cu șurub (Amazon)

7. Anteturi feminin / masculin (Amazon)

8. Placă perforată (Amazon)

9. 24 AWG Wire (Amazon)

10. Slide Switch (Amazon)

11. Port USB masculin (Amazon)

12. 11. Port feminin USB (Amazon)

12. Standoffs PCB (Amazon)

13. Panouri solare (Voltaic)

Instrumente și instrumente utilizate:

1. Fier de lipit (Amazon)

2. Stripper de sârmă (Amazon)

3. Multimetru (Amazon)

Pasul 1: Pasul 1: Cum funcționează?

Inima contorului de energie este o placă Wemos bazată pe ESP8266. ESP8266 detectează curentul și tensiunea utilizând senzorul de curent INA219 și temperatura prin senzorul de temperatură DS18B20. În funcție de această tensiune și curent, ESP face calculele pentru calcularea puterii, energiei și capacității. Din consumul de energie, factura la electricitate este calculată pe baza ratei energiei (preț pe kWh).

Schema întregă este împărțită în 4 grupuri

1. Wemos D1 Mini Pro

Puterea necesară pentru placa Wemos este furnizată de la o baterie LiPov printr-un comutator glisant.

2. Senzor de curent

Senzorul de curent INA219 este conectat la placa Arduino în modul de comunicație I2C (pin SDA și SCL).

3. Afișaj OLED

Similar cu senzorul curent, afișajul OLED este conectat și la placa Arduino în modul de comunicare I2C. Cu toate acestea, adresa pentru ambele dispozitive este diferită.

4. Senzor de temperatură

Aici am folosit senzorul de temperatură DS18B20. Folosește un protocol cu un singur fir pentru a comunica cu Arduino.

Pasul 2: Pregătiți pinii antetului

Pentru a monta Arduino, afișajul OLED, senzorul de curent și senzorul de temperatură, aveți nevoie de niște știfturi feminine drepte. Când achiziționați anteturile drepte, acestea vor fi prea lungi pentru ca componentele să fie utilizate. Deci, va trebui să le tăiați la o lungime adecvată. Am folosit un nipper pentru a-l tăia.

Următoarele sunt detaliile despre anteturi:

1. Placa Wemos - 2 x 8 pini

2. INA219 - 1 x 6 pini

3. OLED - 1 x 4 pini

4. Temp. Senzor - 1 x 3 pini

Pasul 3: lipiți antetele feminine

După ce ați pregătit știftul pentru anteturi, lipiți-le pe placa perforată.

După lipirea știfturilor antetului, verificați dacă toate componentele se potrivesc perfect sau nu.

Pasul 4: Terminalele cu șurub de lipit, portul USB și comutatorul

Mai întâi lipiți cele 3 borne cu șurub, bornele cu șurub sunt utilizate pentru conectarea 1. Sursa 2. Încărcați și 3. Bateria

Terminalele superioare sunt utilizate pentru conectarea la sursă și încărcare, iar terminalul inferior plasat lateral la întrerupător este utilizat pentru conectarea acumulatorului.

Apoi lipiți comutatorul glisant. Comutatorul cu glisare pornește și pornește placa Wemos.

În cele din urmă lipiți portul USB feminin. Dimensiunea picioarelor de montare ale portului USB este puțin mai mare decât găurile din gaura perforată, deci trebuie să faceți gaura mai largă folosind un burghiu. Apoi apăsați portul USB în acele găuri și lipiți toți pinii.

Pasul 5: Pregătiți senzorul INA219

Senzorul INA219 vine cu benzi antet de sex masculin cu 6 pini și un terminal cu șurub. Pinii antetului masculin sunt pentru conectarea I2C cu microcontroler, iar terminalul cu șurub este pentru conexiunea liniei de alimentare pentru măsurarea curentului.

Aici am lipit pinii masculi cu 6 pini la INA219 și am lăsat borna cu șurub pentru a lua în considerare aspectul estetic. Apoi am lipit direct două fire pe tamponul de lipit dat pentru terminalul cu șurub așa cum se arată în imaginea de mai sus.

Pasul 6: Montați senzorul de temperatură

Aici folosesc senzorul de temperatură DS18B20 din pachetul TO-92. Luând în considerare înlocuirea ușoară, am folosit un antet feminin cu 3 pini. Dar puteți lipi direct senzorul pe placa perforată.

Diagrama pinilor pentru DS18B20 este prezentată în imaginea de mai sus.

Pasul 7: Faceți circuitul

După lipirea capetelor femele și a bornelor cu șurub, trebuie să uniți plăcuțele conform schemei de mai sus.

