Nhiệt độ và độ ẩm Internet ghi nhật ký với màn hình sử dụng ESP8266: 3 bước

2024 Tác giả: John Day | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2024-01-30 13:34

Tôi muốn chia sẻ một dự án nhỏ mà tôi nghĩ bạn sẽ thích. Đây là một thiết bị ghi nhật ký internet nhiệt độ và độ ẩm nhỏ, bền được kích hoạt với màn hình hiển thị. Điều này ghi vào emoncms.org và tùy chọn, cục bộ đến Raspberry PI hoặc máy chủ emoncms của riêng bạn. Nó có tính năng LOLIN (trước đây là WEMOS) D1 Mini kết hợp lõi ESP8266. Cảm biến nhiệt độ và độ ẩm là cảm biến LOLIN DHT 3.0 I2C. Phần mềm là Arduino và tự nhiên, mã nguồn mở. Hiện tôi đã chế tạo được 7 chiếc trong số này và một người bạn đời của tôi muốn thêm 3 chiếc nữa.

Tôi đã bọc nó trong một hộp nhựa "Systema" 200ml. Chúng có sẵn ở Úc với giá ~ $ 2. Tổng chi phí của các thành phần, bao gồm cả cáp micro USB là <$ AU30, vì vậy bạn có thể xây dựng cái này ở Mỹ với giá ~ $ 20

Danh sách thành phần hoàn chỉnh là

1. LOLIN DI Mini V3.1.0
2. LOLIN DHT Shield 3.0 nhiệt độ và độ ẩm
3. TFT 1.4 Shield V1.0.0 cho WeMos D1
4. Tấm chắn đầu nối TFT I2C V1.1.0 cho LOLIN (WEMOS) D1 mini
5. Cáp TFT 10P 200mm 20cm cho cáp đầu đôi WEMOS SH1.0 10P
6. Cáp I2C 100mm 10cm cho cáp đầu đôi LOLIN (WEMOS) SH1.0 4P
7. Hộp nhựa - SYSTEMA 200ml - tại Úc Coles / Woolies / KMart
8. Cáp nguồn USB Micro to USB-A

Tất cả các thành phần hoạt động có thể được mua trên cửa hàng LOLIN trên AliExpress.

Công cụ và phần cứng linh tinh

1. Sắt hàn. Bạn sẽ cần hàn các tiêu đề trên các tấm chắn
2. Bu lông đầu nắp 1,5mm dài ~ 1cm và trình điều khiển cho phù hợp
3. Mũi khoan hoặc mũi doa 1,5mm cho lỗ bu lông
4. Dũa tròn hoặc Dremel để cắt rãnh cho dây cáp

Bước 1: Lắp ráp

Hội là thẳng về phía trước. Có 2 tấm chắn để xếp chồng lên nhau, tuy nhiên tôi thích có tấm chắn D1 làm tấm trên cùng vì đường thoát cho cáp USB thẳng hơn và dễ sắp xếp hơn khi bạn mở nắp.

D1 đến với 3 kết hợp tiêu đề

1. Ổ cắm và chân dài
2. Ổ cắm và chân ngắn
3. Chỉ ghim ngắn

Sử dụng kết hợp ổ cắm dài / chân dài cho DI. Đảm bảo bạn đang hàn nó đúng hướng. Đây là một đồ gá nhỏ mà tôi sử dụng để làm cho các chân thẳng hàng để hàn.

Sử dụng breadboard, định vị hai hàng tiêu đề Ghim ngắn trong các hàng B & I còn ghim xuống. Chúng sẽ phẳng với bề mặt. Sau đó, định vị hai hàng Ổ cắm và các chân ngắn trong hàng A & J bên ngoài các tiêu đề ghim ngắn.

Sau đó, bạn có thể đặt các đầu ghim dài trên các chân ngắn trong bảng và sau đó định vị D1 sẵn sàng để hàn. Lưu ý: Tại thời điểm này, đường D1 bị lộn ngược. Ổ cắm USB và dấu vết ăng-ten nằm dưới bo mạch. Hàn các chân vào bảng. Cố gắng không sử dụng quá nhiều chất hàn vì lượng dư thừa sẽ bện xuống dưới D1 và có thể đi xuống phần ổ cắm của bảng. Bạn có thể hỏi tại sao tôi không chỉ sử dụng các đầu ghim ngắn trên D1? Tôi có các kế hoạch khác bao gồm Đồng hồ thời gian thực và thẻ SD cho những thời điểm không thể truy cập WiFi, vì vậy tôi đã cung cấp các lá chắn khác để xếp chồng lên nhau nếu cần.

