ESP32 IoT grijač vode: 12 koraka

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja promjena: 2024-01-30 09:31

Cayenne IoT gejzir (spremnik tople vode u SAD -u) uređaj je za uštedu energije koji će vam pomoći u nadzoru i kontroli tople vode u vašim kućanstvima, čak i kad niste kod kuće. Omogućit će vam uključivanje i isključivanje vašeg gejzira, zakazivanje njegovog uključivanja/isključivanja u određeno vrijeme, mjerenje temperature gejzira, postavljanje maksimalnih uštednih temperatura itd. Napravljeno je za visokotlačne električne gejzire s jednim elementom. Lako se može promijeniti za druge konfiguracije gejzira poput niskog tlaka, dvostrukih elemenata itd. Moj gejzir je također instaliran okomito.

Zbog sigurnosti, držao sam svoj mehanički termostat u cijevi. Mjerim temperaturu vode s dva senzora temperature DS18B20, jedan pričvršćen na dno gejzira, ispod elementa, a drugi pričvršćen na izlaz tople vode. Iz sigurnosnih razloga nikada ne smijete vaditi mehanički termostat. Zamjena mehaničkog termostata elektroničkim senzorom može biti opasna jer senzor ili mikro kontroler (hardver ili softver mogu otkazati) mogu dovesti do eksplozije pare koja može ubiti ljude.

Ovaj projekt uključuje ozbiljno povezivanje čvrstog releja s vašim elementom gejzira. Možda će vam za to trebati kvalificirani električar (po zakonu). Nemojte raditi na svom AC (mrežnom) napajanju ako niste sigurni u to.

Vaš ESP32 objavit će podatke usluzi koja se zove Cayenne IoT Cloud putem MQTT -a. Moći ćete koristiti nadzornu ploču Cayenne za nadzor i kontrolu vašeg gejzira te zakazivanje vremena zagrijavanja.

Pribor:

• ESP32 Wemos lolin ili bilo koji drugi ESP32. ESP8266 će također raditi, ali funkcija dodirnog pina neće raditi. Arduino s WiFi -om također bi trebao poslužiti
• Solid State relej (SSR), snage 30 ampera ili više
• Hladnjak za SSR
• 3 (2 mogu učiniti) Dalasovi poluvodički temperaturni senzori, DS18B20.
• Kućište
• Neki kratkospojni kablovi
• Električni kabeli prikladni za struju vašeg gejzira
• Priključni blokovi
• USB napajanje za ESP32
• Litij -ionska baterija za napajanje ESP32 ako je mrežni napon.

Korak 1: Potrebne vještine

ESP32 Programiranje u Arduino IDE -u, instaliranje knjižnica

Osnovna elektronika

Poznavanje mreže (obično AC 110 - 240 volti)

Nešto znanja o cayenne.mydevices.com

Korak 2: Termo profil gejzira i postavljanje senzora

Vruća voda ima manju gustoću od hladne vode. Stoga će voda na vrhu spremnika biti toplija od vode na dnu spremnika jer će topla voda porasti. Izlaz iz gejzira također je normalno na vrhu, a ulaz na dnu što dodatno doprinosi toplinskom profilu.

U svom projektu koristio sam tri temperaturna senzora. Jedan pri dnu, jedan pri vrhu i senzor temperature okoline. Na temelju nekoliko eksperimenata odlučio sam upotrijebiti senzor donje temperature kao pokazatelj da je spremnik vruć. Problem s gornjim senzorom je u tome što će se podići za nekoliko stupnjeva onog trenutka kad se vruća pločica otvori na nekoliko sekundi i možda će na vrhu spremnika ostati samo malo tople vode. Možda ćete odlučiti upotrijebiti neki prosjek između dva senzora.

Korak 3: Izgradite svoj hardver

Spojite SSR na PIN 15 i GND

Spojite sva 3 senzora DS18B20: žuto na PIN 16, crno na GND, crveno na 3,3 volta. Upotrijebite naponski otpornik od 4,7KOhms između PIN -a 16 i 3,3 volta. (Upamtite, DS18B20 su jednožilni uređaji, a više jednožičnih uređaja dopušteno je na jednoj sabirnici ili pinu).

Spojite žicu za ponovno pokretanje na TO i vratite žicu na T2

Još ne spajajte svoju konstrukciju na električnu mrežu (AC). Još ne pričvršćujte senzore na svoj gejzir. Prvo morate odrediti koji senzor mora ići u koji položaj.

Korak 4: Registrirajte se kao Cayenne korisnik

Ovo nije udžbenik za cayenne.mydevices.com. Cayenne je nula cijena verzija mydevices.com

Ako niste upoznati s cayenneom, više informacija dostupno je na

Prvo se morate registrirati na cayenne.mydevices.com i dobiti korisničko ime i lozinku.

Više informacija o cayenneu dostupno je na

Također je važno pročitati

developers.mydevices.com/cayenne/docs/cayenne-mqtt-api/#cayenne-mqtt-api-using-arduino-mqtt za dodavanje biblioteke cayenne u Arduino ID

Korak 5: Instalirajte potrebne knjižnice u Arduino IDE

WiFiManager

ArduinoJson verzija 6.9.0

CayenneMQTT

OneWire

DallasTemperature

ArduinoOTA

Korak 6: Učitajte ESP32 skicu

ESP32 Sketch sadrži mnogo koda. Uključuje kod za

1. https://github.com/tzapu/WiFiManager. WiFi upravitelj koristi se kako bi vaš ESP32 znao koje su vaše vjerodajnice za prijavu na WiFi pristupne točke. Nadalje se koristi za snimanje pojedinosti o CayenneMQTT -u, temperaturnih granica za gejzir i za povezivanje 3 temperaturna senzora sa svojim mjestom (gore, dno ili okolina)
2. Kôd za cayenne API
3. OTA (ažuriranja putem zraka). Moći ćete ažurirati firmver putem WiFi -a. Morate biti na lokalnoj WiFi mreži, koristeći isto računalo s kojeg ste prenijeli svoju izvornu skicu.

