ESP32 IoT -waterverwarmer: 12 stappe

2024 Outeur: John Day | [email protected]. Laas verander: 2024-01-30 07:23

Cayenne IoT geiser (warmwatertenk in die VSA) is 'n kragbesparende toestel wat u sal help om die warm water van u huishoudings te monitor en te beheer, selfs as u nie tuis is nie. Dit sal u toelaat om u geiser aan en af te skakel, dit te skeduleer om op sekere tye aan/uit te skakel, die temperatuur van die geiser te meet, die maksimum bespaar temperatuur in te stel, ens. Dit is gemaak vir hoë druk elektriese geisers met een element. Dit kan maklik verander word vir ander geiser konfigurasies soos lae druk, dubbele element, ens. My geiser word ook vertikaal geïnstalleer.

Vir die veiligheid het ek my meganiese termostaat in sy buis gehou. Ek meet die watertemperatuur met twee DS18B20 temp -sensors, een aan die onderkant van my geiser, onder die element, die ander aan die warmwateruitlaat. Om veiligheidsredes moet u u meganiese termostaat nooit verwyder nie. Dit kan gevaarlik wees om die meganiese termostaat met 'n elektroniese sensor te vervang, aangesien die sensor of die mikrobeheerder (hardeware of sagteware kan funksioneer) en tot stoomontploffings kan lei wat mense kan doodmaak.

Hierdie projek behels die koppeling van 'n Solid State Relay in serie met u geiser -element. U benodig moontlik 'n gekwalifiseerde elektrisiën om dit te doen (volgens wet). Moenie werk op u AC (Netspanning) as u nie seker is nie.

U ESP32 publiseer data via 'n MQTT na 'n diens genaamd Cayenne IoT Cloud. U sal die Cayenne -dashboard kan gebruik om u geiser te monitor en te beheer en om verwarmingstye te skeduleer.

Benodighede:

• ESP32 Wemos lolin of enige ander ESP32. Die ESP8266 werk ook, maar die aanraakpenfunksie werk nie. 'N Arduino met WiFi behoort ook te doen
• Solid State -relais (SSR), met 'n nominale 30 ampère of meer
• Koelbak vir die SSR
• 3 (2 kan doen) Dalas halfgeleier temperatuur sensors, DS18B20.
• Omhulsel
• 'N Paar springkabels
• Elektriese kabels geskik vir die stroom van u geiser
• Eindblokke
• USB -kragbron vir die ESP32
• Litiumbattery om die ESP32 aan te dryf as die netvoeding is.

Stap 1: Vereiste vaardighede

ESP32 Programmering in Arduino IDE, installering van biblioteke

Basiese elektronika

Kennis van die elektrisiteitsnet (normaalweg 110 - 240 volt AC)

'N Paar kennis van cayenne.mydevices.com

Stap 2: Thermo -profiel van geisers en sensorplasing

Warm water het 'n laer digtheid as koue water. Daarom sal die water aan die bokant van die tenk warmer wees as die water aan die onderkant van die tenk, aangesien die warm water sal styg. Die geiseruitlaat is ook normaalweg aan die bokant en die inlaat aan die onderkant, wat verder bydra tot die hitteprofiel.

In my projek het ek drie temperatuursensors gebruik. Een aan die onderkant, een aan die bokant en 'n sensor vir omgewingstemperatuur. Op grond van 'n paar eksperimente het ek besluit om die onderste temperatuur sensor te gebruik as 'n aanduiding dat die tenk warm is. Die probleem met die boonste sensor is dat dit met 'n paar grade sal styg sodra 'n warm oortjie vir 'n paar sekondes oopgemaak word en daar kan net 'n bietjie warm water aan die bokant van die tenk oorbly. U kan besluit om 'n gemiddelde tussen die twee sensors te gebruik.

Stap 3: Bou u hardeware

Koppel die SSR aan PIN 15 en GND

Koppel alle 3 DS18B20 -sensor: geel tot PIN 16, swart na GND, rooi tot 3,3 volt. Gebruik 'n weerstand van 4.7KOhms tussen PIN 16 en 3.3volt. (Onthou, DS18B20 is eendraadtoestelle, en meervoudige eendraadtoestelle word toegelaat op een bus of pen).

Koppel u herstart -raakdraad aan TO en stel die draad terug op T2

Koppel u gebou nog nie aan die net (AC) nie. Koppel nog nie die sensors aan u Geyser nie. U moet eers bepaal watter sensor na watter posisie moet gaan.

Stap 4: Registreer as 'n Cayenne -gebruiker

Dit is nie 'n cayenne.mydevices.com -tutoriaal nie. Cayenne is die nulprysweergawe van mydevices.com

As u nie vertroud is met cayenne nie, is meer inligting beskikbaar op

U moet eers by cayenne.mydevices.com registreer en 'n aanmelding en wagwoord ontvang.

Meer inligting oor cayenne is beskikbaar op

Dit is ook belangrik om deur te lees

developers.mydevices.com/cayenne/docs/cayenne-mqtt-api/#cayenne-mqtt-api-using-arduino-mqtt om die cayenne-biblioteek by die Arduino ID te voeg

Stap 5: Installeer die vereiste biblioteke in die Arduino IDE

WiFiManager

ArduinoJson weergawe 6.9.0

CayenneMQTT

OneWire

Dallas temperatuur

ArduinoOTA

Stap 6: Laai die ESP32 Sketch

Die ESP32 Sketch bevat baie kode. Dit bevat kode vir

1. https://github.com/tzapu/WiFiManager. WiFi -bestuurder word gebruik om u ESP32 te laat weet wat u aanmeldingsbewyse vir WiFi -toegangspunte is. Dit word verder gebruik om die CayenneMQTT -besonderhede, temperatuurlimiete vir die geiser vas te lê en om die 3 temperatuursensors aan die ligging daarvan te koppel (bo, onder of omringend)
2. Kode vir die cayenne API
3. OTA (On the air opdaterings). U kan firmware via WiFi opdateer. U moet op u plaaslike WiFi wees en dieselfde rekenaar gebruik as wat u gebruik het om u oorspronklike skets op te laai.