Bước tiếp theo là hàn bảng đầu nối. Tháo đầu cắm và chân cắm khỏi hàng A & J và trượt chúng trên các chân D1 hiện đã được hàn. Bây giờ bạn có thể trượt tấm chắn đầu nối trên các chân này. Không ấn hoàn toàn các ổ cắm xuống, chỉ đặt chúng lên trên. Lý do? Nếu bạn sử dụng quá nhiều chất hàn, nó sẽ "bấc" xuống và đầu nối của bạn sẽ được hàn vĩnh viễn vào D1.

Đảm bảo rằng đầu nối được định hướng chính xác. Tấm chắn đầu nối cũng nên được "lộn ngược" vào thời điểm này. Các sơ đồ chân được đánh dấu trên mỗi bảng. Đảm bảo rằng chúng khớp với nhau, tức là Chân Tx trên D1 nằm ngay bên dưới chân Tx trên bảng Đầu nối, v.v. Kiểm tra lại và hàn bảng đầu nối vào đầu của nó.

Quá trình hàn đã hoàn thành. Tháo bảng khỏi đồ gá nếu bạn đang sử dụng nó. Kẹp chúng lại với nhau, kiểm tra lại hướng. Không giống như các bảng Arduino Uno, có thể có một bảng quay ra 180 độ. Tại thời điểm này, bạn có thể kết nối cáp I2C từ bảng kết nối với DHT và cáp 10pin TFT với TFT. Các chân bên trong khá nhỏ nên hãy kiểm tra hướng trước khi lắp vào.

Kết nối cáp micro USB với D1 và đèn nền của TFT sẽ sáng. Bây giờ bạn đã sẵn sàng để tải bản phác thảo Arduino.

Bước 2: Tải chương trình cơ sở

Tải Arduino IDE mới nhất. Tôi đã chạy 1.8.5 tại thời điểm xây dựng dự án này.

IDE cần được cấu hình để biên dịch bản phác thảo cho WEMOS (ESP8266). Để thực hiện việc này, bạn cần khởi động IDE và đi tới Tệp / Tùy chọn, sau đó nhấp vào biểu tượng ở bên phải của "URL của người quản lý hội đồng bổ sung". Một trình chỉnh sửa sẽ được hiển thị. Dán cái sau

arduino.esp8266.com/stable/package_esp8266c…

vào trình chỉnh sửa và nhấp vào OK và sau đó OK để đóng trình chỉnh sửa tùy chọn. Sau đó, bạn phải đóng IDE và mở lại. Sau đó Arduino IDE sẽ kết nối và tải xuống "chuỗi công cụ" và thư viện cần thiết để xây dựng và biên dịch các bản phác thảo cho ESP8266 mà D1 dựa trên.

Bạn cũng sẽ cần các thư viện AdaFruit cho màn hình TFT. Chúng có thể được lấy từ

github.com/adafruit/Adafruit-ST7735-Library

& github.com/adafruit/Adafruit-GFX-Library

được giải nén và lưu trong thư mục thư viện của bạn trong thư mục dự án Arduino của bạn. Lưu ý: các bản tải xuống Github thường thêm "-master" vào thư mục, vì vậy bạn có thể cần đổi tên chúng.

Bạn cũng cần thư viện LOLIN / WEMOS DHT 3.0 từ

github.com/wemos/WEMOS_DHT12_Arduino_Library

Tải xuống tệp IoTTemp_basic.ino và đặt nó vào thư mục dự án Arduino có tên "IOTTemp_basic".

Mở bản phác thảo trong IDE và đi tới Công cụ / Bảng và chọn "Trình quản lý bảng". Trong "lọc tìm kiếm của bạn" chỉ cần đặt "D1" và bạn sẽ thấy "esp8266 của Cộng đồng ESP8266" Nhấn "Thông tin khác" và bạn sẽ có thể chọn phiên bản mới nhất và "Cài đặt". Sau đó, IDE sẽ bắt đầu tải xuống chuỗi công cụ và các thư viện liên quan.

