Termostat de propagare folosind ESP8266 / NodeMCU și Blynk: 7 pași (cu imagini)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Modificat ultima dată: 2024-01-30 11:45

Recent am cumpărat un propagator încălzit, care ar trebui să ajute la germinarea semințelor de flori și legume la începutul sezonului. A venit fără termostat. Și pentru că termostatele sunt destul de scumpe, am decis să le creez. Deoarece am vrut să folosesc această ocazie pentru a mă juca puțin cu Blynk, mi-am bazat termostatul pe o placă de dezvoltare ESP8266 / NodeMCU pe care o aveam în jur.

Pentru proiectele anterioare, am folosit site-uri precum instructables.com foarte mult pentru inspirație și ajutor ori de câte ori am rămas blocat. Nu mai mult decât corect să aduc eu o mică contribuție, așa că iată primul meu instructabil!

Disclaimer: Acest proiect funcționează pe AC 230V, ceea ce este destul de periculos și orice lucru greșit vă poate ucide. Nu pot fi tras la răspundere pentru daune, vătămări sau pierderi de vieți omenești. Faceți acest lucru pe propriul risc

Pasul 1: Lista lucrurilor pe care le-am folosit

1 NodeMCU V3.0

2 senzor de temperatură DS18B20 cu 1 fir

1 modul releu

1 afișaj LCD1602 I2C

3 butoane colorate

1 carcasă de 158x90x60 cu capac transparent

1 încărcător de telefon USB 5V

1 scurt USB 2.0 A tată la B tată Micro 5 pini cablu de date

1 Rezistor de 4,7 kΩ

1 bloc de placaj impermeabil, aproximativ 10x5x2cm

1 bucată de tub de plastic alb, diametru 12mm, lungime 16cm

1 cablu de alimentare de 230V cu mufă

1 priză de alimentare feminină de 230V (2 pini)

1 priză de alimentare feminină de 230V (3 pini)

1 6 poziție bloc de borne cu 2 rânduri

1 cablu audio stereo cu mufă stereo de 3,5 mm la un capăt

1 priză stereo de 3,5 mm feminin

2 conectori presetupă M16

1 bucată de perspex alb aproximativ 160x90

Și câteva fire de conectare, tuburi termocontractabile, adeziv, bandă adezivă cu două fețe, vopsea neagră, distanțieri separatori pentru plăci PCB, șuruburi M3 și burghiu de 1,5 mm / 6,5 mm / 12 mm / 16 mm

Pasul 2: Proiectarea termostatului

După cum sa spus, termostatul se acumulează în jurul unei plăci de dezvoltare ESP8266 / NodeMCU.

Temperatura reală atât a solului, cât și a aerului din propagator vor fi măsurate de 2 senzori de temperatură. Acești senzori au așa-numita interfață cu 1 fir, ceea ce înseamnă că pot fi conectați în paralel la un singur port de intrare. Așa cum am menționat în această foaie de date excelentă, magistrala cu 1 fir necesită un rezistor de extragere extern de aproximativ 5kΩ. Folosesc un rezistor de 4,7 kΩ între linia de semnal a senzorilor și 3,3 V al NodeMCU.

Pentru a putea crește sau micșora temperatura țintă dorită a solului, se adaugă 2 butoane, precum și un ecran LCD de 16x2 caractere pentru a oferi un feedback despre temperaturile curente și ținte. Acest ecran LCD are o lumină de fundal încorporată. Pentru a preveni iluminarea din spate să fie aprinsă tot timpul, am decis să adaug ceva cod pentru a estompa ecranul după ceva timp. Pentru a putea activa din nou lumina de fundal, am adăugat un alt buton. În cele din urmă, se adaugă un modul de releu pentru a porni și opri alimentarea cablului de căldură din propagator.

Imaginea de mai sus arată cum sunt conectate aceste componente la unitatea principală.

Pasul 3: Realizarea termostatului „Blynk”

Deoarece mai târziu avem nevoie de câteva date din aplicația Blynk în codul nostru, să ne ocupăm mai întâi de afacerea Blynk.

Urmați primul pas 3 al instrucțiunilor de pornire Blynk.

Acum creați un nou proiect în aplicația Blynk. Ca nume de proiect, am ales „Propagator”. Din lista de dispozitive, selectați „NodeMCU”, tipul de conexiune este „WiFi”. Îmi place tema întunecată, așa că am ales „Întunecat”. După ce ați apăsat OK, va fi afișat un pop-up care arată că a fost trimis un token de autentificare la adresa dvs. de e-mail. Verificați-vă e-mailul și scrieți acest jeton, avem nevoie mai târziu în codul NodeMCU.

Apăsați pe ecranul gol care este acum afișat și adăugați:

• 2 indicatoare (300 de energie fiecare, deci 600 în total)
• 1 SuperChart (900 energie)
• 1 Afișaj valoare (200 energie)
• 1 glisor (200 energie)
• 1 LED (100 energie)

Aceasta consumă exact balanța de energie gratuită de 2000;-)

Imaginile de mai sus arată cum să dispuneți ecranul cu aceste elemente. Prin atingerea fiecărui element, setările detaliate pot fi ajustate (prezentate și în imaginile de mai sus).

După ce ați terminat, activați proiectul selectând butonul „Redare”. Aplicația (desigur) nu va reuși să se conecteze, deoarece încă nu este nimic la care să vă conectați. Deci, să trecem la pasul următor.

Pasul 4: Codul care face ca totul să funcționeze

Acum este timpul să ne programăm ESP8266 / NodeMCU. Pentru aceasta folosesc aplicația Arduino IDE, care poate fi descărcată de aici. Pentru a-l configura pentru ESP8266 / NodeMCU, aruncați o privire la acest minunat instructable de către Magesh Jayakumar.

