เซอร์โวเทอร์โมมิเตอร์: 6 ขั้นตอน

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

นี่คือการแสดงอุณหภูมิแบบแอนะล็อกที่สร้างขึ้นจากเซ็นเซอร์ดิจิทัล ds18b20 เซอร์โวขนาดเล็ก และอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่ใช้โมดูล esp-12f

มีคุณสมบัติดังต่อไปนี้

• ตัวเครื่องประกอบด้วยอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ เซอร์โว และแบตเตอรี่
• ความแม่นยำและความแม่นยำที่ดีโดยใช้เซ็นเซอร์ดิจิตอล ds18b20
• LIPO แบบชาร์จได้พร้อมที่ชาร์จในตัว
• กระแสไฟนิ่งต่ำมาก (< 20uA) เพื่ออายุการใช้งานแบตเตอรี่ที่ยาวนาน
• เซอร์โวเปิดใช้งานเพียงช่วงเวลาสั้น ๆ อีกครั้งทำให้อายุการใช้งานแบตเตอรี่ดี
• โดยปกติ โมดูลจะพักการทำงานระหว่างการอัปเดตอุณหภูมิ แต่สามารถเปลี่ยนเป็นโหมดไม่พักเครื่องเพื่อตรวจสอบและกำหนดค่าได้
• การอัพโหลดข้อมูลการกำหนดค่าและการทดสอบเซอร์โวจากเว็บอินเตอร์เฟส
• อุณหภูมิต่ำสุด สูงสุด เซนติเกรดฟาเรนไฮต์ และกำหนดช่วงเวลาการอัพเดทได้
• การตรวจสอบแบตเตอรี่
• สามารถอัปเดตซอฟต์แวร์ผ่านเว็บอินเตอร์เฟส
• ราคาถูก

ขั้นตอนที่ 1: ส่วนประกอบและเครื่องมือที่จำเป็น

ส่วนประกอบต่อไปนี้มีความจำเป็น

• มินิเซอร์โวมอเตอร์ (MG90S)
• เซ็นเซอร์อุณหภูมิ Ds18b20
• ESP-12F (โมดูล esp8266)
• แบตเตอรี่ LIPO 18650
• ที่ใส่แบตเตอรี่ LIPO
• ที่ชาร์จ micro USB LIPO
• LDO ตัวควบคุมกระแสไฟ 3.3V ที่นิ่งต่ำ ฉันใช้ XC6203
• ตัวต้านทาน 4K7, 10K
• ตัวเก็บประจุแบบแยกคัปปลิ้ง 220uF 6V
• n ช่อง MOSFET ไดรเวอร์เกณฑ์ต่ำ ฉันใช้ AO3400
• p ช่อง MOSFET ไดรเวอร์เกณฑ์ต่ำ ฉันใช้ AO3401
• บอร์ดต้นแบบ pcb ชิ้นเล็ก
• สวิตช์เปิด/ปิดสไลด์
• ปุ่มกดขนาดเล็ก (สี่เหลี่ยมจัตุรัส 6 มม.)
• ต่อสายไฟ
• เทปกาวสองหน้า
• ออกแบบตู้พิมพ์ 3 มิติได้ที่
• ตัวชี้ตัวเลือก ฉันใช้เข็มนาฬิกาสำรอง อาจใช้ฉบับพิมพ์

จำเป็นต้องใช้เครื่องมือต่อไปนี้

• หัวแร้งหัวแร้ง
• ปืนกาวร้อน
• เจาะรู

ขั้นตอนที่ 2: อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์

อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ส่วนใหญ่เป็นหน่วยไมโครคอนโทรลเลอร์ไร้สาย ESP8266 จำเป็นต้องใช้อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์สนับสนุนจำนวนเล็กน้อยเพื่อเปิดใช้งานเซอร์โวมอเตอร์ และควบคุมแบตเตอรี่เป็น 3.3V, รองรับเซ็นเซอร์ และตัวแบ่งตัวต้านทานเพื่อตรวจสอบแรงดันแบตเตอรี่ แหล่งจ่ายไฟเซอร์โวมอเตอร์ขับเคลื่อนด้วยทรานซิสเตอร์ MOSFET 2 ตัว พวกมันจะเปิดขึ้นในช่วงเวลาสั้นๆ ก่อนจำเป็นต้องอัปเดตเซอร์โวและเปิดทิ้งไว้ในช่วงเวลาสั้นๆ เพื่อให้เซอร์โวเคลื่อนที่ได้จนสุด โหลดเบามากจนเซอร์โวจะไม่เคลื่อนที่เมื่อไม่ได้ขับเคลื่อน

อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์สนับสนุนทั้งหมดนอกเหนือจากเครื่องชาร์จ LIPO จะติดตั้งอยู่บนบอร์ดต้นแบบ pcb ฉันใช้ส่วนประกอบ SMD เพื่อให้มีขนาดเล็กที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ แต่สามารถทำได้ด้วยส่วนประกอบแบบตะกั่ว-ทรู เนื่องจากมีพื้นที่ว่างเพียงพอ เครื่องชาร์จ LIPO มีพอร์ต micro USB ซึ่งอาจใช้สำหรับชาร์จแบตเตอรี่ใหม่ อาจใช้สวิตช์เปิดปิดแบบสไลด์เพื่อเปิดและปิดเครื่อง ปุ่มคืออนุญาตให้แทนที่โหมดสลีปเมื่อเปิดเครื่อง ซึ่งจะทำให้สามารถเข้าถึงเว็บเพื่อกำหนดค่าและควบคุมได้

ขั้นตอนที่ 3: การประกอบ

ฉันทำตามขั้นตอนการประกอบดังต่อไปนี้

• พิมพ์กล่องสามมิติ
• ลวดบัดกรีบนสวิตช์ ปุ่ม และขั้วต่อ 3 ขา
• ติดตั้งสวิตช์ ปุ่ม และขั้วต่อเข้ากับตัวเครื่องโดยใช้กาวเรซินเล็กน้อยเพื่อยึดให้แน่น
• ใส่เซอร์โวเข้าที่ ด้านหลังมีพื้นที่เพียงพอสำหรับการเดินสายไฟ จากนั้นจึงใช้ลิ่มกระดาษแข็งเพื่อยึดให้แน่น
• ยึดที่ชาร์จ LIPO อย่างปลอดภัย ฉันใช้ลวดผ่านสี่รูบนเครื่องชาร์จ LIPO เพื่อปรับความสูง (2 มม.) ของฐานเพื่อให้เข้ากับรู usb กาวร้อนเข้าที่
• ที่ยึดแบตเตอรี่ สวิตช์ และอุปกรณ์ชาร์จ ปล่อยให้สายแบตเตอรี่หย่อนเพียงพอ จึงสามารถวางไว้ด้านข้างได้
• ประกอบอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ต่อพ่วงบนกระดานสร้างต้นแบบชิ้นเล็กๆ
• ติดตั้งบอร์ดต้นแบบที่ด้านบนของโมดูล esp-12
• ต่อสายเบ็ดเสร็จ
• พิมพ์แป้นหมุนที่เลือก (และตัวชี้หากจำเป็น) บนกระดาษมันแข็งแล้วตัดออก
• ใช้เจาะรูเพื่อสร้างรูสำหรับเซอร์โว
• ติดแป้นหมุนเข้ากับกล่องด้วยเทปกาวสองหน้า
• แนบพอยน์เตอร์กับเซอร์โว
• ปรับตำแหน่งของพอยน์เตอร์โดยใช้ระบบเว็บเพื่อตั้งค่าอุณหภูมิ

ขั้นตอนที่ 4: ซอฟต์แวร์

ซอฟต์แวร์สำหรับโครงการนี้มีอยู่ที่ github

เป็นโครงการที่ใช้ Arduino ดังนั้นให้ตั้งค่าสภาพแวดล้อมการพัฒนา esp8266 Arduino คุณอาจต้องการตั้งรหัสผ่านสำหรับ WifiManager และการอัปเดตซอฟต์แวร์ในไฟล์ ino ให้เหมาะสมกว่า

ควรคอมไพล์ใน Arduino ESP8266 IDE และอัปโหลดซีเรียลไปยังโมดูล เป็นการดีที่จะต่อสาย GPIO13 กับ GND ในสภาพแวดล้อมการพัฒนาของคุณ เนื่องจากซอฟต์แวร์จะอยู่ในโหมดต่อเนื่อง

