Senzor solar pentru piscină crocodil: 7 pași (cu imagini)

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

Acest instructiv arată cum să construiți un senzor de piscină destul de special, care măsoară temperatura piscinei și să-l transmită prin WiFi către aplicația Blynk și către un broker MQTT. Îl numesc "Crocodile Solar Pool Sensor". Folosește mediul de programare Arduino și o placă ESP8266 (Wemos D1 mini pro).

Ce este atât de special la acest proiect?

• Aspectul este minunat
• Complet independent de sursele de alimentare (panoul solar alimentează bateria LiPo)
• Senzor conectat WiFi ESP8266 de putere redusă
• Senzor de temperatură destul de precis
• Transmiterea datelor de temperatură și tensiune către aplicația Blynk pentru telefonul dvs. mobil
• Trimite, de asemenea, o marcă de timp „ultima actualizare” către aplicația Blynk
• Transmiterea datelor de temperatură și tensiune către un broker MQTT
• Celsius și Fahrenheit comutabile
• Poate fi reprogramat

Nivelul dvs. de calificare: intermediar până la cel experimentat

Provizii

Pentru această versiune va trebui să știți cum să lucrați cu:

• Arduino IDE (mediu de programare)
• un fier de lipit
• un burghiu
• un cuțit ascuțit
• lipici epoxidic
• lipici fierbinte
• spumă industrială spray
• culoarea spray-ului

Pasul 1: Componente necesare

Aceste lucruri sunt necesare pentru a construi acest senzor de piscină frumos:

• Capul de crocodil (plastic spumat) găsit aici: Amazon: Cap de crocodil
• SAU alternativ: coajă de barcă (Aliexpress). Vă rugăm să consultați pasul 6 pentru acest lucru.
• ESP8266 Wemos D1 mini pro: (Aliexpress)
• Panou solar 0.25W 45x45mm: (Aliexpress)
• ** EDITAȚI după un an de utilizare: recomand cu tărie utilizarea unei baterii mai puternice, cum ar fi un 18650 (exemplu: Aliexpress)
• Modul încărcător baterie TP4056: (Aliexpress)
• Senzor de temperatură impermeabil DS 18b20: (Aliexpress)
• Sârmă de 22 AWG (Aliexpress)
• Placă prototip PCB 5x7cm (Aliexpress)
• Rezistențe de 220 Ohm și 4,7 kOhm
• un scurt cablu USB la MicroUSB

în plus:

• Etanșant izolant pentru spumă @ Piața DIY sau aici: (Amazon)
• Vopsea impermeabilă @ Piața DIY sau aici: (Amazon)
• Filler primer spray @ piața DIY sau aici: (Amazon)
• Epoxid lichid pentru o acoperire impermeabilă @ piața DIY
• Lipici fierbinte

S-ar putea să fie nevoie să utilizați o imprimantă 3D pentru a imprima un capac rezistent la apă pentru portul USB.

Pasul 2: Electronică

Am crezut că este cel mai ușor să încep cu unele dintre aceste prototipuri universale DIY și am descoperit că un 5x7cm este perfect pentru acest scop.

Etape de construcție:

1. Pregătiți D1 mini pro pentru utilizarea unei antene externe:

   1. Unsolder 0 Ohm rezistor lângă antena ceramică
   2. Rotiți rezistorul 0 Ohm în jos și lipiți conexiunea la antena externă (explicație bună găsită aici - Pasul 5)
2. Plasați piesele și decideți aspectul pe prototipul PCB înainte de a începe să lipiți
3. Lipiți pinii la D1 mini pro
4. Lipiți pinii de separare pe placa prototip
5. Lipiți pinii pentru placa încărcătorului pe PCB-ul prototip
6. Lipiți placa încărcătorului pe știfturi
7. Tăiați cablul senzorului de temperatură la o lungime de 20 cm
8. Vă rugăm să consultați imaginea de mai sus pentru conectarea senzorului de temperatură
9. Lipiți cablul pe panoul solar
10. NU lipiți încă cablurile panoului solar pe placă - acestea trebuie lipite mai întâi de capul crocodilului
11. Urmați schema Fritzing de mai sus pentru a lipi toate conexiunile rămase la PCB
12. Odată ce toate componentele sunt conectate și lipite, folosiți un lipici fierbinte pentru a fixa bateria Vă rugăm să rețineți: Pentru a pune ESP8266 în repaus este necesar să conectați pinul D1 cu pinul RST. Uneori, D1 mini pro cauzează probleme cu portul serial dacă sunt conectate portul D0 și RST. Cel pe care l-am folosit (vezi linkul Aliexpress de mai sus) nu a avut această problemă. Dacă vă confruntați cu această problemă, poate fi necesar să utilizați un jumper sau un comutator pentru a deconecta cei doi pini pentru încărcarea unui cod nou. Dar (!) Atunci nu aveți nicio șansă să reprogramați odată ce capul de crocodil a fost sigilat. În acest caz, de asemenea, nu este nevoie să aduceți portul USB la exterior (de exemplu, pentru a găuri o a treia gaură).

Pasul 3: Hardware Partea 1 (Pregătirea capului de crocodil)

În acest pas pregătim partea din spate a capului de crocodil pentru a obține suficient spațiu pentru electronice. Și facem niște găuri pentru antenă, panoul solar și portul USB. Am planificat mai întâi proiectul meu fără portul USB. Dar apoi m-am gândit că îmi va fi imposibil să fac câteva actualizări de software odată ce crocodilul a fost sigilat din nou. Prin urmare, am decis să folosesc un cablu USB scurt micro-USB la USB pentru a permite accesul exterior la placa ESP8266. Următorii pași de făcut:

• Folosiți un cuțit ascuțit pentru a tăia puțin mai mult de 7x5 cm (dimensiunea plăcii prototip) de pe suprafața dură
• Folosiți o lingură pentru a îndepărta spuma mai moale din interior
• Asigurați-vă că aveți suficient spațiu pentru cablurile și placa dvs.
• Încercați dacă se potrivește și dacă mai există spațiu pentru a-l acoperi mai târziu

Acum găuriți două sau trei găuri în cap:

• pentru panoul solar
• pentru antenă
• (opțional) pentru portul USB pentru activarea programării ulterioare

Folosiți epoxidic cu 2 componente (5 minute) pentru a lipi și a sigila din nou aceste găuri. Folosiți suficient lipici epoxidic! Asigurați-vă că va fi rezistent la apă după aceea!

1. Lipiți cablul panoului solar de cap și sigilați corect orificiul
2. Lipiți panoul solar între ochi
3. Lipiți priza antenei de cap și sigilați corect gaura
4. Lipiți mufa USB și sigilați corect orificiul

Pentru a evita orice apă care provoacă coroziune la portul USB, am imprimat 3D un capac de protecție.

Pasul 4: Software

Trebuie să aveți un mediu Arduino care rulează. Dacă nu, vă rugăm să verificați acest lucru.

Configurarea hardware este directă (pe Mac-ul meu):

LOLIN (WEMOS) D1 mini Pro, 80 MHz, Flash, 16M (14M SPIFFS), v2 Memorie inferioară, Dezactivare, Niciuna, Numai schiță, 921600 pe /dev/cu. SLAB_USBtoUART

Obțineți codul Arduino aici: cod Arduino la Github

Codul trimite temperatura și tensiunea bateriei către Blynk. Încărcați aplicația Blynk pe telefonul mobil și creați un proiect nou. Blynk vă va trimite un jeton de autentificare pentru acest proiect. Introduceți acest simbol în fișierul Settings.h. Setările implicite vor fi trimise

• temperatura până la PIN-ul VIRTUAL 11
• tensiunea la PIN VIRTUAL 12
• ultima marcă de timp actualizată la PIN 13 VIRTUAL

dar este ușor să schimbați acei pini din cod. Jucați-vă cu toate widget-urile Blynk folosind V11, V12 și V13 - este distractiv. Dacă sunteți nou în acest sens, citiți instrucțiunile prietenului meu Debasish - cele mai multe dintre acestea sunt explicate acolo în Pasul 19.

