Solarni senzor bazena Crocodile: 7 koraka (sa slikama)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja promjena: 2024-01-30 09:32

Ove upute pokazuju kako izgraditi prilično poseban senzor za bazen koji mjeri temperaturu bazena i prenosi ga putem WiFi -a u aplikaciju Blynk i u brokera MQTT. Zovem ga "Crocodile Solar Pool Sensor". Koristi programsko okruženje Arduino i ploču ESP8266 (Wemos D1 mini pro).

Što je tako posebno u ovom projektu?

• Izgled je jednostavno odličan
• Potpuno neovisno o izvorima napajanja (solarni panel napaja LiPo bateriju)
• ESP8266 WiFi senzor male snage
• Vrlo precizan temperaturni senzor
• Prijenos podataka o temp i naponu u aplikaciju Blynk za vaš mobilni telefon
• Šalje i vremensku oznaku "posljednje ažuriranje" aplikaciji Blynk
• Prijenos podataka o temp i naponu posredniku MQTT
• Mogu se mijenjati Celzijusi i Fahrenheiti
• Može se reprogramirati

Vaša razina vještina: srednja do iskusna

Pribor

Za ovu izgradnju morate znati kako raditi s:

• Arduino IDE (programsko okruženje)
• lemilica
• bušilica
• oštar nož
• epoksidno ljepilo
• vruće ljepilo
• industrijska pjena za raspršivanje
• boja u spreju

Korak 1: Potrebne komponente

Ove stvari su potrebne za izradu ovog lijepog senzora za bazen:

• Glava krokodila (pjenasta plastika) pronađena ovdje: Amazon: Glava krokodila
• ILI alternativno: školjka broda (Aliexpress). Molimo pogledajte korak 6 za ovo.
• ESP8266 Wemos D1 mini pro: (Aliexpress)
• Solarna ploča 0,25 W 45x45 mm: (Aliexpress)
• ** UREDI nakon godinu dana korištenja: toplo preporučujem upotrebu jače baterije poput 18650 (primjer: Aliexpress)
• Modul punjača baterija TP4056: (Aliexpress)
• Vodootporni osjetnik temperature DS 18b20: (Aliexpress)
• 22 AWG žica (Aliexpress)
• Prototip PCB ploče 5x7 cm (Aliexpress)
• Otpornici 220 Ohm i 4,7 kOhm
• kratki USB na MicroUSB kabel

dodatno:

• Izolacijska brtvena pjena na DIY tržištu ili ovdje: (Amazon)
• Vodootporna boja @ DIY market ili ovdje: (Amazon)
• Sredstvo za punjenje u spreju @ DIY market ili ovdje: (Amazon)
• Tekući epoksid za vodootporne premaze na tržištu "uradi sam"
• Vruće ljepilo

Možda ćete morati koristiti 3D pisač za ispis vodonepropusnog poklopca za USB priključak.

Korak 2: Elektronika

Mislio sam da je najlakše započeti s nekim od ovih DIY univerzalnih prototipnih PCB -a i otkrio sam da je dimenzija 5x7 cm savršena za tu svrhu.

Koraci izgradnje:

1. Pripremite D1 mini pro za korištenje vanjske antene:

   1. Otpakirani otpornik od 0 Ohma pored keramičke antene
   2. Okrenite otpornik od 0 ohma prema dolje i lemite vezu s vanjskom antenom (dobro objašnjenje se nalazi ovdje - korak 5)
2. Postavite dijelove i odlučite se za izgled na prototipnoj ploči prije nego počnete lemiti
3. Lemite igle na D1 mini pro
4. Spojite zaporne igle na ploču prototipa
5. Lemite igle za ploču punjača na prototip PCB -a
6. Lemite ploču punjača na igle
7. Odrežite kabel osjetnika temperature na duljinu od 20 cm
8. Za povezivanje osjetnika temperature pogledajte gornju sliku
9. Lemiti kabel na solarnu ploču
10. NEMOJTE još lemiti kabele solarnih panela na ploču - njih je potrebno prvo zalijepiti na glavu krokodila
11. Slijedite gornju shemu Fritzinga za lemljenje svih preostalih priključaka na PCB
12. Nakon što su sve komponente spojene i lemljene, upotrijebite vruće ljepilo za popravku baterije. Napomena: Za uspavljivanje ESP8266 potrebno je spojiti pin D1 s pinom RST. Ponekad D1 mini pro uzrokuje probleme sa serijskim portom ako su priključeni priključci D0 i RST. Ona koju sam koristio (vidi gornju vezu Aliexpress) nije imala ovaj problem. Ako se suočite s ovim problemom, možda ćete morati upotrijebiti kratkospojnik ili prekidač za odvajanje dva pina za prijenos novog koda. Ali (!) Tada nemate mogućnosti reprogramirati nakon što je glava krokodila zapečaćena. U tom slučaju također ne morate izvući USB priključak prema van (npr. Za bušenje treće rupe).

Korak 3: Hardverski dio 1 (Priprema glave krokodila)

U ovom koraku pripremamo stražnju stranu krokodilske glave kako bismo dobili dovoljno prostora za elektroniku. Bušimo rupe za antenu, solarnu ploču i USB priključak. Prvo sam planirao svoj projekt bez USB priključka. Ali tada sam pomislio da će mi biti nemoguće izvršiti neka ažuriranja softvera nakon što krokodil ponovno bude zapečaćen. Stoga sam odlučio koristiti kratki USB kabel mikro-USB na USB kako bih omogućio vanjski pristup ploči ESP8266. Sljedeći koraci koje treba učiniti:

• Oštrim nožem odrežite malo više od 7x5 cm (veličina vaše prototipne ploče) s tvrde površine
• Žlicom uklonite mekšu pjenu iznutra
• Samo pazite da imate dovoljno prostora za kabele i ploču
• Isprobajte odgovara li i ima li još prostora za kasnije pokrivanje

Sada izbušite dvije ili tri rupe u glavi:

• za solarnu ploču
• za antenu
• (izborno) za USB priključak za omogućavanje kasnijeg programiranja

Koristite 2 -komponentni epoksid (5 minuta) za lijepljenje i ponovno brtvljenje ovih rupa. Koristite dovoljno epoksidnog ljepila! Pobrinite se da poslije bude vodootporan!

1. Zalijepite kabel solarne ploče na glavu i pravilno zatvorite rupu
2. Zalijepite solarnu ploču između očiju
3. Zalijepite utičnicu antene na glavu i pravilno zatvorite rupu
4. Zalijepite USB utikač i pravilno zatvorite rupu

Kako bih izbjegao koroziju vode na USB priključku, 3D sam ispisao malu zaštitnu kapicu.

Korak 4: Softver

Morate imati pokrenuto Arduino okruženje. Ako nije, provjerite ovo.

Postavljanje hardvera je jednostavno (na mom Macu):

LOLIN (WEMOS) D1 mini Pro, 80 MHz, Flash, 16M (14M SPIFFS), v2 niža memorija, onemogući, nema, samo skica, 921600 na /dev/cu. SLAB_USBtoUART

Ovdje nabavite Arduino kôd: Arduino kôd na Githubu

Kôd šalje temperaturu i napon baterije u Blynk. Samo učitajte aplikaciju Blynk na svoj mobilni telefon i izradite novi projekt. Blynk će vam poslati Auth token za ovaj projekt. Unesite ovaj token u datoteku Settings.h. Zadane postavke će se poslati

• temperatura do VIRTUALNOG PIN -a 11
• napon na VIRTUALNI PIN 12
• posljednja ažurirana vremenska oznaka u VIRTUALNI PIN 13

ali ove je pinove u kodu lako promijeniti. Samo se poigrajte sa svim Blynk widgetima koristeći V11, V12 i V13 - zabavno je. Ako ste tek počeli čitati upute moga prijatelja Debasisha - većina toga je objašnjena u koraku 19.

