Crocodile Solar Pool Sensor: 7 stappe (met foto's)

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

Hierdie instruksies toon hoe u 'n baie spesiale swembadsensor kan bou wat die temperatuur van die swembad meet en dit via WiFi na die Blynk -app en 'n MQTT -makelaar stuur. Ek noem dit die "Crocodile Solar Pool Sensor". Dit gebruik die Arduino -programmeeromgewing en 'n ESP8266 -bord (Wemos D1 mini pro).

Wat is so spesiaal aan hierdie projek?

• Die voorkoms is net wonderlik
• Ten volle onafhanklik van kragbronne (sonpaneel voed die LiPo -battery)
• Lae krag ESP8266 WiFi -gekoppelde sensor
• Eerder hoë presisie temperatuur sensor
• Data -oordrag van temp en spanning na Blynk APP vir u selfoon
• Stuur ook 'n 'laas opgedateerde' tydstempel na Blynk APP
• Data -oordrag van temp en spanning na 'n MQTT -makelaar
• Celsius en Fahrenheit omskakelbaar
• Kan herprogrammeer word

U vaardigheidsvlak: van medium tot ervare

Voorrade

Vir hierdie opbou moet u weet hoe om te werk met:

• Arduino IDE (programmeeromgewing)
• 'n soldeerbout
• 'n boor
• 'n skerp mes
• epoksiegom
• warm gom
• industriële spuitskuim
• spuit kleur

Stap 1: Komponente benodig

Hierdie dinge is nodig om hierdie lekker swembadsensor te bou:

• Die krokodilkop (skuimplastiek) wat hier gevind word: Amazon: Crocodile Head
• OF alternatiewelik: Bootskulp (Aliexpress). Sien stap 6 hiervoor.
• ESP8266 Wemos D1 mini pro: (Aliexpress)
• Sonpaneel 0.25W 45x45mm: (Aliexpress)
• ** BEWERK na een jaar se gebruik: ek beveel sterk aan dat u 'n sterker battery soos 'n 18650 gebruik (byvoorbeeld: Aliexpress)
• Battery laaier module TP4056: (Aliexpress)
• Waterdigte temperatuursensor DS 18b20: (Aliexpress)
• 22 AWG -draad (Aliexpress)
• Prototipe printplaat 5x7cm (Aliexpress)
• 220 Ohm en 4,7 kOhm weerstande
• 'n kort USB na MicroUSB kabel

addisioneel:

• Insoleer skuim seëlaar by selfdoenmark of hier: (Amazon)
• Waterdigte verf @ selfdoenmark of hier: (Amazon)
• Filler primer spray @ DIY mark of hier: (Amazon)
• Vloeibare epoxy vir 'n waterdigte coating @ DIY mark
• Warm gom

Miskien moet u 'n 3D -drukker gebruik om 'n waterdigte omslag vir die USB -poort te druk.

Stap 2: Elektronika

Ek het gedink dit is die maklikste om te begin met 'n paar van hierdie DIY universele prototipe PCB's en ek het gevind dat 'n 5x7cm net perfek is vir hierdie doel.

Boustappe:

1. Berei die D1 mini pro voor vir die gebruik van 'n eksterne antenna:

   1. Soldeer 0 Ohm weerstand langs keramiekantenne
   2. Draai 0 Ohm -weerstand afwaarts en soldeer die verbinding met die eksterne antenna (goeie verduideliking word hier gevind - Stap5)
2. Plaas die dele en besluit vir die uitleg op die prototipe PCB voordat u begin soldeer
3. Soldeer die penne aan die D1 mini pro
4. Soldeer die afskakelpenne aan die prototipe bord
5. Soldeer die penne van die laaier aan die prototipe PCB
6. Soldeer die laaibord aan die penne
7. Sny die kabel van die temperatuursensor tot 'n lengte van 20 cm
8. Sien die prent hierbo om die temperatuursensor aan te sluit
9. Soldeer die kabel na die sonpaneel
10. MOET NIE die kabels van die sonpaneel aan die bord soldeer nie - dit moet eers aan die krokodil se kop vasgeplak word
11. Volg die Fritzing -skema hierbo om al die oorblywende verbindings met die PCB te soldeer
12. Sodra alle komponente verbind en gesoldeer is, gebruik 'n bietjie warm gom om die battery reg te maak. Let op: om die ESP8266 in die slaap te sit, is dit nodig om pen D1 met pen RST aan te sluit. Soms veroorsaak die D1 mini pro probleme met die seriële poort as poort D0 en RST gekoppel is. Die een wat ek gebruik het (sien Aliexpress -skakel hierbo) het nie hierdie probleem gehad nie. As u hierdie probleem ondervind, moet u moontlik 'n trui of 'n skakelaar gebruik om die twee penne los te maak om nuwe kode op te laai. Maar (!) Dan het u geen kans om te herprogrammeer sodra die krokodilkop verseël is nie. In hierdie geval hoef u ook nie die USB -poort na buite te bring nie (byvoorbeeld om 'n derde gat te boor).

Stap 3: Hardeware Deel 1 (Voorbereiding van die krokodilkop)

In hierdie stap berei ons die agterkant van die krokodilkop voor om genoeg ruimte vir die elektronika te kry. En ons boor 'n paar gate vir die antenna, die sonpaneel en die USB -poort. Ek het eers my projek beplan sonder die USB -poort. Maar toe dink ek dat dit onmoontlik sou wees om sagteware -opdaterings te doen sodra die krokodil weer verseël is. Daarom het ek besluit om 'n kort USB-kabel mikro-USB na USB te gebruik om eksterne toegang tot die ESP8266-kaart moontlik te maak.

• Sny 'n bietjie meer as 7x5 cm (grootte van u prototipe bord) van die harde oppervlak af met 'n skerp mes
• Gebruik 'n lepel om die sagter skuim van binne af te verwyder
• Maak net seker dat u genoeg ruimte vir u kabels en u bord het
• Probeer of dit pas en dat daar nog ruimte is om dit later te bedek

Boor nou twee of drie gate in die kop:

• vir die sonpaneel
• vir die antenna
• (opsioneel) vir die USB -poort vir latere programmering

Gebruik twee komponente epoksie (5 minute) om hierdie gate weer te gom en toe te maak. Gebruik genoeg epoksiegom! Maak seker dat dit daarna waterdig is!

1. Plak die sonpaneelkabel aan die kop vas en maak die gat behoorlik toe
2. Plak die sonpaneel tussen die oë vas
3. Plak die antenna -aansluiting aan die kop vas en maak die gat behoorlik toe
4. Plak die USB -prop vas en maak die gaatjie goed toe

Om te verhoed dat water die korrosie van die USB-poort veroorsaak, het ek 'n klein deksel met 'n 3D-druk gedruk.

Stap 4: sagteware

U moet 'n lopende Arduino -omgewing hê. Indien nie, kyk asseblief hierna.

Die hardeware -opstelling is eenvoudig (op my Mac):

LOLIN (WEMOS) D1 mini Pro, 80 MHz, Flash, 16M (14M SPIFFS), v2 Laer geheue, Uitskakel, Geen, slegs skets, 921600 op /dev/cu. SLAB_USBtoUART

Kry die Arduino -kode hier: Arduino -kode by Github

Die kode stuur die temperatuur en die spanning van die battery na Blynk. Laai die Blynk -app net op u selfoon en skep 'n nuwe projek. Blynk stuur vir u 'n Auth Token vir hierdie projek. Tik hierdie teken in die lêer Settings.h. Die standaardinstellings sal gestuur word

• die temperatuur tot VIRTUAL PIN 11
• die spanning na VIRTUAL PIN 12
• die laaste opgedateerde tydstempel na VIRTUAL PIN 13

maar dit is maklik om hierdie penne in die kode te verander. Speel net met al die Blynk -widgets met behulp van V11, V12 en V13 - dit is lekker. As u nuut hierop is, lees dan my instruksies van my vriend Debasish - die meeste hiervan word daar verduidelik in Stap 19.