Software-ul este, de asemenea, pregătit să utilizeze un broker MQTT.

În Settings.h există o variabilă globală numită MQTT. Acest lucru trebuie setat la adevărat sau fals, în funcție de utilizarea MQTT sau nu.

În cazul meu, folosesc un broker MQTT (Orange PI Zero, Mosquitto, Node-Red) și un tablou de bord în care toate datele senzorului meu se reunesc. Dacă sunteți nou în MQTT, lăsați Google să vă ajute să îl configurați.

Dacă sunteți familiarizat cu MQTT, sunt destul de sigur că veți înțelege codul.

Pasul 5: Hardware partea 2 (sigilarea din nou)

În acest pas, trebuie să împachetăm toate componentele electronice (software încărcat și testat) și să sigilăm din nou burtica crocodilului nostru. Personal văd două soluții posibile:

1. Folosind o sticlă acrilică și lipiți-o cu lipici epoxidic impermeabil până la burtă. Pentru cablul senzorului de temperatură folosiți un canal de cablu impermeabil (regret că nu am ales această opțiune - la urma urmei prin care aș fi trecut, aș recomanda să merg pe acest drum.)
2. Folosind o spumă industrială și umpleți din nou golurile, apoi folosiți vopsea impermeabilă pentru a sigila. Și terminați-l cu umplutură și vopsea.

Așa că am decis opțiunea 2. Pașii sunt următorii:

1. Lipiți cablul panoului solar pe placă
2. Conectați cablul antenei
3. Conectați cablul USB la placa ESP8266 (ȘI NU la placa de încărcare)
4. Strângeți tot cablul și placa în gaură
5. Lăsați 5-10cm din cablul senzorului de temperatură atârnând
6. Folosiți spuma industrială pentru a umple toate golurile (Atenție - spuma se extinde puternic)
7. Lăsați-l să se usuce și tăiați apoi spuma cu un cuțit ascuțit
8. Acum folosiți vopsea impermeabilă (este utilizată pentru fixarea acoperișurilor) și vopsiți-o peste tot
9. Lăsați-l să se usuce și folosiți sprayul de vopsea de umplutură pentru a produce o crustă tare (trebuie să faceți acest lucru din nou și din nou)
10. EDITARE IMPORTANTĂ (după câteva săptămâni în apă): Aplicați două sau trei acoperiri pe tot epoxidul lichid pentru a da un strat cu adevărat impermeabil.
11. Lasă-l să se usuce - FINIT!

Pasul 6: Construire alternativă

Întrucât prima construcție cu croc este în continuare preferata mea, trebuie să recunosc că am ales bateria greșită (prea slabă). Din păcate, nu mai pot schimba bateria, deoarece este sigilată în corpul crocs.

Acesta este motivul pentru care am decis să fac o altă soluție cu o barcă ca corp pentru a accesa mai bine electronica și bateria, dacă este necesar.

Schimbări:

• Shell (https://www.aliexpress.com/item/32891355836.html)
• Baterie LiIon 18650
• Insert tipărit 3D pentru montarea celor două plăci (ESP8266 și modul încărcător)

Pasul 7: Anexă: Afișaje / senzori suplimentari

Dacă doriți să mergeți dincolo de afișarea datelor pool-ului doar în aplicația Blynk, puteți să le trimiteți și la un broker MQTT. Acest lucru vă permite să utilizați mai multe posibilități pentru a afișa datele din pool (sau alte date) pe diferite dispozitive. Unul ar fi Node Red Dashboard pe un Raspberry Pi (vezi imaginea de mai sus) sau un afișaj cu matrice LED. Dacă sunteți interesat de LED Matrix, găsiți codul aici:

Apropo, am combinat acest proiect cu stația meteo solară, inclusiv o prognoză meteo Zambretti din acest proiect:

Inspirația acestei stații meteorologice solare a venit de la prietenul meu indian Debasish. Vă rugăm să găsiți instructivul său aici:

Premiul I la Concursul de senzori