Softver je također pripremljen za korištenje brokera MQTT.

U postavkama.h postoji globalna varijabla pod nazivom MQTT. Ovo mora biti postavljeno na true ili false ovisno o tome koristite li MQTT ili ne.

U mom slučaju koristim posrednika MQTT (narančasto PI Zero, Mosquitto, Node-Red) i nadzornu ploču na kojoj se okupljaju svi moji podaci senzora. Ako ste tek počeli koristiti MQTT, dopustite Googleu da vam pomogne u postavljanju.

Ako ste upoznati s MQTT -om, prilično sam siguran da ćete razumjeti kôd.

Korak 5: Hardverski dio 2 (ponovno brtvljenje)

U ovom koraku moramo spakirati svu elektroniku (softver učitan i testiran) i ponovno zapečatiti trbuh našeg krokodila. Osobno vidim dva moguća rješenja:

1. Pomoću akrilnog stakla zalijepite ga epoksidnim ljepilom vodootpornim za trbuh. Za kabel osjetnika temperature upotrijebite vodootporni kabelski kanal (žao mi je što nisam odabrao ovu opciju - nakon svega što sam prošao, toplo bih preporučio da idete ovim putem.)
2. Industrijskom pjenom ponovno popunite praznine, a zatim za brtvljenje upotrijebite vodootpornu boju. I završite ga punilom i bojom.

Odlučio sam se za opciju 2. Koraci su sljedeći:

1. Lemiti kabel solarne ploče na ploču
2. Spojite antenski kabel
3. Spojite USB kabel na ploču ESP8266 (I NE na ploču za punjenje)
4. Stisnite sav kabel i ploču u rupu
5. Ostavite 5-10 cm kabela osjetnika temperature da visi
6. Upotrijebite industrijsku pjenu da popunite sve praznine (Pazite - pjena se jako širi)
7. Pustite da se osuši i zatim oštrim nožem izrežite pjenu
8. Sada upotrijebite neku vodootpornu boju (koristi se za popravljanje krovova) i obojite je po cijelom
9. Ostavite da se osuši i upotrijebite sprej za punjenje za stvaranje tvrde kore (to morate činiti uvijek iznova)
10. VAŽNO UREĐIVANJE (nakon nekoliko tjedana u vodi): Nanesite dva ili tri premaza po cijelom tekućem epoksidu kako biste dobili zaista vodootporan premaz.
11. Ostavite da se osuši - ZAVRŠENO!

Korak 6: Alternativna izgradnja

Budući da mi je prva verzija s croc -om i dalje najdraža, moram priznati da sam odabrala pogrešnu bateriju (preslaba). Nažalost, više ne mogu zamijeniti bateriju jer je zatvorena u tijelu crocs.

Zbog toga sam odlučio napraviti još jedno rješenje s brodom kao tijelom za bolji pristup elektronici i bateriji ako je potrebno.

Promjene:

• Školjka (https://www.aliexpress.com/item/32891355836.html)
• LiIon baterija 18650
• 3D ispisani umetak za montažu dviju ploča (ESP8266 i modul punjača)

Korak 7: Dodatak: Dodatni prikazi/senzori

Ako želite otići dalje od prikaza podataka o bazenu samo u aplikaciji Blynk, možete ih poslati i posredniku MQTT. To vam omogućuje da koristite još nekoliko mogućnosti za prikaz podataka vašeg bazena (ili drugih) na različitim uređajima. Jedna bi bila Node Red Dashboard na Raspberry Pi (vidi gornju sliku) ili LED matrični zaslon. Ako ste zainteresirani za LED matricu, kôd potražite ovdje:

Inače, kombinirao sam ovaj projekt sa Solarnom meteorološkom postajom, uključujući vremensku prognozu Zambretti iz ovog projekta:

Inspiracija za ovu solarnu meteorološku stanicu došla je od mog prijatelja Indijca Debasisha. Njegove upute možete pronaći ovdje:

Prva nagrada na natjecanju senzora