Codul pe care l-am creat pentru Termostatul meu de propagare poate fi găsit în fișierul Thermostat.ino de mai jos.

Dacă doriți să reutilizați acest cod, asigurați-vă că vă actualizați SSID-ul WiFi, parola și jetonul de autorizare Blynk din cod.

Pasul 5: Construirea modulului senzorului de temperatură

Baza propagatorului va fi umplută cu un strat de nisip ascuțit sau granulatie foarte fină de aproximativ 2cm grosime. Acest lucru va răspândi căldura inferioară mai uniform. Pentru a măsura corect temperatura „solului”, am decis să aleg senzorul de temperatură impermeabil DS18B20. Deși propagatorul meu a venit cu un termometru analogic la bord pentru a măsura temperatura aerului din interior, am decis să adaug un alt senzor de temperatură pentru a măsura temperatura aerului și electronic.

Pentru a menține ambii senzori frumos la locul lor, am creat o structură simplă din lemn. Am luat o bucată de placaj impermeabil și am forat o gaură de 6,5 mm dintr-o parte în alta pentru a ține senzorul de temperatură a solului, conducând firul senzorului prin bloc. Apoi am forat o gaură de 12 mm în centrul blocului de placaj, la aproximativ 3/4 din înălțimea totală și o gaură de 6,5 mm din lateral, la jumătatea blocului, care se termină în gaura de 12 mm. Această gaură deține senzorul de temperatură a aerului.

Senzorul de temperatură a aerului este acoperit de un tub de plastic alb care se potrivește în gaura de 12 mm. Lungimea tubului este de aproximativ 16cm. Tubul are câteva găuri de 1,5 mm găurite în jumătatea inferioară (unde este senzorul), jumătatea superioară este vopsită în negru. Ideea este că aerul din partea neagră a tubului se încălzește puțin, se ridică la vârf și scapă, creând astfel un flux de aer în jurul senzorului. Sperăm că acest lucru duce la o citire mai bună a temperaturii aerului. În cele din urmă, pentru a evita pătrunderea nisipului sau a nisipului, găurile pentru cablurile senzorului sunt umplute cu adeziv.

Pentru a conecta senzorii, am folosit un vechi cablu audio stereo care are o mufă stereo de 3,5 mm la un capăt. Am tăiat conectorii de pe cealaltă parte și am lipit cele 3 fire (cablul meu audio are o masă de cupru, fir roșu și alb):

- ambele fire negre de la senzori (masă) merg la firul de masă al cablului audio

- ambele fire roșii (+) merg la firul roșu

- ambele fire galbene (semnal) merg la firul alb

Am izolat piesele lipite individual cu niște tuburi termocontractabile. De asemenea, s-au folosit niște tuburi termocontractibile pentru a menține cele 2 fire ale senzorului împreună.

Modulul senzorului de temperatură completat este prezentat în a 4-a imagine de mai sus.

După finalizarea modulului senzorului de temperatură, acesta este instalat în centrul propagatorului încălzit folosind o bandă adezivă pe două fețe. Sârma este alimentată prin deschiderea existentă (pe care a trebuit să o măresc puțin pentru a face cablul să se potrivească) în baza propagatorului.

Pasul 6: Construirea modulului termostatului

ESP8266 / NodeMCU, afișajul, releul și sursa de alimentare de 5V se potrivesc perfect în carcasa de 158x90x60 mm cu capac transparent.

Aveam nevoie de o placă de bază pentru a monta NodeMCU, ecran LCD și releu în interiorul carcasei. M-am gândit să comand o placă de bază imprimată 3D, așa că am creat un fișier.stl în SketchUp. M-am răzgândit și pur și simplu am făcut-o eu dintr-o bucată de perspex alb de 4 mm. Folosind SketchUp, am creat un șablon pentru a marca locul exact în care găurile de 3 mm vor fi găurite. Consultați fișierul.skp pentru un exemplu. Componentele sunt montate pe placa de bază folosind unele distanțieri de distanță cu lungimea corespunzătoare.

Am forat găurile butoanelor și conectorilor din părțile laterale ale carcasei, am instalat butoanele și conectorii și i-am conectat folosind fire colorate diferite pentru a evita conexiunile greșite. Am conectat cu atenție piesele de 230V AC. Din nou: 230V AC poate fi periculos, asigurați-vă că știți ce faceți atunci când pregătiți această parte a proiectului!

Sursa de alimentare de 5V și blocul de borne sunt menținute în poziție pe partea de jos a carcasei cu niște benzi adezive pe două fețe.

După conectarea firelor la NodeMCU, a fost nevoie de niște lăutări pentru a fixa placa de bază în carcasă cu niște șuruburi m3.

Acțiunea finală: puneți capacul transparent la locul său și am terminat!

Pasul 7: Concluzie

A fost foarte distractiv să construiesc acest termostat pentru propagatorul meu și să urmăresc progresul meu construindu-l și să scriu acest lucru instructiv.

Termostatul funcționează ca un farmec, iar controlul și monitorizarea acestuia folosind aplicația Blynk funcționează bine.

Dar există întotdeauna loc de îmbunătățire. Mă gândesc să îmbunătățesc controlul temperaturii evitând prea mult „depășirea țintei”. Probabil voi arunca o privire la așa-numita bibliotecă PID.

O altă idee: aș putea adăuga o opțiune OTA „Over The Air” pentru a actualiza software-ul NodeMCU fără a fi nevoie să deschideți carcasa de fiecare dată.