Timsah Güneş Havuz Sensörü: 7 Adım (Resimlerle)

2024 Yazar: John Day | [email protected]. Son düzenleme: 2024-01-30 13:16

Bu talimat, havuz sıcaklığını ölçen ve WiFi aracılığıyla Blynk App'e ve bir MQTT komisyoncusuna ileten oldukça özel bir havuz sensörünün nasıl oluşturulacağını gösterir. Ben buna "Timsah Güneş Havuzu Sensörü" diyorum. Arduino programlama ortamını ve bir ESP8266 kartını (Wemos D1 mini pro) kullanır.

Bu projede bu kadar özel olan ne?

• Görünüm sadece harika
• Güç kaynaklarından tamamen bağımsız (güneş paneli LiPo pili besler)
• Düşük güç ESP8266 WiFi bağlantılı sensör
• Oldukça yüksek hassasiyetli sıcaklık sensörü
• Cep telefonunuz için Blynk APP'ye sıcaklık ve voltaj veri iletimi
• Ayrıca Blynk APP'ye "son güncelleme" zaman damgası gönderir
• Sıcaklık ve voltajın bir MQTT aracısına veri iletimi
• Celsius ve Fahrenheit değiştirilebilir
• Yeniden programlanabilir

Beceri seviyeniz: orta ila deneyimli

Gereçler

Bu yapı için aşağıdakilerle nasıl çalışacağınızı bilmeniz gerekir:

• Arduino IDE (programlama ortamı)
• bir havya
• Bir matkap
• keskin bir bıçak
• epoksi yapıştırıcı
• sıcak tutkal
• endüstriyel sprey köpük
• sprey rengi

Adım 1: Gerekli Bileşenler

Bu güzel havuz sensörünü oluşturmak için şunlara ihtiyaç vardır:

• Timsah kafası (köpük plastik) burada bulundu: Amazon: Timsah Kafası
• VEYA alternatif olarak: Tekne kabuğu (Aliexpress). Bunun için lütfen 6. adıma bakın.
• ESP8266 Wemos D1 mini profesyonel: (Aliexpress)
• Güneş Paneli 0.25W 45x45mm: (Aliexpress)
• **Bir yıllık kullanımdan sonra DÜZENLE: 18650 gibi daha güçlü bir pil kullanmanızı şiddetle tavsiye ederim (örnek: Aliexpress)
• Pil şarj modülü TP4056: (Aliexpress)
• Su geçirmez sıcaklık sensörü DS 18b20: (Aliexpress)
• 22 AWG tel (Aliexpress)
• Prototip PCB kartı 5x7cm (Aliexpress)
• 220 Ohm ve 4,7 kOhm dirençler
• kısa bir USB - MicroUSB kablosu

bunlara ek olarak:

• Yalıtım köpüğü dolgu macunu @ DIY pazarında veya burada: (Amazon)
• Su geçirmez boya @ DIY pazarında veya burada: (Amazon)
• Dolgu astar spreyi @ DIY pazarında veya burada: (Amazon)
• Su geçirmez bir kaplama için sıvı epoksi @ DIY pazarı
• Sıcak tutkal

USB bağlantı noktası için su geçirmez bir kapak yazdırmak için bir 3B yazıcı kullanmanız gerekebilir.

2. Adım: Elektronik

Bu DIY evrensel prototip PCB'lerden bazılarıyla başlamanın en kolayı olduğunu düşündüm ve 5x7cm'nin bu amaç için mükemmel olduğunu gördüm.

Bina adımları:

1. D1 mini pro'yu harici bir anten kullanmak için hazırlayın:

   1. Seramik antenin yanında lehimsiz 0 Ohm direnç
   2. 0 Ohm direncini aşağı çevirin ve bağlantıyı harici antene lehimleyin (burada iyi bir açıklama bulabilirsiniz - Adım 5)
2. Parçaları yerleştirin ve lehimlemeye başlamadan önce prototip PCB üzerindeki yerleşime karar verin
3. Pimleri D1 mini pro'ya lehimleyin
4. Ayırıcı pimleri prototip panosuna lehimleyin
5. Şarj kartının pimlerini prototip PCB'ye lehimleyin
6. Şarj kartını pimlere lehimleyin
7. Sıcaklık sensörünün kablosunu 20 cm uzunluğunda kesin
8. Sıcaklık sensörünü bağlamak için lütfen yukarıdaki resme bakın
9. Kabloyu güneş paneline lehimleyin
10. GÜNEŞ PANELI kablolarını panele HENÜZ Lehim YAPMAYIN - bunların önce timsahın kafasına yapıştırılması gerekir.
11. Kalan tüm bağlantıları PCB'ye lehimlemek için yukarıdaki Fritzing şemasını izleyin
12. Tüm bileşenler bağlandıktan ve lehimlendikten sonra, pili sabitlemek için biraz sıcak tutkal kullanın Lütfen dikkat: ESP8266'yı uyku moduna geçirmek için D1 pimini RST pimine bağlamak gerekir. Bazen D1 mini pro, D0 ve RST bağlantı noktası bağlıysa seri bağlantı noktasında sorunlara neden olur. Kullandığım (yukarıdaki Aliexpress bağlantısına bakın) bu sorunu yaşamadı. Bu sorunla karşı karşıyaysanız, yeni kod yüklemek için iki pinin bağlantısını kesmek için bir jumper veya anahtar kullanmanız gerekebilir. Ama (!) o zaman timsahın kafası mühürlendikten sonra yeniden programlama şansınız yok. Bu durumda ayrıca USB portunu dışarıya getirmenize gerek yoktur (örn. üçüncü bir delik açmak için).

Adım 3: Donanım Bölüm 1 (Timsah Kafasının Hazırlanması)

Bu adımda, elektronik için yeterli alan elde etmek için timsah kafasının arka tarafını hazırlıyoruz. Ve anten, güneş paneli ve USB portu için bazı delikler açıyoruz. Projemi önce USB portu olmadan planladım. Ama sonra, timsah tekrar mühürlendikten sonra bazı yazılım güncellemeleri yapmamın imkansız olacağını düşündüm. Bu nedenle, ESP8266 kartına dışarıdan erişim sağlamak için kısa bir USB mikro-USB - USB kablosu kullanmaya karar verdim. Yapılacak sonraki adımlar:

• Sert yüzeyden 7x5 cm'den (prototip kartınızın boyutu) biraz daha fazla kesmek için keskin bir bıçak kullanın
• İçerideki yumuşak köpüğü çıkarmak için bir kaşık kullanın.
• Sadece kablolarınız ve kartınız için yeterli alana sahip olduğunuzdan emin olun.
• Uygun olup olmadığını ve daha sonra kapatacak bir yer olup olmadığını deneyin.

Şimdi kafaya iki veya üç delik açın:

• güneş paneli için
• anten için
• (isteğe bağlı) daha sonra programlamayı etkinleştirmek için USB bağlantı noktası için

Bu delikleri tekrar yapıştırmak ve kapatmak için 2 bileşenli epoksi (5 dakika) kullanın. Yeterince epoksi yapıştırıcı kullanın! Daha sonra su geçirmez olacağından emin olun!

1. Güneş paneli kablosunu kafaya yapıştırın ve deliği uygun şekilde kapatın
2. Güneş panelini gözlerin arasına yapıştırın
3. Anten soketini kafaya yapıştırın ve deliği uygun şekilde kapatın
4. USB fişini yapıştırın ve deliği uygun şekilde kapatın

USB bağlantı noktasında korozyona neden olan herhangi bir suyu önlemek için, küçük bir koruyucu kapağı 3D olarak yazdırdım.

4. Adım: Yazılım

Çalışan bir Arduino ortamına sahip olmanız gerekir. Değilse, lütfen bunu kontrol edin.

Donanım kurulumu basittir (Mac'imde):

LOLIN(WEMOS) D1 mini Pro, 80 MHz, Flash, 16M (14M SPIFFS), v2 Alt Bellek, Devre Dışı Bırak, Yok, Yalnızca Taslak, 921600 on /dev/cu. SLAB_USBtoUART

Arduino kodunu buradan alın: Github'daki Arduino kodu

Kod, pilin sıcaklığını ve voltajını Blynk'e gönderiyor. Sadece Blynk uygulamasını cep telefonunuza yükleyin ve yeni bir proje oluşturun. Blynk, bu proje için size bir Yetkilendirme Simgesi gönderecek. Bu belirteci Settings.h dosyasına girin. Varsayılan ayarlar gönderecek

• VIRTUAL PIN 11'e göre sıcaklık
• SANAL PIN 12'ye voltaj
• VIRTUAL PIN 13'e en son güncellenen zaman damgası

ancak koddaki bu pinleri değiştirmek kolaydır. V11, V12 ve V13'ü kullanarak tüm Blynk widget'larıyla oynamanız yeterlidir - eğlencelidir. Bu konuda yeniyseniz, arkadaşım Debasish'in talimatını okuyun - bunların çoğu orada Step19'da açıklanmıştır.