การใช้งานครั้งแรกจะเริ่มต้นจุดเชื่อมต่อซึ่งควรเชื่อมต่อกับโทรศัพท์หรือแท็บเล็ต ดูรหัสสำหรับรหัสผ่าน เบราว์เซอร์บนโทรศัพท์หรือแท็บเล็ตควรใช้เพื่อเข้าถึง 192.168.4.1 ซึ่งจะอนุญาตให้เลือก wifi ssid และรหัสผ่านในเครื่อง ต้องทำเพียงครั้งเดียวหรือหากเครือข่าย wifi เปลี่ยนแปลง จากนั้นโมดูลจะเชื่อมต่อกับเครือข่าย wifi ในพื้นที่หากจำเป็น โหมดหลับลึกปกติไม่ได้ใช้ wifi โดยจะตื่นขึ้นในช่วงเวลาพักเครื่อง อ่านอุณหภูมิ อัปเดตเซอร์โว และกลับสู่โหมดสลีป การอ่านทุกๆครั้งที่ 10 จะใช้การอ่านแบตเตอรี่และบันทึก สามารถตรวจสอบได้โดยเปิดในโหมดไม่มี wifi สลีปและตรวจสอบไฟล์บันทึก

ควรอัปโหลดไฟล์สนับสนุนบางไฟล์ด้วย สิ่งเหล่านี้อยู่ในโฟลเดอร์ข้อมูลของ git สามารถอัพโหลดได้โดยเข้าไปที่ ip/upload เมื่ออัปโหลดแล้ว ip/edit อาจใช้เพื่ออัปโหลดเพิ่มเติมในลักษณะที่ง่ายขึ้น

ขั้นตอนที่ 5: การทำงาน

หลังจากตั้งค่าเครื่องแล้ว เครื่องจะทำงานหลังจากเปิดเครื่องแล้ว

หากเปิดใช้งานโดยกดปุ่ม อาจมีการใช้คำสั่งเว็บจำนวนหนึ่ง

• ipAddress/upload ให้การเข้าถึงการอัปโหลดไฟล์อย่างง่าย ใช้เพื่อบู๊ตระบบ
• https://ipAddress/edit ให้การเข้าถึงระบบการจัดเก็บ (เช่น ulpoad การกำหนดค่าใหม่หรือเข้าถึงไฟล์บันทึกใด ๆ)
• https://ipAddress ให้การเข้าถึงแบบฟอร์มเพื่อตั้งค่าการแสดงผลเป็นค่า อาจใช้เพื่อปรับตัวชี้
• https://ipAddress/firmware เพื่ออัปโหลดเฟิร์มแวร์ใหม่ binary

ขั้นตอนที่ 6: หมุนและกำหนดค่า

powerpoint มีตัวอย่างแป้นหมุนสำหรับการใช้เซนติเกรดหรือฟาเรนไฮต์ สิ่งเหล่านี้อนุญาตให้มี 15 ส่วน แต่ช่วงสามารถปรับได้ง่ายโดยการเปลี่ยนช่วงขั้นตอน หากต้องการเซ็กเมนต์มากหรือน้อยก็ต้องแก้ไขคุณสมบัติของอ็อบเจ็กต์โดนัท ในทำนองเดียวกัน พื้นหลังสีของเซ็กเมนต์สามารถเปลี่ยนแปลงได้

ข้อมูลการกำหนดค่ามีอยู่ในไฟล์ชื่อ servoTempConfig.txt ซึ่งอยู่ในระบบการจัดเก็บของโมดูล หากต้องการเปลี่ยนการกำหนดค่า ให้แก้ไขไฟล์และอัปโหลดผ่านเว็บอินเทอร์เฟซ

ข้อมูลการกำหนดค่าเป็นเพียงค่าในบรรทัดดังต่อไปนี้

• ชื่อโฮสต์
• อุณหภูมิที่แสดงต่ำสุด (ในหน่วยที่เลือก)
• อุณหภูมิที่แสดงสูงสุด (ในหน่วยที่เลือก)
• ช่วงการนอนหลับระหว่างการอ่านในหน่วยวินาที
• โหมดสลีป (0=เปิดอย่างต่อเนื่องด้วย wifi, 1= โหมดหลับลึกปกติ, 2= เปิดอย่างต่อเนื่องไม่มี wifi
• การบันทึกกิจกรรมไปที่ servoTempLog.txt หากการบันทึก = 1 แรงดันไฟฟ้าของแบตเตอรี่จะถูกบันทึกไว้เสมอ
• หน่วยอุณหภูมิ 0=เซนติเกรด, 1=ฟาเรนไฮต์
• การสอบเทียบ ADC_CAL สำหรับการอ่านค่าแรงดันแบตเตอรี่

ตรวจสอบให้แน่ใจว่าอุณหภูมิต่ำสุดและสูงสุดอยู่ในหน่วย C/F ที่เลือก