Propagator Thermostat using ESP8266/NodeMCU and Blynk: 7 Steps (with Pictures)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy změněno: 2024-01-30 08:23

Nedávno jsem si koupil vyhřívaný propagátor, který by měl přispět ke klíčení mých semen květin a zeleniny dříve v sezóně. Přišlo to bez termostatu. A protože jsou termostaty dost drahé, rozhodl jsem se vyrobit si vlastní. Protože jsem chtěl využít této příležitosti a trochu si pohrát s Blynkem, postavil jsem svůj termostat na vývojovou desku ESP8266/NodeMCU, kterou jsem měl povalenou.

U předchozích projektů jsem často používal stránky jako instructables.com pro inspiraci a pomoc, kdykoli jsem se zasekl. Víc než spravedlivé udělat malý příspěvek sám, takže tady je můj vůbec první instruktáž!

Disclaimer: Tento projekt funguje na AC 230V, což je docela nebezpečné a cokoli špatného vás může zabít. Nemohu nést odpovědnost za jakékoli škody, zranění nebo ztráty na životech. Udělejte to na vlastní riziko

Krok 1: Seznam věcí, které jsem použil

1 NodeMCU V3.0

2 DS18B20 1vodičový snímač teploty

1 Reléový modul

1 displej LCD1602 I2C

3 barevná tlačítka

1 pouzdro 158x90x60 s čirým krytem

1 5V USB nabíječka telefonu

1 krátký USB 2.0 A zástrčka B na zástrčku Micro 5 pinový datový kabel

1 Rezistor 4,7 kΩ

1 vodotěsný překližkový blok, asi 10x5x2cm

1 kus bílé plastové trubičky, průměr 12 mm, délka 16 cm

1 napájecí kabel 230 V se zástrčkou

1 zásuvka 230 V (2 piny)

1 zásuvka 230 V (3 piny)

1 6 pozice 2řadá svorkovnice

1 stereofonní zvukový kabel s 3,5mm konektorem stereo jack na jednom konci

1 3,5 mm stereo zásuvka samice

2 konektory kabelové vývodky M16

1 kus bílého plexiskla asi 160x90

A některé připojovací vodiče, smršťovací bužírky, lepidlo, oboustranná lepicí páska, černá barva ve spreji, distanční vložky desky plošných spojů, šrouby M3 a vrták 1,5 mm/6,5 mm/12 mm/16 mm

Krok 2: Návrh termostatu

Jak již bylo řečeno, termostat je vytvořen kolem vývojové desky ESP8266/NodeMCU.

Skutečná teplota půdy a vzduchu v propagátoru bude měřena 2 teplotními senzory. Tyto senzory mají takzvané 1-Wire rozhraní, což znamená, že je lze připojit paralelně k jednomu vstupnímu portu. Jak již bylo zmíněno v tomto vynikajícím datovém listu, 1-Wire sběrnice vyžaduje externí stahovací odpor přibližně 5 kΩ. Mezi signálovou linkou senzorů a 3,3 V NodeMCU používám odpor 4,7 kΩ.

Aby bylo možné zvýšit nebo snížit požadovanou cílovou teplotu půdy, přidají se 2 tlačítka a 16x2 znakový LCD displej, který poskytuje zpětnou vazbu o aktuální a cílové teplotě. Tato obrazovka LCD má vestavěné podsvícení. Aby se zabránilo neustálému podsvícení, rozhodl jsem se po nějaké době přidat nějaký kód pro ztlumení obrazovky. Aby bylo možné znovu aktivovat podsvícení, přidal jsem další tlačítko. Nakonec je přidán reléový modul pro zapnutí a vypnutí napájení tepelného kabelu v propagátoru.

Výše uvedený obrázek ukazuje, jak jsou tyto komponenty připojeny k hlavní jednotce.

Krok 3: Provedení termostatu „Blynk“

Protože později potřebujeme v našem kódu nějaká data z aplikace Blynk, pojďme se nejprve postarat o podnikání Blynk.

Postupujte podle prvních 3 kroků pokynů ke spuštění Blynku.

Nyní vytvořte nový projekt v aplikaci Blynk. Jako název projektu jsem zvolil „Propagator“. V seznamu zařízení vyberte 'NodeMCU', typ připojení je 'WiFi'. Mám rád temné téma, proto jsem zvolil 'Dark'. Po stisknutí tlačítka OK se zobrazí vyskakovací okno s oznámením, že na vaši e -mailovou adresu byl odeslán ověřovací token. Zkontrolujte svou poštu a zapište si tento token, který potřebujeme v kódu NodeMCU později.

Klepněte na prázdnou obrazovku, která se nyní zobrazuje, a přidejte:

• 2 měřiče (každý 300 energie, takže celkem 600)
• 1 SuperChart (900 energie)
• 1 Zobrazení hodnoty (200 energie)
• 1 posuvník (200 energie)
• 1 LED (100 energie)

To přesně spotřebuje vaši bezplatnou energetickou bilanci 2000;-)

Obrázky výše ukazují, jak rozložit obrazovku pomocí těchto prvků. Klepnutím na každý prvek lze upravit podrobná nastavení (viz také obrázky výše).

Až budete hotovi, aktivujte svůj projekt výběrem tlačítka „přehrát“. Aplikace se (samozřejmě) nepodaří připojit, protože se zatím není k čemu připojit. Přejděme tedy k dalšímu kroku.

