ESP8266 Sıcaklık Kontrollü Röle: 9 Adım (Resimli)

2024 Yazar: John Day | [email protected]. Son düzenleme: 2024-01-30 13:20

Bir arkadaşım hava sıcaklığına ve neme karşı çok hassas deneyler yapan bir bilim adamı. İnkübatör odasında küçük bir seramik ısıtıcı var ama ısıtıcının termostatı yeterince hassas değildi, sıcaklığı sadece 10-15 derece arasında tutabiliyordu.

Sıcaklık ve nemi kaydeden ticari cihazlar oldukça pahalı olabilir ve cihazdan veri almak zor olabilir. Ayrıca, sıcaklığı kontrol edemezler, yalnızca verileri günlüğe kaydederler. Sıcaklık ve nemi kaydederken ısıtıcıyı bir röle aracılığıyla doğru bir şekilde kontrol edebilecek bir cihaz yapmanın ne kadar zor olacağını sordu. Yeterince kolay geliyordu.

Bir ESP8266, röle, DHT22 ve bazı çevrimiçi IoT platformlarını alarak yola çıktık.

Adım 1: Sarf Malzemeleri

Bu proje, hepsi oldukça yaygın olan ve bugün elinizin altında olan bir avuç sarf malzemesi kullanıyor. İşte kullandıklarımın tam listesi, proje ihtiyaçlarınızı karşılamak için gerektiği gibi ayarlamaktan çekinmeyin.

• ESP8266 ESP-01 (veya benzeri ESP8266 kartı)
• DHT-22 Sıcaklık ve Nem sensörü
• LM317 değişken voltaj regülatörü (veya standart bir 3.3V regülatör daha kolay olurdu)
• 5V Yüksek akım rölesi (10A ile başladım ama 2 gün içinde patlattım)
• Çeşitli dirençler ve kapasitörler
• Atlama telleri
• Standart elektrik prizi ve kapağı
• Elektrikli çete kutusu
• Adaptörlü eski USB fişi
• Eski elektrik fişi

Geriye dönüp bakıldığında, ESP-01 yerine NodeMCU kullanmak çok daha mantıklı olurdu. O zamanlar elimde yoktu, elimdekilerle yetindim.

Adım 2: Çıkış Yapısı

Teknik olarak mikro denetleyici ve kodla başlamış olsam da, önce AC prizinden başlamak mantıklı. Bu proje için tek bir çete kutusu, standart bir 2 fişli priz ve eski bir çoklu prizden gelen güç kablosu kullandım.

Elektrik prizi, iki beyaz kablo birbirine ve iki topraklama kablosu bir araya gelecek şekilde bağlanır. Rölenin üst tarafından geçen iki siyah kablo. Terminalleri iyice vidaladığınızdan ve tellerin hiçbirinin kısa devre yapmadığından emin olun, tellerin üzerine biraz lehim koydum ki ayaklar bir arada kalsın.

Yüksek voltaja dikkat edin ve her bağlantıyı iki kez kontrol edin. Tel ciğerlerinize elektrik bandı yapıştırmak iyi bir fikirdir, böylece gevşemezler

Adım 3: Curciut Tasarımı

Devre oldukça basit ama benim yaptığım gibi ESP-01'i kullanırsanız, 3.3V almak için bir voltaj regülatörü eklemeniz gerekecek. Standart röleler 5V gerektirir, bu nedenle 3.3V ve 5.0V raya ihtiyacınız olacaktır.

Devrem, sabit bir 3.3V ray elde etmek için bir dizi dirençli bir LM317 voltaj regülatörü kullandı, röleye güç sağlamak için USB 5V'ye dokundum. 3.3V röleler vardır, ancak küçük bir alan ısıtıcısına güç verecekseniz yüksek akım röleleri için gerekli değildir.

DHT22, 4.7k'lik bir çekme direnci gerektirir.

Adım 4: Kartı Lehimleyin

Tüm bileşenleri düzenleyin ve lehimleyin. Bu biraz zor olabilir, ancak izleri bir parça grafik kağıdıyla önceden planlamak yardımcı olacaktır.

Elektrik fişi için bir USB kartı kullandım ancak oldukça zayıftı ve onun yerine iki başlık pimi ile değiştirdim. Kartta iki dişi başlık kullandım ve iki erkek başlık pimini doğrudan eski bir USB fişine lehimledim. Bu daha güvenilir ve sağlam olduğunu kanıtladı. USB kablo renkleri şunlardır:

Siyah ZeminKırmızı 5V

Ayrıca, standart jumper kablolarıyla bağlamak için perfboard'umdaki DHT22 ve Relay pinlerini ortaya çıkarmak için erkek başlıklar kullandım.

Daha sonra fişten çekilmesi ihtimaline karşı her bir pimi, gücü ve toprak konektörünü etiketlediğinizden emin olun.

Adım 5: Devre Kartını Monte Edin

Çete kutusunun yanına, devre kartını vidalarla ve/veya sıcak tutkalla monte edin. Yerleştirmenin, jumper kablolarının kutunun içine monte edilmiş rölenize ulaşacak ve güç konektörünüzü kolayca takabileceğiniz şekilde yapıldığından emin olun.

