เครื่องบันทึกอุณหภูมิขนาดเล็ก ESP8266 (Google ชีต): 15 ขั้นตอน

2024 ผู้เขียน: John Day | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2024-01-30 13:04

นี่คือคำแนะนำเกี่ยวกับวิธีการสร้างเครื่องบันทึกอุณหภูมิขนาดเล็กที่เปิดใช้งาน WiFi ของคุณเอง มันใช้โมดูล ESP-01 และเซ็นเซอร์อุณหภูมิดิจิตอล DS18B20 บรรจุในกล่องพิมพ์ 3 มิติที่แน่นหนาพร้อมแบตเตอรี่ลิเธียม 200mAh และเครื่องชาร์จ micro USB

มันเป็นโครงการที่ยอดเยี่ยมจริง ๆ หากทำอย่างถูกต้อง แต่คำเตือนมันน่าหงุดหงิดมากที่จะประสานทุกอย่างด้วยตนเองและทำให้มันเล็กมากโดยไม่ทำลายอะไรเลยและการทำให้ซอฟต์แวร์ใช้งานได้ค่อนข้างนาน ดังนั้นโปรดอ่านคำแนะนำทั้งหมดก่อนที่จะดำเนินการ

หากใครสร้างขึ้นมา ฉันชอบที่จะเห็นมันและคุณใช้มันเพื่ออะไร จนถึงตอนนี้ฉันได้ใช้มันเพื่อกำหนดวัฏจักรการทำงานของแอร์ของฉันในวันฤดูร้อนทั่วไป (50 นาที, 20 นาที) และจะใช้ เพื่อคอยติดตามอุณหภูมิไส้กรอกในฤดูหนาว…

ขั้นตอนที่ 1: วัสดุ/อุปกรณ์

แม้ว่าส่วนประกอบจะมีน้อยและแผนผังค่อนข้างง่าย แต่ก็ต้องใช้ความพยายามอย่างมากในการทำให้ส่วนประกอบเหล่านี้มีรูปแบบที่ดีและใช้งานได้…

ส่วนประกอบที่คุณต้องการคือ:

• หนึ่ง ESP01
• แบตเตอรี่ LiPo 200mAh หนึ่งก้อน
• โมดูลเครื่องชาร์จ LiPo TP4056 หนึ่งโมดูล
• ตัวควบคุมแรงดันไฟฟ้า HT7333A 3.3V หนึ่งตัว
• เซ็นเซอร์อุณหภูมิ DS18B20 หนึ่งตัว
• ตัวต้านทาน SMD 4.7kΩ สองตัว
• ปุ่มกดเล็ก ๆ สองปุ่ม

เครื่องมือ/อุปกรณ์ที่คุณต้องการคือ:

• ลวดหุ้มฉนวนแบบบาง (ฉันใช้ลวดพันลวด)
• หัวแร้ง/สถานี, บัดกรี, ฟลักซ์ และปั๊ม Desoldering
• Snips / Wire Strippers, แหนบ
• คอมพิวเตอร์
• บอร์ดการเขียนโปรแกรม ESP01
• เครื่องพิมพ์ 3 มิติ
• กาวซุปเปอร์กลู/ไซยาโนอะคริเลต

ขั้นตอนที่ 2: การบัดกรี: Tiny Deep_Sleep Wire

คุณลักษณะสำคัญอย่างหนึ่งที่เครื่องมือบันทึกที่ใช้แบตเตอรี่ต้องมีคือโหมดพลังงานต่ำเพื่อให้สามารถใช้งานได้นานที่สุด ESP8266 มี ESP. DeepSleep(); ตัวเลือก แต่ต้องใช้ GPIO_16 เพื่อเชื่อมต่อกับพิน EXT_RSTB (รีเซ็ต) ซึ่งน่าเสียดายสำหรับเราที่ไม่ได้แยกออกเป็นโมดูล ESP01 ซึ่งหมายความว่าเราจำเป็นต้องประสานลวดเส้นเล็กกับพินที่ถูกต้องบนชิป SMD ESP8266 สิ่งนี้ค่อนข้างท้าทาย แต่สามารถทำได้โดยใช้หัวแร้งธรรมดาและความอดทนและมือที่มั่นคง GPIO_16 เป็นพินสุดท้ายที่ด้านข้างของชิปใกล้กับตัวเก็บประจุแบบแยกส่วน เนื่องจากมันอยู่ที่ขอบทำให้บัดกรีได้ง่ายขึ้นมาก โชคดี!