Conexiunile sunt destul de simple

INA219 / OLED -> Wemos

VCC -> VCC

GND -> GND

SDA -> D2

SCL-> D1

DS18B20 -> Wemos

GND -> GND

DQ -> D4 printr-un rezistor de tracțiune de 4,7K

VCC -> VCC

În cele din urmă, conectați bornele cu șurub conform schemei.

Am folosit fire colorate 24AWG pentru a realiza circuitul. Lipiți firul conform schemei de circuit.

Pasul 8: Pregătiți bateria

Aici am folosit un acumulator de 700 mAh pentru a alimenta placa Wemos. Acumulatorul este montat pe partea din spate a plăcii de circuit. Pentru a monta bateria, am folosit bandă dublă 3M.

Câteva gânduri:

1. Dacă nu doriți să utilizați un acumulator, puteți utiliza sursa de alimentare pentru a alimenta placa Wemos utilizând un circuit de reglare a tensiunii.

2. Puteți adăuga o placă de încărcare TP4056 pentru a încărca bateria LiPo.

Pasul 9: Montarea distanțelor

După lipire și cablare, montați distanțele la 4 colțuri. Acesta va oferi suficient spațiu pentru îmbinările și firele de lipit de la sol.

Pasul 10: Software și biblioteci

1. Pregătirea Arduino IDE pentru Wemos Board

Pentru a încărca codul Arduino pe placa Wemos, trebuie să urmați aceste Instrucțiuni

Setați placa corectă și portul COM.

2. Instalați bibliotecile

Apoi, trebuie să importați biblioteca pe ID-ul dvs. Arduino

Descărcați următoarele biblioteci

1. Biblioteca Blynk

2. Adafruit_SSD1306

3. Adafruit_INA219

4. DallasTemperature

5. OneWire

3. Arduino Sketch

După instalarea bibliotecilor de mai sus, lipiți codul Arduino dat mai jos. Introduceți codul de autentificare de la pasul 1, ssid și parola routerului dvs.

Apoi încărcați codul.

Pasul 11: interfațarea cu aplicația Blynk

Deoarece placa Wemos are un cip WiFi încorporat, îl puteți conecta la router și puteți monitoriza toți parametrii de pe smartphone. Aici am folosit aplicația Blynk pentru realizarea aplicației de monitorizare smartphone.

Blynk este o aplicație care permite controlul complet asupra Arduino, ESP8266, Rasberry, Intel Edison și mult mai mult hardware. t este compatibil atât cu Android cât și cu iPhone.

În Blynk totul funcționează pe ⚡️Energie. Când creați un cont nou, primiți ⚡️2, 000 pentru a începe experimentarea; Fiecare widget are nevoie de energie pentru a funcționa.

Urmați pașii de mai jos:

Pasul 1: Descărcați aplicația Blynk

1. Pentru Android

2. Pentru iPhone

Pasul 2:

Obțineți jetonul de autentificare Pentru a vă conecta aplicația Blynk și hardware-ul dvs., aveți nevoie de un jeton de autentificare.

1. Creați un cont nou în aplicația Blynk.

2. Apăsați pictograma QR din bara de meniu de sus.

Creați o clonă a acestui proiect scanând codul QR prezentat mai sus. Odată ce a fost detectat cu succes, întregul proiect va fi pe telefonul dvs. imediat.

3. După ce proiectul a fost creat, echipa Blynk vă va trimite un jeton de autentificare prin ID-ul de e-mail înregistrat.

4. Verificați căsuța de e-mail și găsiți jetonul de autentificare.

Pasul 12: Testarea circuitului

Pentru a testa placa, am conectat o baterie de 12V ca sursă și un LED de 3W ca încărcare.

Bateria este conectată la borna cu șurub sursă și LED-ul este conectat la borna cu șurub de încărcare. Bateria LiPo este conectată la borna cu șurub a bateriei și apoi porniți circuitul folosind comutatorul glisant. Puteți vedea toți parametrii afișați pe ecranul OLED.

Parametrii din prima coloană sunt 1. Tensiune 2. Curent 3. Putere Parametrii din a doua coloană sunt 1. Energie 2. Capacitate 3. Temperatură

Acum deschideți aplicația Blynk pentru a monitoriza toți parametrii de mai sus de pe smartphone.

Pentru a verifica acuratețea am folosit multimetrul și un Tester așa cum se arată mai sus. Precizia le este aproape.

Sunt foarte mulțumit de acest gadget de buzunar.

Vă mulțumim că ați citit Instructable-ul meu. Dacă vă place proiectul meu, nu uitați să îl împărtășiți.

Comentariile și feedback-ul sunt întotdeauna binevenite.