ESP8266 รีเลย์ควบคุมอุณหภูมิ: 9 ขั้นตอน (พร้อมรูปภาพ)

2024 ผู้เขียน: John Day | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2024-01-30 13:06

เพื่อนของฉันเป็นนักวิทยาศาสตร์ที่ทำการทดลองที่มีความไวต่ออุณหภูมิและความชื้นของอากาศมาก ห้องฟักไข่มีเครื่องทำความร้อนเซรามิกขนาดเล็ก แต่เทอร์โมสตัทของเครื่องทำความร้อนมีความแม่นยำไม่เพียงพอ สามารถรักษาอุณหภูมิได้ภายใน 10-15 องศาเท่านั้น

อุปกรณ์เชิงพาณิชย์ที่บันทึกอุณหภูมิและความชื้นอาจมีราคาแพง และการรับข้อมูลจากอุปกรณ์อาจทำได้ยาก นอกจากนี้ยังไม่สามารถควบคุมอุณหภูมิได้ บันทึกเฉพาะข้อมูลเท่านั้น เขาถามว่ายากแค่ไหนที่จะสร้างอุปกรณ์ที่สามารถควบคุมเครื่องทำความร้อนได้อย่างแม่นยำผ่านรีเลย์ขณะบันทึกอุณหภูมิและความชื้น ฟังดูง่ายพอ

คว้า ESP8266, รีเลย์, DHT22 และบางแพลตฟอร์ม IoT ออนไลน์ เรากำลังปิด

ขั้นตอนที่ 1: วัสดุสิ้นเปลือง

โปรเจ็กต์นี้ใช้เสบียงจำนวนหนึ่ง ซึ่งทั้งหมดเป็นเรื่องปกติธรรมดาและคุณอาจมีพร้อมอยู่แล้วในวันนี้ นี่คือรายการทั้งหมดที่ฉันใช้ คุณสามารถปรับเปลี่ยนได้ตามต้องการเพื่อให้ตรงกับความต้องการของโครงการของคุณ

• ESP8266 ESP-01 (หรือบอร์ด ESP8266 ที่คล้ายกัน)
• DHT-22 เซ็นเซอร์อุณหภูมิและความชื้น
• LM317 ตัวควบคุมแรงดันไฟฟ้าแบบแปรผัน (หรือตัวควบคุม 3.3V มาตรฐานจะง่ายกว่า)
• รีเลย์กระแสไฟสูง 5V (ฉันเริ่มต้นด้วย 10A แต่ระเบิดออกภายใน 2 วัน)
• ตัวต้านทานและตัวเก็บประจุต่างๆ
• สายจัมเปอร์
• เต้ารับไฟฟ้ามาตรฐานและฝาครอบ
• กล่องแก๊งค์ไฟฟ้า
• ปลั๊ก USB เก่าพร้อมอะแดปเตอร์
• ปลั๊กไฟเก่า

เมื่อมองย้อนกลับไป การใช้ NodeMCU แทน ESP-01 น่าจะสมเหตุสมผลกว่ามาก ตอนนั้นฉันไม่มี ฉันเลยทำสิ่งที่ฉันมีอยู่ในมือ

ขั้นตอนที่ 2: การก่อสร้างทางออก

ในขณะที่ฉันเริ่มต้นทางเทคนิคด้วยไมโครคอนโทรลเลอร์และโค้ด ควรเริ่มต้นด้วยเต้ารับไฟฟ้ากระแสสลับก่อน สำหรับโครงการนี้ ฉันใช้กล่องแก๊งค์เดียว เต้ารับมาตรฐาน 2 ปลั๊ก และสายไฟจากรางปลั๊กเก่า

เต้ารับไฟฟ้าจะต่อสายโดยนำสายสีขาวสองเส้นมาต่อเข้าด้วยกันและต่อสายกราวด์สองสายเข้าด้วยกัน สายสีดำสองเส้นผ่านด้านสูงของรีเลย์ ตรวจสอบให้แน่ใจว่าคุณได้ขันขั้วต่ออย่างดีและไม่มีเกลียวใดที่จะลัดวงจร ฉันบัดกรีลวดเล็กน้อยเพื่อให้ขาตั้งอยู่ติดกัน

ระวังไฟฟ้าแรงสูงและตรวจสอบการเชื่อมต่อแต่ละครั้งอีกครั้ง เป็นความคิดที่ดีที่จะติดเทปพันสายไฟไว้ที่ปอดลวดเพื่อไม่ให้หลุดออก

ขั้นตอนที่ 3: การออกแบบ Curciut

วงจรค่อนข้างตรงไปตรงมา แต่ถ้าคุณใช้ ESP-01 อย่างที่ฉันทำ คุณจะต้องเพิ่มตัวควบคุมแรงดันไฟฟ้าเพื่อให้ได้ 3.3V รีเลย์มาตรฐานต้องการ 5V ดังนั้นคุณจะต้องมีราง 3.3V และ 5.0V