4. DS18B20 temperatuurlesing.

Die ArduinoIDE Sketch is beskikbaar by:

Stap 7: Voeg u ESP32 by Cayenne

U kan nou 'n nuwe toestel byvoeg.

Meld aan by cayenne.mydevices.com. Aan u linkerkant sien u 'n keuselys Voeg nuut by … Kies toestel/widget. 'N Bladsy sal oopmaak as u u eie ding moet saambring. 'N Nuwe bladsy sal oopmaak met u MQTT -besonderhede. Skryf u MQTT -GEBRUIKERSNAAM, MQTT -WAGWOORD, KLIENT -ID neer. U benodig dit om met die Cayenne MQTT -makelaar (bediener) te kommunikeer. U MQTT -GEBRUIKERSNAAM en MQTT -WOORDWOORD sal altyd dieselfde wees, maar die KLIENT -ID sal vir elke nuwe toestel verskil, soos 'n ander ESP32, Arduino of Raspberry PI.

U kan ook u toestel 'n naam gee op hierdie vorm.

Stap 8: voer u skets uit

Herbegin die ESP32

U behoort nou 'n nuwe WiFi -toegangspunt met die naam "Slim_Geyser_DEV" te sien. (Die ESP 32 sal in die toegangspuntmodus/ Ad-hoc- of hotspot-modus wees) deur u rekenaar se WiFi-soektog/ skandering te gebruik.

Meld aan by hierdie nuwe toegangspunt. Die wagwoord/sekuriteitsleutel is 'n wagwoord.

U blaaier moet na die bestemmingsbladsy "192.168.4.1" gaan, indien nie, doen dit dan met die hand.

Gaan na Configure WiFi

Die konfigurasiebladsy moet nou oopmaak. Dit moes outomaties na u internettoegangspunt gesoek het, kies dit, tik die wagwoord, Cayenne MQTT -besonderhede in. Laat die res dieselfde. Alle temp waardes is metriek (Deg Celcius).

Druk stoor. Die ESP32 sal nou probeer om aan te sluit op u wifi en die Cayenne -bediener.

Ontkoppel van "Slim_Geyser_DEV" en koppel u rekenaar aan u toegangspunt.

Stap 9: Bou u Cayenne -dashboard

U moet nou aanmeld by cayenne.mydevices.com met u Cayennegegevens.

U toestel moet op die menubalk aan die linkerkant verskyn (Myne is Geyser_DEV).

U kan nou al u sensors en die relais (of kanale) by u dashboard voeg deur op die add -tekens te klik.

Klik op die kanaal 0 -ikoon op instellings en verander die naam na "Geyser Bottom TEMP". Kies 'n geskikte ikoon (temperatuurprobe) en kies die aantal desimale as 1. Doen dieselfde vir kanaal 1, 2, 5, 6

Vir kanaal 4 en 8, verander die aantal desimale na 0 en noem dit "** Geyser Status (1 = AAN, O = UIT) **"

en "*Auto Heating Mode (0 = Manual, 1 = Auto)*" onderskeidelik.

Kanaal 3 en 7 moet knoppies wees

Gaan na Voeg nuwe menu -item by in die linker menubalk, gaan na Toestel/widget> Pasgemaakte widgets> knoppie

Noem die knoppie "Skakel Geyser aan/uit", kies die toestelnaam (Geyser_DEV), DATA = digitale aktuator, kanaal 3, eenheid = digitale I/O, ikoon = skakelaar. Klik op Voeg widget by.

Doen dieselfde vir Channel 7

Kanaal 9 moet na 'n skuifbalk omgeskakel word

Gaan na Voeg nuwe menu -item by in die linker menubalk, gaan na Toestel/widget> Aangepaste widgets> Skuifbalk en kies die toepaslike waardes soos in die prent.

U kan nou u widgets rondskuif.

Stap 10: Bepaal die posisies van die sensors

Aangesien die drie Temp -sensors aan dieselfde pen (One Wire Bus) gekoppel is, moet u uitvind watter sensor waarheen moet gaan.

Kyk na u Cayenne -paneelbord en let op die drie temperature. Hulle moet min of meer dieselfde wees. Verhit een met warm water of met jou hand. Let op die sensor wat op die paneelbord verhit word. Benoem u sensor dienooreenkomstig. Doen dit vir die ander 2 sensors.

Stap 11: Speel rond (toets) u dashboard

Speel met die kontroles op die paneelbord. Skakel die aan/uit -skakelaar en kyk of die SSR -LED brand. Skakel ook die outomatiese verwarmingsmodus aan, verhit die onderste sensor en kyk of die SSR -skakelaar die gewenste temperatuur bereik.

U kan nou die twee sensors aan die geiser koppel en die omgewingstemperatuur sensor na 'n geskikte posisie. U kan ook die SSR aan u netaansluiting koppel.

Stap 12: Skedulering van u geiser

U kan nou aan/ af -geleenthede met u Geyser skeduleer

Kies Voeg nuut> Gebeurtenis op die dashboard