Արևային հողի խոնավության հաշվիչ ESP8266- ով. 10 քայլ (նկարներով)

2024 Հեղինակ: John Day | [email protected]. Վերջին փոփոխված: 2024-01-30 09:45

Այս հրահանգում մենք պատրաստում ենք հողի խոնավության արևային էներգիայի մոնիտոր: Այն օգտագործում է ESP8266 wifi միկրոկառավարիչ, որն աշխատում է ցածր էներգիայի կոդով, և ամեն ինչ անջրանցիկ է, որպեսզի այն մնա դրսում: Դուք կարող եք ճշգրիտ հետևել այս բաղադրատոմսին, կամ դրանից վերցնել ձեր սեփական նախագծերի համար օգտակար տեխնիկան:

Եթե դուք նորեկ եք միկրոկառավարիչների ծրագրավորման մեջ, խնդրում ենք ծանոթանալ իմ Arduino դասին և իրերի ինտերնետի դասին, որպեսզի ծանոթանաք էլեկտրագծերի, կոդավորման և ինտերնետին միանալու հիմունքներին:

Այս նախագիծը իմ անվճար Արևային դասի մի մասն է, որտեղ դուք կարող եք սովորել արևի էներգիան օգտագործելու ավելի շատ եղանակներ փորագրման և արևային վահանակների միջոցով:

Աշխատանքին հետևելու համար հետևեք ինձ YouTube- ում, Instagram- ում, Twitter- ում, Pinterest- ում և բաժանորդագրվեք իմ տեղեկագրին:

Քայլ 1: Այն, ինչ ձեզ հարկավոր կլինի

Ձեզ անհրաժեշտ կլինի արևային մարտկոցների լիցքավորման տախտակ և ESP8266 ճեղքվածք, ինչպիսիք են NodeMCU ESP8266 կամ Huzzah, ինչպես նաև հողի տվիչ, մարտկոց, հոսանքի անջատիչ, որոշ մետաղալարեր և պարիսպ ՝ ձեր սխեման ներսում տեղադրելու համար:

Ահա հողի խոնավության մոնիտորի համար օգտագործվող բաղադրիչներն ու նյութերը.

• ESP8266 NodeMCU միկրոկառավարիչ (կամ նմանատիպ, Vin- ը պետք է հանդուրժի մինչև 6 Վ)
• Adafruit արևային լիցքավորման տախտակ ՝ ըստ ցանկության թերմիստորով և 2.2K Օմ ռեզիստորով
• 2200 mAh Li-ion մարտկոց
• Պերմա-նախատախտակ
• Հողի խոնավության/ջերմաստիճանի ցուցիչ
• 2 մալուխային խցուկ
• Անջրանցիկ պարիսպ
• Անջրանցիկ DC հոսանքի մալուխի զույգ
• Atերմային նեղացման խողովակ
• 3.5 Վտ արևային վահանակ
• Սեղմեք կոճակը հոսանքի անջատիչ
• Կրկնակի փայտե փրփուր ժապավեն

Ահա ձեզ անհրաժեշտ գործիքները.

• Oldոդման երկաթ և զոդ
• Ձեռքերի օգնության գործիք
• Մետաղալարեր
• Լվանալ snips
• Պինցետ (ըստ ցանկության)
• Տաքացուցիչ կամ կրակայրիչ
• Բազմաչափ (ըստ ցանկության, բայց հարմար է անսարքությունների վերացման համար)
• USB A-microB մալուխ
• Մկրատ
• Քայլ փորվածք

Ձեզ անհրաժեշտ կլինեն անվճար հաշիվներ ամպային տվյալների կայքերում io.adafruit.com և IFTTT:

Որպես Amazon Associate ես վաստակում եմ որակյալ գնումներից, որոնք դուք կատարում եք ՝ օգտագործելով իմ փոխկապակցված հղումները:

Քայլ 2: Breadboard- ի նախատիպը

Կարևոր է ստեղծել նման տիպի նախագծերի համար նախատեսված տախտակի նախատիպ, այնպես որ կարող եք համոզվել, որ ձեր տվիչն ու ծածկագիրը աշխատում են, նախքան որևէ մշտական կապ հաստատելը:

Այս դեպքում հողի սենսորը լարեր է կպցրել, անհրաժեշտ էր ժամանակավորապես ամուր վերնագրեր ամրացնել սենսորային լարերի ծայրերին `օգտագործելով զոդման, օգնության ձեռքերի և որոշ ջերմության նվազեցման խողովակներ:

Հետևեք սխեմայի գծին ՝ սենսորի հզորությունը, գետինը, ժամացույցը և տվյալների կապերը միացնելու համար (տվյալները ստանում են նաև 10K ձգման դիմադրություն, որն ուղեկցվում է հողի տվիչով):

• Սենսորային կանաչ մետաղալար GND- ին
• Սենսորային կարմիր մետաղալարեր մինչև 3.3 Վ
• Սենսոր դեղին մետաղալար NodeMCU կապում D5 (GPIO 14)
• Սենսորային կապույտ մետաղալար NodeMCU կապում D6 (GPIO 12)
• 10K ձգվող դիմադրություն կապույտ տվյալների կապի և 3.3V- ի միջև

Դուք կարող եք սա թարգմանել ձեր նախընտրած միկրոկոնտրոլերի վրա: Եթե դուք օգտագործում եք Arduino Uno կամ նման այլ բան, ձեր տախտակն արդեն ապահովված է Arduino ծրագրակազմով: Եթե դուք օգտագործում եք ESP8266- ը, խնդրում ենք ծանոթանալ «Իրերի Ինտերնետ» դասին ՝ Arduino- ում ESP8266- ով կարգավորելու համար քայլ առ քայլ օգնության համար (Arduino- ի նախընտրություններում Լրացուցիչ խորհուրդների մենեջերների հասցեների լրացուցիչ հասցեներ ավելացնելով, այնուհետև որոնել և խորհուրդների կառավարիչից ընտրելով նոր տախտակներ): Ես հակված եմ օգտագործել Adafruit ESP8266 Huzzah տախտակի տեսակը ՝ NodeMCU ESP8266 տախտակը ծրագրավորելու համար, բայց կարող եք նաև տեղադրել և օգտագործել Generic ESP8266 տախտակի աջակցությունը: Ձեզ նույնպես պետք կգա SiLabs USB հաղորդակցման չիպի վարորդը (հասանելի է Mac/Windows/Linux- ի համար):

Սենսորը գործարկելու համար Arduino- ի հետ համատեղելի տախտակով ես ներբեռնեցի SHT1x Arduino գրադարանը Practical Arduino- ի github էջից, այնուհետև բացեցի ֆայլը և գրադարանի թղթապանակը տեղափոխեցի իմ Arduino/գրադարանների պանակ, այնուհետև անվանափոխեցի SHT1x: Բացեք ReadSHT1xValues էսքիզների օրինակը և փոխեք քոր համարները 12 -ի (dataPin) և 14 (clockPin) կամ պատճենեք փոփոխված ուրվագիծը այստեղ ՝

#ներառում

#սահմանել տվյալներըՊին 12 // NodeMCU pin D6 #սահմանել ժամացույցը Pin 14 // NodeMCU pin D5 SHT1x sht1x (dataPin, clockPin); // instantiate SHT1x օբյեկտի void setup () {Serial.begin (38400); // Բացել սերիական կապը `հաղորդելու համար արժեքները Serial.println (« Գործարկում »); } void loop () {float temp_c; float temp_f; լողացող խոնավություն; temp_c = sht1x.readTemperatureC (); // Կարդալ արժեքները սենսորից temp_f = sht1x.readTemperatureF (); խոնավություն = sht1x.readHumidity (); Serial.print ("Temերմաստիճանը."); // Տպել արժեքները սերիական պորտին Serial.print (temp_c, DEC); Serial.print («C /»); Serial.print (temp_f, DEC); Serial.print ("F. Խոնավություն."); Serial.print (խոնավություն); Serial.println ("%"); ուշացում (2000); }

Վերբեռնեք այս ծածկագիրը ձեր տախտակին և բացեք սերիական մոնիտորը ՝ սենսորների տվյալների հոսքը տեսնելու համար:

Եթե ձեր ծածկագիրը չի կազմվում և բողոքում է SHT1x.h- ի չգտնվելու պատճառով, ապա անհրաժեշտ սենսորային գրադարանը ճիշտ տեղադրված չեք: Ստուգեք ձեր Arduino/գրադարանների թղթապանակը SHT1x անունով մեկի համար, և եթե այն այլ տեղ է, ինչպես ձեր ներլցումների թղթապանակը, տեղափոխեք այն ձեր Arduino գրադարանների պանակ և անհրաժեշտության դեպքում անվանափոխեք:

Եթե ձեր կոդը հավաքվում է, բայց չի վերբեռնվում ձեր տախտակին, կրկնակի ստուգեք ձեր տախտակի կարգավորումները, համոզվեք, որ ձեր տախտակը միացված է և Գործիքների ցանկից ընտրեք ճիշտ նավահանգիստը:

Եթե ձեր կոդը վերբեռնում է, բայց ձեր սերիական մոնիտորի մուտքն անճանաչելի է, կրկնակի ստուգեք ձեր արագության արագության համընկնումները, որոնք նշված են ձեր ուրվագծում (այս դեպքում 38400):

Եթե ձեր սերիական մոնիտորի մուտքը ճիշտ չի թվում, կրկնակի ստուգեք ձեր էլեկտրագծերը սխեմայի սխեմայի համեմատ: Արդյո՞ք ձեր 10K քաշվող դիմադրիչը տեղում է տվյալների կապի և 3.3V- ի միջև: Արդյո՞ք տվյալները և ժամացույցը միացված են ճիշտ կապումներին: Արդյո՞ք հոսանքն ու հողը միացված են այնպես, ինչպես պետք է լինեն ամբողջ շրջագծում: Մի շարունակեք, մինչև այս պարզ ուրվագիծը չաշխատի:

Հաջորդ քայլը հատուկ է ESP8266- ին և կազմաձևում է ընտրանքային նախագծի լրացուցիչ անլար տվիչների հաշվետվության մասը: Եթե դուք օգտագործում եք ստանդարտ (ոչ անլար) Arduino- ի հետ համատեղելի միկրոկառավարիչ, շարունակեք մշակել ձեր վերջնական Arduino էսքիզը և անցեք Prepare Solar Charging Board- ի պատրաստմանը:

Քայլ 3: Softwareրագրաշարի տեղադրում

Այս նախագծի ծածկագիրը ESP8266- ի հետ կազմելու համար ձեզ հարկավոր է տեղադրել ևս մի քանի Arduino գրադարաններ (հասանելի գրադարանի կառավարչի միջոցով).

• Adafruit IO Arduino
• Adafruit MQTT
• ArduinoHttpClient

Ներբեռնեք այս քայլին կից ծածկագիրը, ապա բացեք ֆայլը և բացեք Solar_Powered_Soil_Moisture_Monitor_Tutorial ձեր Arduino ծրագրաշարում:

#ներառում

#ներառել #ներառել #ներառել #ներառել // Նշել տվյալների և ժամացույցի միացումներ և ակնթարթային SHT1x օբյեկտ #սահմանել տվյալներըՊին 12 // NodeMCU pin D6 #սահմանել ժամացույցը Pin 14 // NodeMCU pin D5 SHT1x sht1x (dataPin, clockPin); // կարգավորել AdafruitIO_Feed կերը *խոնավությունը = io.feed («խոնավություն»); AdafruitIO_Feed *ջերմաստիճան = io.feed («ջերմաստիճան»); const int sleepTime = 15; // 15 րոպե

դատարկ կարգավորում ()

{Serial.begin (115200); // Բացել սերիական կապը `հաղորդելու համար արժեքները Serial.println (« Գործարկում »); // միանալ io.adafruit.com- ին Serial.print («Միացում Adafruit IO- ին»); io.connect (); // սպասեք միացման միաժամանակ (io.status () <AIO_CONNECTED) {Serial.print ("."); ուշացում (500); } // մենք կապված ենք Serial.println (); Serial.println (io.statusText ()); }

դատարկ շրջան ()

{io.run (); // io.run (); պահում է հաճախորդին միացված և պահանջվում է բոլոր ուրվագծերի համար: float temp_c; float temp_f; լողացող խոնավություն; temp_c = sht1x.readTemperatureC (); // Կարդալ արժեքները սենսորից temp_f = sht1x.readTemperatureF (); խոնավություն = sht1x.readHumidity (); Serial.print ("Temերմաստիճանը."); // Տպել արժեքները սերիական պորտին Serial.print (temp_c, DEC); Serial.print («C /»); Serial.print (temp_f, DEC); Serial.print ("F. Խոնավություն."); Serial.print (խոնավություն); Serial.println ("%"); խոնավություն-> խնայողություն (խոնավություն); ջերմաստիճան-> խնայողություն (temp_f); Serial.println ("ESP8266 քնած է …"); ESP.deepSleep (sleepTime * 1000000 * 60); // Քուն}