ขั้นตอนที่ 3: ต้นแบบ

ก่อนที่จะอัดแน่นไปจนถึงอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ขั้นสุดท้ายเพื่อใช้ในกรณีที่ฉันสร้างต้นแบบโดยใช้บอร์ดที่สมบูรณ์แบบ นี่เป็นขั้นตอนที่ไม่บังคับเพื่อตรวจสอบว่าส่วนประกอบทั้งหมดทำงานร่วมกันได้ เนื่องจากจะแก้ปัญหาได้ยากขึ้นมากเมื่อย่อขนาดและใส่ไว้ในกล่องที่แน่นหนา สามารถทำได้ง่ายๆ บนเขียงหั่นขนม

ขั้นตอนที่ 4: การเขียนโปรแกรม

ในการตั้งโปรแกรม ESP8266 คุณสามารถใช้โมดูลการเขียนโปรแกรมราคาถูกจากประเทศจีนโดยมีการดัดแปลงเล็กน้อยโดยเพิ่มปุ่มกดเพื่อเชื่อมต่อ GPIO_2 กับกราวด์ การกะพริบของ ESP8266 อยู่นอกขอบเขตของคำแนะนำนี้ แต่สามารถทำได้ง่ายด้วยภาพร่าง Arduino ที่พบในหน้า GitHub ตรวจสอบให้แน่ใจว่าได้ติดตั้ง ArduinoJSON และไลบรารี OneWire และแน่นอนว่าได้ติดตั้งแกน ESP

สำคัญ! อย่าลืมอัพโหลดข้อมูล SPIFFS ลงบนบอร์ด ตัวบันทึกจะไม่สามารถบู๊ตได้หากไม่มีไฟล์การกำหนดค่าที่เก็บไว้ในหน่วยความจำ SPIFFS

github.com/Luigi-Pizzolito/ESP8266-Temperatu…

ขั้นตอนที่ 5: Interwebz: Google ฟอร์ม

แบ็กเอนด์ของตัวตัดไม้ของเราจะเสร็จสิ้นด้วย Google ฟอร์มและชีตและ IFTTT ในระหว่างนั้น เพียงทำตามรูปภาพจากที่นี่เป็นสิ่งที่ง่ายที่สุดที่จะทำ

1. สร้างแบบฟอร์มใหม่
2. บันทึกคำขอตอบกลับแบบฟอร์มด้วยเครื่องมือสำหรับนักพัฒนาซอฟต์แวร์ของ Google Chrome
3. หมายเหตุ URL ขอและขอข้อมูล
4. เชื่อมต่อแบบฟอร์มเพื่ออัปเดต Google ชีตอัตโนมัติ
5. เพิ่มกราฟลงในแผ่นงาน

ขั้นตอนที่ 6: Interwebz: IFTTT Webhooks

จริงๆเพียงทำตามภาพทีละขั้นตอน ณ จุดนี้

1. สร้างแอปเพล็ต IFTTT ใหม่
2. เลือกทริกเกอร์เป็นเหตุการณ์คำขอ Webhook จดชื่อเหตุการณ์
3. เลือกการดำเนินการที่จะขอ Webhook
4. วาง URL คำขอจากเครื่องมือสำหรับนักพัฒนาซอฟต์แวร์จากแบบฟอร์ม Google
5. ตั้งค่าวิธีการขอเป็น POST
6. ตั้งค่าประเภทเนื้อหาเป็น 'application/x-www-urlencoded'
7. วางข้อมูลคำขอดิบจากเครื่องมือสำหรับนักพัฒนาซอฟต์แวร์จากแบบฟอร์ม Google
8. ค้นหาฟิลด์สำหรับอุณหภูมิและแรงดันไฟฟ้า และแทนที่ด้วย 'ส่วนผสม' ค่า1 & ค่า2.
9. เสร็จสิ้นแอปเพล็ต