Yazılım ayrıca bir MQTT aracısı kullanmak için hazırlanmıştır.

Settings.h'de MQTT adında bir global değişken vardır. MQTT kullanıp kullanmadığınıza bağlı olarak bunun doğru veya yanlış olarak ayarlanması gerekir.

Benim durumumda bir MQTT aracısı (Orange PI Zero, Mosquitto, Node-Red) ve tüm sensör verilerimin bir araya geldiği bir pano kullanıyorum. MQTT'de yeniyseniz, Google'ın bunu ayarlamanıza yardımcı olmasına izin verin.

MQTT'ye aşina iseniz, kodu anlayacağınızdan eminim.

Adım 5: Donanım Bölüm 2 (Tekrar Sızdırmazlık)

Bu adımda tüm elektronikleri (yazılım yüklenmiş ve test edilmiş) paketlememiz ve timsahımızın karnını tekrar mühürlememiz gerekiyor. Şahsen iki olası çözüm görüyorum:

1. Akrilik bir cam kullanarak ve göbeğe su geçirmez epoksi yapıştırıcı ile yapıştırın. Sıcaklık sensörü kablosu için su geçirmez bir kablo kanalı kullanın (Bu seçeneği seçmediğime pişmanım - tüm yaşadıklarımdan sonra bu yolu kesinlikle tavsiye ederim.)
2. Endüstriyel bir köpük kullanarak boşlukları tekrar doldurun, ardından sızdırmazlığı sağlamak için su geçirmez boya kullanın. Ve dolgu ve boya ile bitirin.

Ben de 2. seçeneğe karar verdim. Adımlar aşağıdaki gibidir:

1. Güneş paneli kablosunu panoya lehimleyin
2. Anten kablosunu bağlayın
3. USB kablosunu ESP8266 kartına bağlayın (VE şarj kartına DEĞİL)
4. Tüm kabloyu ve kartı deliğe sıkıştırın
5. Sıcaklık sensörü kablosunun 5-10 cm'lik kısmını dışarıda bırakın
6. Tüm boşlukları doldurmak için endüstriyel köpüğü kullanın (Dikkat edin - köpük çok genişler)
7. Kurumasını bekleyin ve köpüğü keskin bir bıçakla kesin.
8. Şimdi biraz su geçirmez boya kullanın (çatıları sabitlemek için kullanılır) ve her yerini boyayın
9. Kurumasını bekleyin ve sert bir kabuk oluşturmak için dolgu boya spreyi kullanın (bunu tekrar tekrar yapmanız gerekir)
10. ÖNEMLİ DÜZENLEME (suda birkaç hafta kaldıktan sonra): Gerçekten su geçirmez bir kaplama elde etmek için sıvı epoksinin her yerine iki veya üç kat uygulayın.
11. Kurumaya bırakın - BİTMİŞ!

Adım 6: Alternatif Yapı

Croc ile ilk yapı hala benim favorim olduğundan, yanlış pili seçtiğimi (çok zayıf) kabul etmeliyim. Ne yazık ki pili artık değiştiremiyorum çünkü crocs gövdesinde kapalı.

Bu nedenle, elektronik aksamlara ve gerekirse bataryaya daha iyi erişmek için gövde olarak bir tekne ile başka bir çözüm yapmaya karar verdim.

Değişiklikler:

• Kabuk (https://www.aliexpress.com/item/32891355836.html)
• Aslan Pil 18650
• İki kartı (ESP8266 ve şarj modülü) monte etmek için 3D baskılı ek parça

7. Adım: Ek: Ek Ekranlar/Sensörler

Havuz verilerini yalnızca Blynk Uygulamasında görüntülemenin ötesine geçmek istiyorsanız, bunu bir MQTT aracısına da gönderebilirsiniz. Bu, havuz (veya diğer) verilerinizi farklı cihazlarda görüntülemek için birkaç olasılık daha kullanmanızı sağlar. Biri Raspberry Pi'deki (yukarıdaki resme bakın) Düğüm Kırmızı Panosu veya bir LED matris ekranı olacaktır. LED Matrix ile ilgileniyorsanız, lütfen kodu burada bulabilirsiniz:

Bu arada, bu projeden Zambretti hava tahminini içeren Solar Hava İstasyonu ile bu projeyi birleştirdim:

Bu Güneş Hava İstasyonunun ilham kaynağı Hintli arkadaşım Debasish'ten geldi. Lütfen talimatını burada bulun:

Sensörler Yarışmasında Birincilik Ödülü