ServoThermometer: 6 bước

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

Đây là màn hình hiển thị nhiệt độ tương tự được xây dựng từ cảm biến kỹ thuật số ds18b20, một servo mini và thiết bị điện tử dựa trên mô-đun esp-12f

Nó có các tính năng sau.

• Bộ phận độc lập chứa thiết bị điện tử, servo và pin
• Độ chính xác và độ chính xác tốt sử dụng cảm biến kỹ thuật số ds18b20
• LIPO có thể sạc lại với bộ sạc tích hợp
• Dòng điện tĩnh rất thấp (<20uA) cho tuổi thọ pin dài
• Servo chỉ được bật lại trong thời gian ngắn cho thời lượng pin tốt.
• Thông thường, mô-đun sẽ ngủ giữa các lần cập nhật nhiệt độ nhưng có thể được chuyển thành chế độ không ngủ để kiểm tra và cấu hình
• Tải lên dữ liệu cấu hình và kiểm tra servo từ giao diện web
• Nhiệt độ tối thiểu, tối đa, Centigrade. Fahrenheit và khoảng thời gian cập nhật có thể định cấu hình
• Theo dõi pin
• Phần mềm có thể được cập nhật thông qua giao diện web
• Giá thấp

Bước 1: Các thành phần và công cụ cần thiết

Các thành phần sau đây là cần thiết

• Động cơ servo MIni (MG90S)
• Cảm biến nhiệt độ Ds18b20
• ESP-12F (mô-đun esp8266)
• Pin 18650 LIPO
• Giá đỡ pin LIPO
• bộ sạc micro USB LIPO
• Bộ điều chỉnh 3.3V hiện tại im lặng thấp LDO. Tôi đã sử dụng XC6203
• Điện trở 4K7, 10K
• Tụ điện tách dòng 220uF 6V
• trình điều khiển ngưỡng thấp MOSFET kênh n. Tôi đã sử dụng AO3400
• trình điều khiển ngưỡng thấp MOSFET kênh p. Tôi đã sử dụng AO3401
• Một mảnh nhỏ của bảng nguyên mẫu pcb
• Công tắc nguồn trượt
• Nút ấn nhỏ (hình vuông 6mm)
• Trèo lên dây
• Băng dính hai mặt
• Thiết kế bao vây in 3D có sẵn tại
• Con trỏ tùy chọn. Tôi đã sử dụng một kim đồng hồ dự phòng; một phiên bản in có thể được sử dụng.

Các công cụ sau đây là cần thiết

• Mỏ hàn Fine Point
• Súng bắn keo nóng
• Cai đục lô

Bước 2: Điện tử

Hầu hết các thiết bị điện tử là một bộ vi điều khiển wifi ESP8266. Cần một lượng nhỏ thiết bị điện tử hỗ trợ để kích hoạt động cơ servo và điều chỉnh pin thành 3,3V, hỗ trợ các cảm biến và bộ chia điện trở để theo dõi điện áp của pin. Nguồn cung cấp động cơ servo được điều khiển bởi 2 bóng bán dẫn MOSFET. Chúng được bật trong một khoảng thời gian ngắn trước khi cần cập nhật servo và được bật trong một khoảng thời gian ngắn để cho phép servo hoàn thành chuyển động của nó. Tải nhẹ đến mức servo sẽ không di chuyển khi không được cấp điện.

Tất cả các thiết bị điện tử hỗ trợ ngoài bộ sạc LIPO đều được gắn trên bo mạch nguyên mẫu pcb. Tôi sử dụng các thành phần SMD để giữ cho điều này càng nhỏ càng tốt nhưng nó có thể được thực hiện với các thành phần dẫn đầu vì có một lượng không gian hợp lý có sẵn. Bộ sạc LIPO có cổng micro USB có thể được sử dụng để sạc lại pin. Có thể sử dụng công tắc nguồn dạng trượt để bật và tắt nguồn. Nút A là cho phép ghi đè chế độ ngủ khi bật nguồn, sau đó cho phép truy cập web để cấu hình và điều khiển.

Bước 3: Lắp ráp

Tôi đã thực hiện các bước lắp ráp sau

• In bao vây 3d
• Dây hàn vào công tắc, nút và đầu nối 3 chân
• Lắp công tắc, nút và đầu nối vào vỏ bằng cách sử dụng một lượng nhỏ keo nhựa để cố định
• Lắp servo tại chỗ. Có đủ không gian phía sau để hệ thống dây điện đi qua. Sau đó, một miếng bìa cứng có thể được sử dụng để cố định nó.
• Cố định bộ sạc LIPO tại chỗ. Tôi đã sử dụng dây qua bốn lỗ trên bộ sạc LIPO để điều chỉnh chiều cao (2mm) của đế để nó phù hợp với lỗ cắm usb. Keo nóng tại chỗ.
• Bao đựng pin, công tắc và bộ sạc có đủ độ chùng trên dây dẫn pin để nó có thể ở bên cạnh.
• Tạo ra các thiết bị điện tử ngoại vi trên một mảnh nhỏ của bảng tạo mẫu.
• Gắn bảng tạo mẫu lên đầu mô-đun esp-12.
• Hoàn thành nối dây
• In mặt số đã chọn (và con trỏ nếu cần) trên giấy bóng cứng và cắt ra.
• Sử dụng đục lỗ để tạo lỗ cho servo
• Gắn mặt số vào hộp bằng băng dính hai mặt
• Gắn con trỏ vào servo
• Hiệu chỉnh vị trí của con trỏ bằng cách sử dụng thiết bị web để đặt giá trị nhiệt độ.