ขั้นตอนที่ 7: Interwebz: ตั้งค่า Logger ของคุณ

ติดตามภาพ…

1. เยี่ยมชมเอกสาร IFTTT Maker Webhooks ที่นี่:
2. คัดลอก URL ทริกเกอร์ของคุณ หลังจากป้อนชื่อเหตุการณ์
3. เข้าสู่โหมดการตั้งค่าบน TinyTempLogger ของคุณโดยกดปุ่มตั้งค่าค้างไว้แล้วกดปุ่มรีเซ็ต เชื่อมต่อกับ ESP_Logger แล้วเปิด 192.168.4.1
4. ป้อน URL ของคุณ แบ่งเป็น Host และ URI
5. ป้อน 'value1' และ 'value2' เป็นชื่อของพารามิเตอร์
6. คลิกที่บันทึกแล้วรีเซ็ต

ขณะนี้คนตัดไม้ของคุณควรโพสต์ข้อมูลไปยัง Google ชีตได้ผ่านการส่งต่อ IFTTT

ขั้นตอนที่ 8: การบัดกรี: แบตเตอรี่ เครื่องชาร์จ และตัวควบคุม

เมื่อถึงจุดนี้ คุณควรมีต้นแบบที่ใช้งานได้อย่างสมบูรณ์บน breadboard/perf-board ในช่วงไม่กี่ขั้นตอนถัดไป เราจะประสานรูปแบบ Dead-bug ของส่วนประกอบทั้งหมดลงในฟอร์มแฟคเตอร์ที่เล็กที่สุดที่เราสามารถทำได้

เริ่มต้นด้วยการบัดกรีแบตเตอรี่ ตัวควบคุม และเครื่องชาร์จเข้าด้วยกันตามแผนผัง

แผนผังยังสามารถพบได้ในหน้า GitHub

ขั้นตอนที่ 9: การบัดกรี: ลบส่วนหัวของพิน

สำคัญ! ก่อนถอดส่วนหัวของพิน ตรวจสอบให้แน่ใจว่าคุณได้แฟลชโปรแกรมและ SPIFFS และได้สร้างต้นแบบของวงจรและยืนยันว่าใช้งานได้! ความจำกระพริบหลังขั้นตอนนี้จะปวดใจ!!

ดำเนินการเท่านั้นหากวงจรทำงานได้อย่างสมบูรณ์เหมือนต้นแบบ

การถอดส่วนหัวของพินนั้นค่อนข้างท้าทาย กลยุทธ์ของฉันคือเพียงแค่ใช้ฟลักซ์และพยายามให้ความร้อนแก่หมุดทั้งหมดในครั้งเดียวด้วยการบัดกรีในขณะที่ใช้แหนบเพื่อดึงหมุดออก จากนั้นฉันก็ใช้ปั๊มบัดกรีจากด้านล่างและเหล็กจากด้านบนเพื่อหลอมโลหะบัดกรีที่ติดอยู่ในรูและดูดออก ระวังอย่าทำลายเส้นลวดการนอนหลับลึกที่ละเอียดอ่อน

ขั้นตอนที่ 10: การบัดกรีตัวต้านทาน SMD การเปลี่ยนกระแสของโมดูลเครื่องชาร์จ

ก่อนที่เราจะใช้โมดูลการชาร์จ LiPo กับแบตเตอรี่ขนาดเล็ก 200mAh เราจำเป็นต้องแก้ไขก่อน โดยค่าเริ่มต้น โมดูลเหล่านี้จะชาร์จเซลล์ที่ 500mA ซึ่งสูงเกินไปสำหรับแบตเตอรี่ขนาดเล็ก ด้วยการเปลี่ยนตัวต้านทานชุดกระแสไฟ SMD จาก 1.2kΩ (122) เป็น 4.7kΩ (472) เราสามารถลดกระแสลงเหลือ ~ 150mA วิธีนี้จะทำให้เซลล์ของเรามีอายุยืนยาวขึ้น