วงจรของฉันใช้ตัวควบคุมแรงดันไฟฟ้า LM317 พร้อมชุดตัวต้านทานเพื่อรับราง 3.3V คงที่ ฉันแตะ USB 5V เพื่อจ่ายไฟให้กับรีเลย์ มีรีเลย์ 3.3V แต่ไม่จำเป็นสำหรับรีเลย์กระแสสูงหากคุณต้องการจ่ายไฟให้กับฮีตเตอร์พื้นที่ขนาดเล็ก

DHT22 ต้องการตัวต้านทานแบบดึงขึ้น 4.7k

ขั้นตอนที่ 4: ประสานบอร์ด

เค้าโครงและประสานส่วนประกอบทั้งหมด อาจยุ่งยากเล็กน้อย แต่วางแผนล่วงหน้าด้วยกระดาษกราฟจะช่วยได้

ฉันใช้บอร์ด USB สำหรับปลั๊กไฟ แต่มันค่อนข้างอ่อนและแทนที่ด้วยหมุดส่วนหัวสองตัวแทน ฉันใช้ส่วนหัวของตัวเมียสองตัวบนกระดานและบัดกรีหมุดส่วนหัวตัวผู้สองตัวเข้ากับปลั๊ก USB ตัวเก่าโดยตรง สิ่งนี้พิสูจน์แล้วว่ามีความน่าเชื่อถือและมั่นคงยิ่งขึ้น สีของสายไฟ USB คือ:

พื้นดำแดง 5V

ฉันยังใช้ส่วนหัวของผู้ชายเพื่อแสดงหมุด DHT22 และรีเลย์บนบอร์ดของฉันเพื่อเชื่อมต่อกับสายจัมเปอร์มาตรฐาน

ตรวจสอบให้แน่ใจว่าคุณติดป้ายกำกับพิน กำลังไฟ และขั้วต่อกราวด์แต่ละตัวแล้ว เผื่อในกรณีที่มีการถอดปลั๊กในภายหลัง

ขั้นตอนที่ 5: ติดตั้งแผงวงจร

ที่ด้านข้างของกล่องแก๊งค์ ให้ยึดแผงวงจรด้วยสกรูและ/หรือกาวร้อน ตรวจสอบให้แน่ใจว่าได้จัดวางตำแหน่งเพื่อให้สายจัมเปอร์เอื้อมถึงรีเลย์ของคุณที่ติดตั้งอยู่ภายในกล่อง และคุณสามารถเสียบขั้วต่อสายไฟของคุณได้อย่างง่ายดาย

เพิ่มสายจัมเปอร์ที่มีการหดตัวด้วยความร้อนให้กับเซ็นเซอร์ DHT22 ของคุณด้วยความยาวที่เหมาะสมกับสถานการณ์ของคุณ ของผมยาวประมาณ 8 นิ้ว ฉันใช้สายเคเบิล CAT5 แทนเพื่อให้ลีดงอเล็กน้อยในตำแหน่งและจะตั้งได้อิสระ

ขั้นตอนที่ 6: รหัส Arudino

รหัส Arduino ใช้คลาส SensorBase ของฉันซึ่งมีอยู่ในหน้า Github ของฉัน คุณไม่จำเป็นต้องใช้รหัส SensorBase ของฉัน คุณสามารถเขียนโดยตรงไปยังเซิร์ฟเวอร์ MQTT และ Thingspeak

โครงการนี้มีคุณลักษณะซอฟต์แวร์หลักสามประการ:

1. เว็บเซิร์ฟเวอร์ท้องถิ่นเพื่อตั้งค่าและดูค่า
2. เซิร์ฟเวอร์ MQTT ระยะไกลเพื่อส่งและจัดเก็บข้อมูล
3. แดชบอร์ด Thingspeak สำหรับข้อมูลกราฟ

คุณสามารถใช้คุณลักษณะเหล่านี้ได้อย่างน้อยหนึ่งอย่าง เพียงปรับรหัสตามความจำเป็น นี่คือชุดรหัสเฉพาะที่ฉันใช้ คุณจะต้องปรับรหัสผ่านและคีย์ API

• รหัสฐานเซ็นเซอร์บน Github
• รหัสแล็บบน Github

ขั้นตอนที่ 7: Thingspeak Dashboard

ตั้งค่าบัญชี Thingspeak ฟรีและกำหนดแดชบอร์ดใหม่ คุณจะต้องใช้ลำดับรายการเดียวกันกับที่ฉันได้ระบุไว้ด้านล่าง ชื่อไม่สำคัญ แต่ลำดับนั้นสำคัญ

หากคุณต้องการเพิ่มหรือลบรายการ ให้ปรับพารามิเตอร์ Thingspeak ในโค้ด Arduino มันค่อนข้างตรงไปตรงมาและได้รับการบันทึกไว้อย่างดีบนเว็บไซต์ของพวกเขา

