Rơ le điều khiển nhiệt độ ESP8266: 9 bước (có hình ảnh)

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

Một người bạn của tôi là một nhà khoa học làm những thí nghiệm rất nhạy cảm với nhiệt độ và độ ẩm không khí. Phòng ấp có một lò sưởi gốm nhỏ nhưng bộ điều nhiệt của lò sưởi gần như không đủ chính xác, chỉ có thể duy trì nhiệt độ trong vòng 10-15 độ.

Các thiết bị thương mại ghi lại nhiệt độ và độ ẩm có thể khá đắt và việc lấy dữ liệu từ thiết bị có thể khó khăn. Thêm vào đó, họ không thể kiểm soát nhiệt độ, chỉ ghi lại dữ liệu. Anh ấy hỏi sẽ khó như thế nào để chế tạo một thiết bị có thể điều khiển chính xác lò sưởi thông qua một rơ le trong khi ghi lại nhiệt độ và độ ẩm. Nghe có vẻ dễ dàng.

Có được một ESP8266, relay, DHT22 và một số nền tảng IoT trực tuyến, chúng tôi đã tắt.

Bước 1: Nguồn cung cấp

Dự án này sử dụng một số nguồn cung cấp, tất cả đều khá phổ biến và bạn có thể đã có sẵn chúng ngay hôm nay. Dưới đây là danh sách đầy đủ những gì tôi đã sử dụng, vui lòng điều chỉnh khi cần thiết để đáp ứng nhu cầu dự án của bạn.

• ESP8266 ESP-01 (hoặc bảng ESP8266 tương tự)
• Cảm biến nhiệt độ và độ ẩm DHT-22
• Bộ điều chỉnh điện áp biến đổi LM317 (hoặc bộ điều chỉnh 3.3V tiêu chuẩn sẽ dễ dàng hơn)
• Rơ le dòng cao 5V (Tôi bắt đầu với 10A nhưng đã thổi nó ra trong vòng 2 ngày)
• Các điện trở và tụ điện khác nhau
• Dây nhảy
• Ổ cắm điện tiêu chuẩn và nắp đậy
• Hộp Gang điện
• Đầu cắm USB cũ với bộ chuyển đổi
• Phích cắm điện cũ

Nhìn lại, sử dụng NodeMCU thay vì ESP-01 sẽ có ý nghĩa hơn nhiều. Lúc đó tôi không có nên tôi đã làm với những gì tôi có trong tay.

Bước 2: Xây dựng cửa hàng

Mặc dù về mặt kỹ thuật tôi đã bắt đầu với bộ điều khiển vi mô và mã, nhưng điều hợp lý là tôi nên bắt đầu với ổ cắm AC trước. Đối với dự án này, tôi đã sử dụng một hộp gang, một ổ cắm 2 phích cắm tiêu chuẩn và dây nguồn từ một dải điện cũ.

Ổ cắm điện được nối dây với hai sợi dây màu trắng được nối với nhau và hai sợi dây nối đất được nối với nhau. Hai dây màu đen đi qua phía cao của rơ le. Đảm bảo rằng bạn đã vặn chặt các thiết bị đầu cuối và không có sợi nào bị ngắn đi, tôi đã hàn một ít chất hàn vào các dây để các chân đế vẫn với nhau.

Hãy cẩn thận với điện áp cao và kiểm tra kỹ từng kết nối. Bạn nên dán băng dính điện lên phổi dây điện để chúng không lung lay

Bước 3: Thiết kế Curciut

Mạch khá đơn giản nhưng nếu bạn sử dụng ESP-01 như tôi đã làm, bạn sẽ cần thêm bộ điều chỉnh điện áp để có được 3,3V. Rơ le tiêu chuẩn yêu cầu 5V vì vậy bạn sẽ cần một đường ray 3.3V và 5.0V.

Mạch của em dùng ổn áp LM317 có bộ biến trở ra đường 3.3V không đổi, em đấu vào USB 5V để cấp nguồn cho rơ le. Có rơ le 3.3V nhưng không cần đến rơ le dòng điện cao nếu bạn chuẩn bị cấp nguồn cho lò sưởi không gian nhỏ.

DHT22 yêu cầu một điện trở kéo lên 4,7k.

Bước 4: Hàn bảng

Bố trí và hàn tất cả các thành phần. Điều này có thể hơi phức tạp nhưng lập kế hoạch trước các dấu vết bằng một mảnh giấy kẻ ô vuông sẽ hữu ích.

Tôi đã sử dụng bảng USB cho phích cắm điện nhưng nó khá yếu và thay vào đó tôi đã thay thế nó bằng hai chân tiêu đề. Tôi đã sử dụng hai đầu cắm cái trên bảng và hàn hai chân cắm đầu đực trực tiếp vào một phích cắm USB cũ. Điều này được chứng minh là đáng tin cậy và vững chắc hơn. Màu dây USB là:

Màu đen nối đất 5V

Tôi cũng đã sử dụng các tiêu đề nam để lộ các chân DHT22 và Relay trên bảng điều khiển của mình để kết nối chúng với dây jumper tiêu chuẩn.

Đảm bảo bạn dán nhãn cho từng chân cắm, nguồn và đầu nối đất để phòng trường hợp sau này rút phích cắm ra.

Bước 5: Gắn bảng mạch

Ở mặt bên của hộp băng, gắn bảng mạch bằng vít và / hoặc keo nóng. Đảm bảo vị trí được thực hiện sao cho các dây jumper tiếp cận xung quanh rơ le của bạn được gắn bên trong hộp và bạn có thể dễ dàng cắm vào đầu nối nguồn của mình.