ขั้นตอนที่ 11: การบัดกรี: ปุ่ม

สิ่งแรกที่ฉันบัดกรีกับ ESP-01 คือปุ่มกด ฉันเพิ่งใช้ลวดพันลวดแบบบางและปุ่มกดยึดพื้นผิว เพียงทำตามแผนผังและเก็บทุกอย่างให้เล็กที่สุด

ขั้นตอนที่ 12: การบัดกรี: DS18B20

ต่อไปฉันบัดกรีเซ็นเซอร์อุณหภูมิ DS18B20 ก่อนอื่นฉันตัดแต่งตะกั่วและบัดกรีตัวต้านทาน4.7kΩที่ติดบนพื้นผิวระหว่างหมุด VCC และ DATA จากนั้นเพียงทำตามแผนผังเพื่อเชื่อมต่อกับ ESP

ขั้นตอนที่ 13: การบัดกรี: แนบทั้งหมดเข้าด้วยกัน

สิ่งสุดท้ายที่เหลือในการบัดกรีอย่างชาญฉลาดคือการต่อสายไฟที่มาจากแบตเตอรี่ไปยัง ESP จากนั้นการบัดกรีก็เสร็จสิ้นในที่สุด!

ขั้นตอนที่ 14: เวลาการพิมพ์ 3 มิติและการประกอบขั้นสุดท้าย

เพื่อให้การประกอบเสร็จสิ้นหลังจากตรวจสอบให้แน่ใจว่าทุกอย่างยังคงทำงานหลังจากบัดกรีแล้ว ก็ถึงเวลาพิมพ์ 3D เคสสำหรับมัน ฉันเริ่มต้นด้วยการวัดขนาดและสร้างแบบจำลองใน Fusion 360 เว้นแต่ว่าคุณจะสามารถปรับขนาดของคุณให้เล็กหรือเท่ากับของฉันได้ คุณอาจต้องปรับแต่งรุ่น Fusion 360 มิฉะนั้น STL สำหรับด้านบนและด้านล่างของเคสและแผ่นรองปุ่มจะพร้อมสำหรับการพิมพ์ ฉันใช้ Cura เพื่อหั่นที่ความละเอียด 0.1 มม., ไส้ 20%, ไส้หลอด ABS และเปิดใช้งาน "พิมพ์ผนังบาง" ตรวจสอบให้แน่ใจว่าได้เปิดใช้งาน มิฉะนั้น การรวมแบบบางที่จัดตำแหน่งสองส่วนของเคสจะไม่ถูกพิมพ์

ไฟล์ STL และฟิวชัน 360 อยู่ใน GitHub

github.com/Luigi-Pizzolito/ESP8266-Temperatu…

หลังจากพิมพ์แล้ว มันเป็นเพียงเคส (ปุนตั้งใจ) ของการบรรจุทุกอย่างลงในนั้นและปิดด้วยซุปเปอร์กาว มันแน่นมากและต้องใช้ความอดทนอย่างมาก ฉันแนะนำบางอย่างเช่น Scotch Weld เพราะมันหนากว่าเล็กน้อย ซุปเปอร์กลูมักจะบางมากและปกปิดทุกอย่างและติดทุกที่ (รวมถึงนิ้ว)

ขั้นตอนที่ 15: เสร็จสมบูรณ์

ที่นั่นคุณมีเครื่องบันทึกอุณหภูมิขนาดเล็กที่เปิดใช้งาน WiFi ขอให้โชคดีถ้าคุณพยายามรวบรวมความอดทนของคุณเองและทำให้สิ่งเหล่านี้เล็ก แต่ก็ยังใช้งานได้