Khi quá trình này hoàn tất, hãy cắm IotTemp vào máy tính của bạn và sau khi phát hiện, hãy chọn cổng mà thiết bị được cài đặt trong "công cụ / cổng". Bây giờ bạn đã sẵn sàng để biên dịch và tải.

Ở phần trên cùng của bản phác thảo, bạn cần định cấu hình một số biến để phù hợp với môi trường cục bộ của mình

const char * ssid = ""; // SSID WiFi cục bộ của bạn

const char * password = ""; // Mật khẩu cho nút cục bộ

const char * host = "emoncms.org"; // URL cơ sở để ghi nhật ký EMONCMS. Lưu ý KHÔNG "https://"

const char * APIKEY = "<Khóa API của bạn"; // Ghi khóa API từ emonCMS

const char * nodeName = "Nhà bếp"; // Tên mô tả cho nút của bạn

Nhấn vào biểu tượng "đánh dấu" để kiểm tra mã và nếu không có lỗi nào đáng kể, bạn có thể tải mã lên D1. Sau khi hoàn tất, mất một hoặc hai phút, bây giờ bạn sẽ thấy TFT sáng lên với các giá trị "TMP" và "R / H" (Độ ẩm tương đối).

Vì chúng tôi chưa định cấu hình tài khoản EMONCMS, v.v., bạn sẽ thấy "Kết nối không thành công" với tên máy chủ của mình.

Bản phác thảo cũng có một màn hình nối tiếp cơ bản. Kết nối bằng cách sử dụng màn hình nối tiếp Arduino, Putty hoặc bất kỳ chương trình kết nối nối tiếp nào khác để biết thêm thông tin về những gì đang diễn ra bên trong IoT Temp.

Tôi mày mò mã để bạn có thể tìm thấy mã mới nhất của tôi tại

github.com/wt29/IoTTemp_basic

Bước 3: Lắp ráp cuối cùng

Bây giờ bạn đã sẵn sàng để hoàn thành việc lắp ráp. Điều này liên quan đến việc gắn các thành phần vào hộp.

Bắt đầu bằng cách lắp TFT vào bên trong nắp. Ngắt kết nối D1 khỏi nguồn và sau đó ngắt kết nối TFT khỏi bảng kết nối. Đưa TFT lên đến nắp cố gắng đặt TFT càng gần mép trên của nắp càng tốt. Điều này sẽ giúp bạn giải phóng mặt bằng tốt hơn cho bảng D1 / Connector. Tôi sử dụng một chiếc doa sắc bén để ấn một vết nhỏ trên nhựa, loại bỏ TFT và sau đó doa một lỗ nhỏ. Các lỗ gắn trên TFT khá nhỏ chỉ 1,5mm. Tôi có một bộ sưu tập các bu lông đầu nắp phù hợp nhưng không có đai ốc nào phù hợp. Tôi đẩy đầu nắp từ phía trước, vặn chúng qua và nhựa và sau đó tôi chỉ cần sử dụng keo nóng ở nhiệt độ thấp để cố định TFT vào các bu lông.

Gắn cảm biến DHT vào bên ngoài nắp. Để tách cảm biến khỏi tấm chắn (không sử dụng giá đỡ "tấm chắn"), hãy lật ngược DHT và ghi điểm eo đất (phần mỏng) bằng một con dao tùy thích. Sau đó, cảm biến sẽ thoát ra khỏi tấm chắn.

Gần như bước cuối cùng là cắt một khe cứu trợ ở cạnh dưới của nắp và đế để chứa cáp USB và kết nối với DHT. Tôi sử dụng một Dremel nhưng nó có thể dễ dàng đi một chút hoang dã vì vậy hãy dành thời gian của bạn. Hộp SystemA có một con dấu silicon ở nắp mà bạn không cần phải cắt.

Lắp ráp thiết bị vào hộp. Một chút keo nóng ở nhiệt độ thấp dưới bảng kết nối giúp định vị nó trong hộp. Tháo cáp USB và DHT ra khỏi khe cắm và chấm một ít keo nóng lên đầu hai cáp.

Cố định DHT vào bên ngoài hộp bằng một chốt ngắn 1,5 mm. Sử dụng một ít keo nóng bên dưới nó nếu bạn muốn - tôi không bận tâm.

Kết nối IOT Temp của bạn với nguồn 5V và chiêm ngưỡng công việc của bạn.