Krok 4: Kód, díky kterému to všechno funguje

Nyní je čas naprogramovat naši ESP8266/NodeMCU. K tomu používám aplikaci Arduino IDE, kterou lze stáhnout zde. Chcete -li jej nastavit pro ESP8266/NodeMCU, podívejte se na tento skvělý návod od Magesha Jayakumara.

Kód, který jsem vytvořil pro svůj termostat Propagator, najdete v souboru Thermostat.ino níže.

Pokud chcete tento kód znovu použít, nezapomeňte v kódu aktualizovat své SSID WiFi, heslo a autorizační token Blynk.

Krok 5: Konstrukce modulu snímače teploty

Základna propagátoru bude naplněna vrstvou ostrého písku nebo velmi jemné zrnitosti silné asi 2 cm. Tím se spodní teplo rozdělí rovnoměrněji. Abych správně změřil teplotu půdy, rozhodl jsem se použít vodotěsný snímač teploty DS18B20. Ačkoli můj propagátor přišel s integrovaným analogovým teploměrem pro měření teploty vzduchu uvnitř, rozhodl jsem se přidat další teplotní senzor pro měření teploty vzduchu také elektronicky.

Aby oba senzory pěkně držely na místě, vytvořil jsem jednoduchou dřevěnou konstrukci. Vzal jsem kus vodotěsné překližky a vyvrtal 6,5 mm otvor ze strany na stranu, aby držel snímač teploty půdy, a vedl vodič senzoru skrz blok. Vedle toho jsem ve středu překližkového bloku vyvrtal 12 mm otvor, asi do 3/4 celkové výšky, a 6,5 mm otvor ze strany, v polovině bloku, končící 12 mm otvorem. Tento otvor drží snímač teploty vzduchu.

Senzor teploty vzduchu je zakryt plastovou bílou trubkou, která se vejde do otvoru 12 mm. Délka trubice je asi 16 cm. Trubice má ve spodní polovině (kde je snímač) vyvrtáno několik 1,5 mm otvorů, horní polovina je natřena černou barvou. Představa je, že vzduch v černé části trubice se trochu zahřívá, stoupá nahoru a uniká, čímž vytváří proud vzduchu kolem senzoru. Naštěstí to povede k lepšímu odečítání teploty vzduchu. Nakonec, aby se zabránilo vniknutí písku nebo kamínků, jsou otvory pro kabely senzoru vyplněny lepidlem.

K připojení senzorů jsem použil starý stereofonní zvukový kabel, který má na jednom konci stereo 3,5mm jack konektor. Odřízl jsem konektory na druhé straně a připájel 3 vodiče (můj zvukový kabel má měděnou zem, červený a bílý vodič):

- oba černé vodiče ze senzorů (uzemnění) vedou k zemnicímu kabelu audio kabelu

- oba červené vodiče (+) jdou na červený vodič

- oba žluté vodiče (signál) jdou na bílý vodič

Pájené části jsem izoloval jednotlivě tepelně smršťovací hadičkou. Také byly použity smršťovací bužírky, aby byly 2 vodiče senzoru pohromadě.

Dokončený modul teplotního senzoru je zobrazen na 4. obrázku výše.

Po dokončení je modul teplotního senzoru nainstalován do středu vyhřívaného propagátoru pomocí oboustranné lepicí pásky. Drát je veden stávajícím otvorem (který jsem musel trochu zvětšit, aby se drát vešel) v základně propagátoru.

Krok 6: Konstrukce modulu termostatu

ESP8266/NodeMCU, displej, relé a 5V napájecí zdroj úhledně zapadají do pouzdra 158x90x60 mm s průhledným krytem.

Potřeboval jsem základní desku pro montáž NodeMCU, LCD displeje a relé do skříně. Přemýšlel jsem o objednání 3D tištěné základní desky, a tak jsem ve SketchUpu vytvořil soubor.stl. Rozmyslel jsem si to a jednoduše jsem si to vyrobil sám z kousku 4mm bílého plexiskla. Pomocí SketchUp jsem vytvořil šablonu, která označila přesné místo pro vyvrtání 3mm otvorů. Příklad najdete v souboru.skp. Součásti jsou namontovány na základní desku pomocí distančních podložek příslušné délky.

Vyvrtal jsem otvory pro tlačítka a konektory na bocích pouzdra, nainstaloval tlačítka a konektory a zapojil je pomocí barevných vodičů, aby se předešlo špatnému připojení. Pečlivě jsem zapojil části 230 V AC. Opět: 230 V AC může být nebezpečné, ujistěte se, že víte, co děláte při přípravě této části projektu!

Napájení 5 V a svorkovnice jsou na spodní straně skříně zajištěny oboustrannou lepicí páskou.

Po připojení vodičů k NodeMCU trvalo několik drobných manipulací, než byla základová deska v pouzdře připevněna několika šrouby m3.

Konečná akce: vložte průhledný kryt na místo a máme hotovo!

Krok 7: Závěr

Bylo opravdu zábavné zkonstruovat tento termostat pro můj propagátor a sledovat jeho postup při jeho budování a psaní tohoto návodu.

Termostat funguje jako kouzlo a jeho ovládání a monitorování pomocí aplikace Blynk funguje také dobře.

Ale vždy je co zlepšovat. Přemýšlím o zlepšení regulace teploty tím, že se vyhnu přílišnému „přestřelení cíle“. Pravděpodobně se podívám na takzvanou PID knihovnu.

Další nápad: Mohl bych přidat možnost OTA „Over The Air“pro aktualizaci softwaru NodeMCU, aniž bych musel pokaždé pouzdro otevírat.