Die sagteware is ook bereid om 'n MQTT -makelaar te gebruik.

In die Settings.h is daar 'n globale veranderlike genaamd MQTT. Dit moet op waar of onwaar gestel word, afhangende van of u MQTT gebruik of nie.

In my geval gebruik ek 'n MQTT-makelaar (Orange PI Zero, Mosquitto, Node-Red) en 'n paneelbord waar al my sensordata bymekaar kom. As u nog nie MQTT is nie, laat Google u dan help om dit op te stel.

As u vertroud is met MQTT, is ek redelik seker dat u die kode sal verstaan.

Stap 5: Hardeware Deel 2 (Weer verseël)

In hierdie stap moet ons al die elektronika verpak (sagteware gelaai en getoets) en die buik van ons krokodil weer verseël. Ek sien persoonlik twee moontlike oplossings:

1. Gebruik 'n akrielglas en plak dit met 'n waterdigte epoksiegom op die buik vas. Gebruik 'n waterdigte kabelkanaal vir die temperatuursensorkabel (ek is jammer dat ek nie hierdie opsie gekies het nie; ek sou dit ten sterkste aanbeveel om dit te volg.)
2. Gebruik 'n industriële skuim en vul die gapings weer, en gebruik dan waterdigte verf om te seël. En maak dit af met vulstof en verf.

Dus het ek besluit vir opsie 2. Die stappe is soos volg:

1. Soldeer die sonpaneelkabel na die bord
2. Koppel antennekabel
3. Koppel die USB -kabel aan die ESP8266 -bord (EN NIE op die laaibord nie)
4. Druk al die kabel en die bord in die gat
5. Laat 5-10 cm van die temperatuursensorkabel hang
6. Gebruik die industriële skuim om al die gapings te vul (Pas op - die skuim brei swaar uit)
7. Laat dit droog word en sny die skuim daarna met 'n skerp mes
8. Gebruik nou 'n bietjie waterdigte verf (word gebruik om dakke reg te maak) en verf dit oraloor
9. Laat dit droog word en gebruik die vulverfbespuiting om 'n harde kors te vorm (u moet dit oor en oor doen)
10. BELANGRIKE REDIGERING (na 'n paar weke in die water): Smeer twee of drie lae vloeibare epoksiebedekking aan om 'n werklik waterdigte laag te gee.
11. Laat dit droog word - klaar!

Stap 6: Alternatiewe bou

Aangesien die eerste model met die krokodil nog steeds my gunsteling is, moet ek erken dat ek die verkeerde battery (te swak) gekies het. Ongelukkig kan ek die battery nie meer uitruil nie, want dit is in die crocs -liggaam verseël.

Daarom het ek besluit om 'n ander oplossing te doen met 'n boot as 'n bak om beter toegang tot die elektronika en die battery te kry indien nodig.

Veranderinge:

• Shell (https://www.aliexpress.com/item/32891355836.html)
• LiIon -battery 18650
• 3D -gedrukte insetsel om die twee borde te monteer (ESP8266 en laadmodule)

Stap 7: Bylaag: Bykomende skerms/sensors

As u verder wil gaan as om die swembaddata net in die Blynk -app te vertoon, kan u dit ook na 'n MQTT -makelaar stuur. Hiermee kan u nog verskeie moontlikhede gebruik om u swembad (of ander) data op verskillende toestelle te vertoon. Die een sou wees Node Red Dashboard op 'n Raspberry Pi (sien foto hierbo) of 'n LED -matriksskerm. As u belangstel in die LED Matrix, kan u die kode hier vind:

Terloops, ek het hierdie projek gekombineer met die sonweerstasie, insluitend 'n Zambretti -weervoorspelling van hierdie projek:

Die inspirasie vir hierdie sonweerstasie kom van my Indiese vriend Debasish. Vind sy instruksies hier:

Eerste prys in die Sensors -kompetisie