DHT22 sensörünüze durumunuza uygun uzunlukta ısıyla daralan bir bağlantı kablosu ekleyin. Benimki yaklaşık 8 inç uzunluğundaydı. Bunun yerine kabloların hafifçe bükülebilmesi ve serbest durması için biraz CAT5 kablosu kullandım.

Adım 6: Arudino Kodu

Arduino kodu, Github sayfamda bulunan SensorBase sınıfımı kullanır. SensorBase kodumu kullanmanıza gerek yok. Doğrudan MQTT sunucusuna ve Thingspeak'e yazabilirsiniz.

Bu proje üç temel yazılım özelliğine sahiptir:

1. Değerleri ayarlamak ve görüntülemek için yerel bir web sunucusu
2. Veri göndermek ve depolamak için uzak MQTT sunucusu
3. Verileri grafiklendirmek için Thingspeak panosu

Bu özelliklerden bir veya birkaçını kullanabilirsiniz. Sadece kodu gerektiği gibi ayarlayın. Bu, kullandığım özel kod kümesidir. Parolaları ve API anahtarlarını ayarlamanız gerekecek.

• Github'da sensör tabanlı kod.
• Github'daki laboratuvar kodu.

7. Adım: Thingspeak Kontrol Paneli

Ücretsiz bir Thingspeak hesabı oluşturun ve yeni bir kontrol paneli tanımlayın. Aşağıda listelediğim öğelerin aynı sırasını kullanmanız gerekecek, isimleri önemli değil, ancak sıra önemli.

Öğe eklemek veya çıkarmak istiyorsanız, Arduino kodundaki Thingspeak parametrelerini ayarlayın. Oldukça yalındır ve web sitelerinde iyi belgelenmiştir.

8. Adım: CloudMQTT Kurulumu

Herhangi bir MQTT hizmeti veya Blynk gibi benzer bir IoT hizmeti işe yarayabilir, ancak bu proje için CloudMQTT kullanmayı tercih ediyorum. Geçmişte birçok proje için CloudeMQTT kullandım ve bu proje bir arkadaşıma devredileceği için transfer de yapılabilen yeni bir hesap oluşturmak mantıklı.

Bir CloudMQTT hesabı oluşturun ve ardından yeni bir "örnek" oluşturun, "Sevimli Kedi" boyutunu seçin, çünkü onu yalnızca kontrol için kullanıyoruz, günlük kaydı yok. CloudMQTT size bir sunucu adı, kullanıcı adı, parola ve bağlantı noktası numarası sağlayacaktır. (Bağlantı noktası numarasının standart MQTT bağlantı noktası olmadığını unutmayın). Tüm bu değerleri, durumun doğru olduğundan emin olarak ilgili konumlardaki ESP8266 kodunuza aktarın. (cidden, değerleri kopyala/yapıştır)

Cihazınızın bağlantılarını, düğmeye basmalarını ve garip bir senaryoda bir hata, bir hata mesajı aldığınızı görmek için CloudMQTT'deki "Websocket UI" panelini kullanabilirsiniz.

Android MQTT istemcisini yapılandırırken de bu ayarlara ihtiyacınız olacak, bu nedenle gerekirse değerleri not edin. Umarım şifreniz telefonunuza giremeyecek kadar karmaşık değildir. Bunu CloudMQTT'de ayarlayamazsınız.

Adım 9: Son Test

Şimdi son cihazı test etmemiz gerekiyor.

Herhangi bir şeyi test etmeden önce, HER kabloyu iki kez kontrol edin ve tüm kabloları izlemek için multimetrenizi süreklilik modunda kullanın. Her şeyin bağlı olduğunu düşündüğünüz yere bağlı olduğundan emin olun. Röle, yüksek voltajı düşük voltajdan izole ettiğinden, mikrodenetleyicinizi kısa devre yapma konusunda endişelenmenize gerek yoktur.

Yüksek voltaj tarafında her şeyin doğru şekilde kablolandığını doğrulamak için basit bir elektrikçi devre test cihazı kullandım ve rölemi test etmek için de iyi çalıştı.

Telefonunuz veya dizüstü bilgisayarınız üzerinden cihaza bağlanarak ESP2866'nızı wifi ağınıza ekleyin. Bu, standart WifiManager kitaplığını kullanır ve Github sayfasında gerekli tüm belgelere sahiptir.

Akkor ampul kullanarak DHT22 sensörümü ampulün yanına yerleştirdim ve lambayı prize taktım. Bu, sıcaklığın hızlı bir şekilde ısınmasını sağlayarak rölenin lambayı kapatmasını ve işlemi tekrar etmesini sağladı. Bu, wifi bağlantım da dahil olmak üzere her şeyi test etmek için çok yardımcı oldu.

Cihazınız, sıcaklık çok düştüğünde röleyi doğru şekilde açmalı, sıcaklık yüksek değere ulaştığında ise kapatmalıdır. Testlerimde bu, laboratuvar alanı sıcaklığımızı günde 24 saat 1 derece Celcius içinde tutmayı başardı.