Bước 4: Phần mềm

Phần mềm cho dự án này có sẵn tại github

Nó là một dự án dựa trên Arduino vì vậy hãy thiết lập một môi trường phát triển Arduino esp8266. Bạn có thể muốn đặt mật khẩu cho WifiManager và cập nhật phần mềm trong tệp ino thành một thứ gì đó hợp lý hơn.

Nó phải được biên dịch trong Arduino ESP8266 IDE và được tải nối tiếp lên mô-đun. Bạn nên kết nối GPIO13 với GND trong môi trường phát triển của mình vì khi đó phần mềm sẽ ở chế độ liên tục.

Lần sử dụng đầu tiên sẽ bắt đầu một điểm truy cập được kết nối với điện thoại hoặc máy tính bảng. Xem mã để biết mật khẩu. Sau đó, trình duyệt trên điện thoại hoặc máy tính bảng sẽ được sử dụng để truy cập 192.168.4.1, cho phép lựa chọn ssid và mật khẩu wifi cục bộ. Việc này chỉ cần thực hiện một lần hoặc nếu mạng wifi thay đổi. Từ đó module sẽ kết nối với mạng wifi cục bộ nếu được yêu cầu. Chế độ ngủ sâu bình thường không sử dụng wifi. Nó thức dậy vào khoảng thời gian ngủ, đọc nhiệt độ, cập nhật servo và quay trở lại chế độ ngủ. Mỗi lần đọc thứ 10, nó cần một lần đọc pin và ghi lại nó. Bạn có thể kiểm tra điều này bằng cách bật ở chế độ không có wifi ở chế độ ngủ và kiểm tra tệp nhật ký.

Một số tệp hỗ trợ cũng nên được tải lên. Chúng nằm trong thư mục dữ liệu của git. Chúng có thể được tải lên bằng cách truy cập ip / upload. Khi chúng đã được tải lên thì ip / edit có thể được sử dụng để tải lên tiếp theo một cách dễ dàng hơn.

Bước 5: Hoạt động

Sau khi cấu hình, thiết bị sẽ chỉ hoạt động sau khi được bật.

Nếu nó được bật bằng cách nhấn nút thì một số lệnh web có thể được sử dụng.

• http: / ipAddress / upload cho phép truy cập vào một tệp tải lên đơn giản. Được sử dụng để khởi động hệ thống.
• http: / ipAddress / edit cấp quyền truy cập vào hệ thống lưu trữ (ví dụ: để tải cấu hình mới hoặc truy cập bất kỳ tệp nhật ký nào)
• http: / ipAddress cấp quyền truy cập vào một biểu mẫu để đặt hiển thị thành một giá trị. Có thể được sử dụng để điều chỉnh con trỏ.
• http: / ipAddress / firmware để tải lên bản nhị phân firmware mới

Bước 6: Quay số và cấu hình

Powerpoint chứa một số mặt số ví dụ để sử dụng centigrade hoặc fahrenheit. Chúng cho phép 15 phân đoạn nhưng có thể dễ dàng điều chỉnh phạm vi bằng cách thay đổi khoảng bước. Nếu muốn có nhiều hoặc ít phân đoạn thì người ta cần chỉnh sửa các thuộc tính của đối tượng donut. Tương tự như vậy, màu nền của các phân đoạn có thể được thay đổi.

Dữ liệu cấu hình được chứa trong một tệp có tên là servoTempConfig.txt. Dữ liệu này được lưu trong hệ thống lưu trữ trên mô-đun. Để thay đổi cấu hình, hãy chỉnh sửa tệp và tải tệp lên qua giao diện web http: ipAddress / edit

Dữ liệu cấu hình chỉ là các giá trị trên các dòng như sau

• tên máy chủ
• nhiệt độ hiển thị tối thiểu (trong các đơn vị đã chọn)
• nhiệt độ hiển thị tối đa (trong các đơn vị đã chọn)
• khoảng thời gian ngủ giữa các lần đọc tính bằng giây
• chế độ ngủ (0 = Bật liên tục khi có wifi, 1 = chế độ ngủ sâu bình thường, 2 = Bật liên tục khi không có wifi
• ghi nhật ký hoạt động vào servoTempLog.txt nếu ghi nhật ký = 1. Điện áp pin luôn được ghi.
• đơn vị nhiệt độ 0 = Centigrade, 1 = Fahrenheit
• Hiệu chuẩn ADC_CAL để đọc điện áp pin.

Đảm bảo nhiệt độ tối thiểu và tối đa ở đơn vị C / F đã chọn.