4. Očitavanje temperature DS18B20.

ArduinoIDE Sketch je dostupan na:

Korak 7: Dodajte svoj ESP32 u Cayenne

Sada možete dodati novi uređaj.

Prijavite se na cayenne.mydevices.com. S lijeve strane vidjet ćete padajući izbornik Dodaj novo …… Odaberite Uređaj/Widget. Otvorit će se stranica na kojoj morate odabrati donijeti svoju stvar. Otvorit će se nova stranica s vašim podacima o MQTT -u. Zapišite svoje korisničko ime MQTT, zaporku za MQTT, ID KLIJENTA. To će vam trebati za komunikaciju s Cayenne MQTT posrednikom (poslužiteljem). Vaše korisničko ime i lozinka za MQTT uvijek će biti isti, ali ID KLIJENTA bit će različit za svaki novi uređaj, poput drugog ESP32, Arduino ili Raspberry PI.

Na ovom obrascu možete svom uređaju dati i ime.

Korak 8: Pokrenite svoju skicu

Ponovo pokrenite ESP32

Sada biste trebali vidjeti novu WiFi pristupnu točku pod nazivom "Slim_Geyser_DEV". (ESP 32 bit će u načinu pristupne točke/ Ad-hoc ili hotspot načinu) pomoću vašeg računala za pretraživanje/ skeniranje WiFi.

Prijavite se na ovu novu pristupnu točku. Lozinka/sigurnosni ključ je lozinka.

Vaš preglednik trebao bi otići na odredišnu stranicu "192.168.4.1", ako ne, učinite to ručno.

Idite na Konfiguriraj WiFi

Sad bi se trebala otvoriti stranica s konfiguracijom. Trebala je automatski skenirati vašu internetsku pristupnu točku, odabrati je, upisati lozinku, pojedinosti o Cayenne MQTT. Ostalo ostavite isto. Sve temp vrijednosti su metričke (stupnjevi Celzijusa).

Pritisnite spremi. ESP32 će se sada pokušati povezati s vašim WiFi -jem i poslužiteljem Cayenne.

Prekinite vezu sa "Slim_Geyser_DEV" i povežite računalo s kućnom pristupnom točkom.

Korak 9: Izradite svoju Cayenne nadzornu ploču

Sada biste se trebali prijaviti na cayenne.mydevices.com koristeći svoje cayenne vjerodajnice.

Vaš uređaj trebao bi biti naveden na lijevoj traci izbornika (Moj je Geyser_DEV).

Sada možete dodati sve svoje senzore i relej (ili kanale) na svoju nadzornu ploču klikom na znakove za dodavanje.

Na ikoni kanala 0 kliknite postavke i promijenite naziv u "TEMP na dnu gejzira". Odaberite odgovarajuću ikonu (temperaturna sonda) i odaberite broj decimalnih mjesta kao 1. Učinite isto za kanal 1, 2, 5, 6

Za kanale 4 i 8 promijenite broj decimala na 0 i dajte im ime "** Status gejzira (1 = UKLJUČENO, O = ISKLJUČENO) **"

i "*Način automatskog grijanja (0 = ručno, 1 = automatski)*".

Kanali 3 i 7 trebali bi biti gumbi

Idite na Dodaj novu stavku izbornika na lijevoj traci izbornika, idite na Uređaj/Widget> Prilagođeni widgeti> Gumb

Imenujte gumb "Uključivanje/isključivanje gejzira", Odaberite naziv uređaja (Gejzir_DEV), DATA = Digitalni pogon, Kanal 3, Jedinica = Digitalni I/O, Ikona = Prekidač. Pritisnite Dodaj dodatak.

Učinite isto za kanal 7

Kanal 9 treba pretvoriti u klizač

Idite na Dodaj novu stavku izbornika na lijevoj traci izbornika, idite na Uređaj/Widget> Prilagođeni widgeti> Klizač i odaberite odgovarajuće vrijednosti kao na slici.

Sada možete pomicati svoje widgete.

Korak 10: Određivanje položaja senzora

Budući da su tri temperaturna senzora spojena na isti pin (One Wire Bus), trebali biste smisliti koji bi senzor trebao ići.

Provjerite svoju nadzornu ploču Cayenne i zabilježite tri temperature. Morali bi biti manje -više isti. Zagrijte jednu toplom vodom ili rukom. Obratite pažnju na senzor koji se zagrijava na nadzornoj ploči. U skladu s tim označite svoj senzor. Učinite to za druga 2 senzora.

Korak 11: Igranje (testiranje) vaše nadzorne ploče

Poigrajte se kontrolama na nadzornoj ploči. Uključite/isključite prekidač i provjerite svijetli li LED dioda SSR. Uključite i način automatskog grijanja, zagrijte donji osjetnik i provjerite hoće li se SSR uključiti kada se postigne željena temperatura.

Sada možete spojiti 2 senzora na gejzir, a senzor temperature okoline na odgovarajući položaj. Također možete spojiti SSR na električnu mrežu.

Korak 12: Zakažite svoj gejzir

Sada možete planirati događaje za uključivanje/ isključivanje sa svojim gejzirom

Na nadzornoj ploči odaberite Dodaj novo> Događaj