Thêm dây jumper có co nhiệt vào cảm biến DHT22 của bạn với độ dài thích hợp cho tình huống của bạn. Của tôi dài khoảng 8 inch. Thay vào đó, tôi đã sử dụng một số cáp CAT5 để các dây dẫn có thể được uốn cong một chút vào vị trí và sẽ ở trạng thái đứng yên.

Bước 6: Mã Arudino

Mã Arduino sử dụng lớp SensorBase của tôi, có sẵn trên trang Github của tôi. Bạn không cần sử dụng mã SensorBase của tôi. Bạn có thể ghi trực tiếp lên máy chủ MQTT và Thingspeak.

Dự án này có ba tính năng phần mềm chính:

1. Máy chủ web cục bộ để đặt và xem các giá trị
2. Máy chủ MQTT từ xa để gửi và lưu trữ dữ liệu
3. Bảng điều khiển Thingspeak cho dữ liệu đồ thị

Bạn có thể sử dụng một hoặc nhiều tính năng này. Chỉ cần điều chỉnh mã khi cần thiết. Đây là bộ mã cụ thể mà tôi đã sử dụng. Bạn sẽ cần điều chỉnh mật khẩu và khóa API.

• Mã cơ sở cảm biến trên Github.
• Mã phòng thí nghiệm trên Github.

Bước 7: Bảng điều khiển Thingspeak

Thiết lập tài khoản Thingspeak miễn phí và xác định trang tổng quan mới. Bạn sẽ cần phải sử dụng cùng một thứ tự của các mục như tôi đã liệt kê bên dưới, tên không quan trọng, nhưng thứ tự thì có.

Nếu bạn muốn thêm hoặc bớt các mục, hãy điều chỉnh thông số Thingspeak trong mã Arduino. Nó khá dễ hiểu và được ghi lại trên trang web của họ.

Bước 8: Thiết lập CloudMQTT

Bất kỳ dịch vụ MQTT nào hoặc dịch vụ IoT tương tự như Blynk, đều sẽ hoạt động, nhưng tôi chọn sử dụng CloudMQTT cho dự án này. Tôi đã sử dụng CloudeMQTT cho nhiều dự án trong quá khứ và vì dự án này sẽ được chuyển giao cho một người bạn, nên việc tạo một tài khoản mới cũng có thể được chuyển là rất hợp lý.

Tạo tài khoản CloudMQTT và sau đó tạo một "đối tượng" mới, chọn kích thước "Mèo dễ thương" vì chúng tôi chỉ sử dụng nó để kiểm soát, không cần ghi nhật ký. CloudMQTT sẽ cung cấp cho bạn tên máy chủ, tên người dùng, mật khẩu và số cổng. (Lưu ý rằng số cổng không phải là cổng MQTT tiêu chuẩn). Chuyển tất cả các giá trị này vào mã ESP8266 của bạn ở các vị trí tương ứng, đảm bảo rằng trường hợp là chính xác. (nghiêm túc, hãy sao chép / dán các giá trị)

Bạn có thể sử dụng bảng điều khiển "Giao diện người dùng Websocket" trên CloudMQTT để xem các kết nối, nút nhấn của thiết bị và trong trường hợp kỳ lạ là bạn gặp lỗi, thông báo lỗi.

Bạn cũng sẽ cần những cài đặt này khi định cấu hình ứng dụng khách Android MQTT, vì vậy hãy lưu ý các giá trị nếu bạn cần. Hy vọng rằng mật khẩu của bạn không quá phức tạp để nhập trên điện thoại của bạn. Bạn không thể đặt điều đó trong CloudMQTT.

Bước 9: Thử nghiệm cuối cùng

Bây giờ chúng ta cần kiểm tra thiết bị cuối cùng.

Trước khi bạn kiểm tra bất cứ điều gì, hãy kiểm tra kỹ TỪNG dây và sử dụng đồng hồ vạn năng của bạn ở chế độ liên tục để theo dõi tất cả các dây. Đảm bảo mọi thứ được kết nối với nơi bạn nghĩ rằng nó được kết nối. Bởi vì rơ le cách ly điện áp cao với điện áp thấp, bạn không cần phải lo lắng về việc làm chập bộ vi điều khiển của mình.

Tôi đã sử dụng thiết bị kiểm tra mạch đơn giản của thợ điện để xác minh mọi thứ đã được đấu dây đúng cách ở phía điện áp cao, và nó cũng hoạt động tốt để kiểm tra rơ le của tôi.

Thêm ESP2866 của bạn vào mạng wifi của bạn bằng cách kết nối với thiết bị thông qua điện thoại hoặc máy tính xách tay của bạn. Điều này sử dụng thư viện WifiManager tiêu chuẩn và anh ấy có tất cả các tài liệu cần thiết trên trang Github của mình.

Sử dụng bóng đèn sợi đốt, tôi đặt cảm biến DHT22 của mình bên cạnh bóng đèn và cắm đèn vào ổ cắm. Điều này cho phép nhiệt độ nóng lên nhanh chóng, kích hoạt rơ le tắt đèn và lặp lại quá trình. Điều này rất hữu ích để kiểm tra mọi thứ, bao gồm cả kết nối wifi của tôi.

Thiết bị của bạn nên bật rơ le đúng cách khi nhiệt độ quá thấp và tắt nó khi nhiệt độ đạt đến giá trị cao. Trong thử nghiệm của tôi, điều này đã có thể giữ nhiệt độ không gian phòng thí nghiệm của chúng tôi trong vòng 1 độ Celcius 24 / giờ một ngày.