ขั้นตอนที่ 8: การตั้งค่า CloudMQTT

บริการ MQTT ใดๆ หรือบริการ IoT ที่คล้ายกัน เช่น Blynk จะใช้งานได้ แต่ฉันเลือกใช้ CloudMQTT สำหรับโครงการนี้ ฉันเคยใช้ CloudeMQTT กับหลายโครงการมาก่อน และเนื่องจากโครงการนี้จะถูกส่งต่อให้เพื่อน จึงควรสร้างบัญชีใหม่ที่สามารถโอนได้ด้วย

สร้างบัญชี CloudMQTT แล้วสร้าง "อินสแตนซ์" ใหม่ เลือกขนาด "แมวน่ารัก" เนื่องจากเราใช้เฉพาะสำหรับการควบคุม ไม่มีการบันทึก CloudMQTT จะให้ชื่อเซิร์ฟเวอร์ ชื่อผู้ใช้ รหัสผ่าน และหมายเลขพอร์ตแก่คุณ (โปรดทราบว่าหมายเลขพอร์ตไม่ใช่พอร์ต MQTT มาตรฐาน) โอนค่าทั้งหมดเหล่านี้ไปยังรหัส ESP8266 ของคุณในตำแหน่งที่เกี่ยวข้อง ตรวจสอบให้แน่ใจว่ากรณีถูกต้อง (อย่างจริงจังคัดลอก/วางค่า)

คุณสามารถใช้แผง "Websocket UI" บน CloudMQTT เพื่อดูการเชื่อมต่อของอุปกรณ์ การกดปุ่ม และในสถานการณ์แปลก ๆ ที่คุณได้รับข้อความแสดงข้อผิดพลาด

คุณจะต้องใช้การตั้งค่าเหล่านี้เมื่อกำหนดค่าไคลเอ็นต์ Android MQTT ด้วย ดังนั้นโปรดจดค่าไว้หากต้องการ หวังว่ารหัสผ่านของคุณจะไม่ซับซ้อนเกินกว่าจะพิมพ์บนโทรศัพท์ของคุณ คุณไม่สามารถตั้งค่านั้นใน CloudMQTT

ขั้นตอนที่ 9: การทดสอบขั้นสุดท้าย

ตอนนี้เราต้องทดสอบอุปกรณ์ขั้นสุดท้าย

ก่อนที่คุณจะทดสอบสิ่งใด ให้ตรวจสอบสายไฟ EACH อีกครั้ง และใช้มัลติมิเตอร์ในโหมดความต่อเนื่องเพื่อติดตามสายไฟทั้งหมด ตรวจสอบให้แน่ใจว่าทุกอย่างเชื่อมต่อกับที่ที่คุณคิดว่ามันเชื่อมต่ออยู่ เนื่องจากรีเลย์แยกไฟฟ้าแรงสูงออกจากแรงดันต่ำ คุณจึงไม่ต้องกังวลว่าไมโครคอนโทรลเลอร์จะลัดวงจร

ฉันใช้เครื่องมือทดสอบวงจรของช่างไฟฟ้าทั่วไปเพื่อตรวจสอบว่าทุกอย่างต่อสายอย่างถูกต้องที่ด้านไฟฟ้าแรงสูง และการทดสอบรีเลย์ของฉันก็ใช้ได้ดีเช่นกัน

เพิ่ม ESP2866 ของคุณไปยังเครือข่าย wifi โดยเชื่อมต่อกับอุปกรณ์ผ่านโทรศัพท์หรือแล็ปท็อปของคุณ สิ่งนี้ใช้ไลบรารี WifiManager มาตรฐาน และเขามีเอกสารที่จำเป็นทั้งหมดบนหน้า Github ของเขา

ฉันวางเซ็นเซอร์ DHT22 ไว้ข้างหลอดไฟโดยใช้หลอดไส้และเสียบหลอดไฟเข้ากับเต้ารับ วิธีนี้ทำให้อุณหภูมิร้อนขึ้นอย่างรวดเร็ว กระตุ้นรีเลย์ให้ปิดหลอดไฟและทำซ้ำตามขั้นตอน สิ่งนี้มีประโยชน์มากในการทดสอบทุกอย่าง รวมถึงการเชื่อมต่อ wifi ของฉันด้วย

อุปกรณ์ของคุณควรเปิดรีเลย์อย่างถูกต้องเมื่ออุณหภูมิต่ำเกินไป และปิดเมื่ออุณหภูมิถึงค่าที่สูง ในการทดสอบของฉัน สิ่งนี้สามารถรักษาอุณหภูมิห้องแล็บของเราได้ไม่เกิน 1 องศาเซลเซียสตลอด 24 ชั่วโมงต่อวัน