Այս ծածկագիրը սենսորային կոդի միախառնումն է այս ձեռնարկի սկզբում և հիմնական օրինակն է Adafruit IO ամպային տվյալների ծառայությունից: Entersրագիրը մտնում է ցածր էներգիայի ռեժիմ և քնում է ժամանակի մեծ մասը, սակայն արթնանում է յուրաքանչյուր 15 րոպեն մեկ `կարդալու հողի ջերմաստիճանը և խոնավությունը և դրա տվյալները հայտնում է Adafruit IO- ին: Գնացեք config.h ներդիրին և լրացրեք ձեր Adafruit IO օգտվողի անունն ու բանալին, ինչպես նաև ձեր տեղական wifi ցանցի անունը և գաղտնաբառը, այնուհետև վերբեռնեք ծածկագիրը ձեր ESP8266 միկրոկոնտրոլերի վրա:

Դուք պետք է մի փոքր նախապատրաստվեք io.adafruit.com կայքում: Temperatureերմաստիճանի և խոնավության համար հոսքեր ստեղծելուց հետո կարող եք ձեր մոնիտորի համար ստեղծել կառավարման վահանակ, որը կներառի սենսորի արժեքների գրաֆիկը և երկու մուտքային հոսքերի տվյալները: Եթե Ձեզ անհրաժեշտ է թարմացում Adafruit IO- ի հետ աշխատելու համար, ծանոթացեք այս դասին իմ «Իրերի ինտերնետ» դասին:

Քայլ 4: Պատրաստեք արևային լիցքավորման տախտակ

Պատրաստեք արևային լիցքավորման տախտակը ՝ կոնդենսատորի վրա և մի քանի լարերի վրա զոդելով բեռի ելքային բարձիկներին: Ես հարմարեցնում եմ իմը, որ ավելի արագ տեմպերով լիցքավորվի լրացուցիչ լրացուցիչ ռեզիստորով (2.2K զոդված PROG- ով) և ավելի ապահով կդարձնի առանց հսկողության թողնելը ՝ մակերևույթի ամրացման դիմադրությունը փոխարինելով մարտկոցին ամրացված 10K թերմիստորով: Սա կսահմանափակի լիցքավորումը անվտանգ ջերմաստիճանի սահմաններում: Այս փոփոխություններն ավելի մանրամասն լուսաբանեցի իմ Solar USB Charger նախագծում:

Քայլ 5. Կառուցեք միկրոկառավարիչի միացում

Sոդեք միկրոկառավարիչի տախտակը և անջատիչը միացրեք մշտական պրոտո տախտակին:

Միացրեք արևային լիցքավորիչի էներգիան ձեր անջատիչի մուտքին, որը պետք է գնահատվի առնվազն 1 ամպ:

Ստեղծեք և կպցրեք վերևի սխեմանում նկարագրված տախտակի մետաղալարերի միացումները (կամ ձեր անձնական տարբերակի բնութագրերին), ներառյալ սենսորի տվյալների գծի 10K քաշվող դիմադրությունը:

Արևային լիցքավորիչի Load կապումներն ապահովում են 3.7 Վ մարտկոցի էներգիա, երբ արևային էներգիա չկա, բայց սնվելու է անմիջապես արևային վահանակից, եթե այն միացված է և արևոտ է: Հետևաբար, միկրոկառավարիչը պետք է կարողանա հանդուրժել տարբեր լարումներ ՝ մինչև 3.7 Վ և մինչև 6 Վ DC: Նրանց համար, ովքեր պահանջում են 5 Վ լարում, PowerBoost- ը (500 կամ 1000 ՝ կախված ընթացիկից) կարող է օգտագործվել բեռի լարումը մինչև 5 Վ մոդուլացնելու համար (ինչպես ցույց է տրված Արևային USB լիցքավորիչ նախագծում): Ահա որոշ ընդհանուր տախտակներ և դրանց մուտքային լարման միջակայքերը.

• NodeMCU ESP8266 (օգտագործվում է այստեղ) ՝ 5V USB կամ 3.7V-10V Vin
• Arduino Uno: 5V USB կամ 7-12V Vin
• Adafruit Huzzah ESP8266 Breakout. 5V USB կամ 3.4-6V VBat

Մարտկոցի հնարավորինս երկար կյանք ապահովելու համար դուք պետք է որոշ ժամանակ հատկացնեք ձեր ընթացիկ խաղարկությունների ընդհանուր ընթացքը դիտարկելու և օպտիմալացնելու համար: ESP8266- ն ունի խորը քնի հատկություն, որը մենք օգտագործում էինք Arduino- ի էսքիզում `էներգիայի սպառումը կտրուկ նվազեցնելու համար: Արթնանում է սենսորը կարդալիս և ավելի շատ հոսանք է հաղորդում, մինչ այն միանում է ցանցին ՝ սենսորի արժեքը հաղորդելու համար, այնուհետև որոշակի ժամանակով նորից քնում է: Եթե ձեր միկրոկառավարիչը շատ էներգիա է խլում և չի կարող հեշտությամբ քնել, մտածեք ձեր նախագիծը տեղափոխելու համատեղելի տախտակի վրա, որն ավելի քիչ էներգիա է խլում: Հարց տվեք ստորև բերված մեկնաբանություններում, եթե օգնության կարիք ունեք ՝ որոշելու, թե որ տախտակը կարող է ճիշտ լինել ձեր նախագծի համար:

Քայլ 6: Տեղադրեք մալուխային խցուկներ

Արևային վահանակի մալուխի և սենսորային մալուխի համար եղանակից անջրանցիկ մուտք գործելու համար մենք երկու մալուխային խցիկներ կտեղադրենք եղանակային անջրպետի պարիսպի կողքին:

Փորձարկեք ձեր բաղադրիչները `իդեալական տեղադրությունը որոշելու համար, այնուհետև նշեք և հորատեք անցքեր անջրանցիկ պարիսպում` օգտագործելով քայլափայլ: Տեղադրեք երկու մալուխային գեղձեր:

Քայլ 7. Շրջանակների ամբողջական հավաքում

Տեղադրեք անջրանցիկ հոսանքի մալուխի նավահանգիստը մեկի մեջ և ամրացրեք այն արևային լիցքավորիչի DC մուտքին (կարմիրից + և սևից մինչև -):

Տեղադրեք հողի տվիչը մյուս գեղձի միջով և միացրեք այն մշտական պրոտոյին ՝ սխեմայի համաձայն:

Կցեք թերմիստորի զոնդը մարտկոցին: Սա կսահմանափակի լիցքավորումը անվտանգ ջերմաստիճանի միջակայքում, մինչդեռ նախագիծը դրսում մնացել է առանց հսկողության:

Շատ տաք կամ շատ ցուրտ լիցքավորելը կարող է վնասել մարտկոցը կամ կրակ բռնկել: Extremeայրահեղ ջերմաստիճանի ազդեցությունը կարող է վնաս հասցնել և կրճատել մարտկոցի կյանքը, այնպես որ այն բերեք ներս, եթե այն սառցից ցածր է կամ 45 ℃/113F- ից բարձր:

Ամրացրեք մալուխային գեղձերը `համապատասխան մալուխների շուրջ եղանակային անջրանցիկ կնիք ստեղծելու համար:

Քայլ 8: Պատրաստեք արևային վահանակ

Հետևեք իմ հրահանգին ՝ ձեր արևային վահանակի մալուխը միացնելու համար անջրանցիկ DC հոսանքի մալուխի վարդակից:

Քայլ 9: Փորձարկեք այն

Միացրեք մարտկոցը և միացրեք միացումը ՝ սեղմելով հոսանքի անջատիչը:

Փորձարկեք այն և համոզվեք, որ այն զեկուցում է ինտերնետին, նախքան պարիսպը փակելը և սենսորը ձեր խոտաբույսերի այգում, թանկարժեք ծաղկամաններում կամ այլ հողում ձեր wifi ցանցի ազդանշանի սահմաններում տեղադրելը:

Երբ սենսորի տվյալները մուտք են գործում առցանց, հեշտ է էլեկտրոնային փոստի կամ տեքստային ահազանգերի բաղադրատոմս տեղադրել API դարպասի կայքում If This Then That: Ես կարգավորել եմ իմը, որ ինձ էլփոստ ուղարկի, եթե հողի խոնավության մակարդակը 50 -ից իջնի:

Այն փորձարկելու համար, առանց սպասելու, որ իմ բույսը չորանա, ես ձեռքով մուտքագրեցի Adafruit IO- ի խոնավության իմ տվյալների շեմը, որն ընկել էր շեմից ցածր: Մի քանի րոպե անց էլ. Եթե հողի մակարդակը իջնի իմ նշված մակարդակից, ես ամեն անգամ էլփոստ կստանամ թարմացվող բովանդակության թարմացումից մինչև հողը ջրելը: Իմ ողջամտության համար ես թարմացրեցի իմ ծածկագիրը, որպեսզի հողը վերցնեի շատ ավելի հազվադեպ, քան յուրաքանչյուր 15 րոպեն մեկ:

Քայլ 10: Օգտագործեք այն դրսում:

Սա զվարճալի նախագիծ է, որը կարելի է հարմարեցնել ՝ հիմնվելով ձեր գործարանի խոնավացման կարիքների վրա, և հեշտ է փոխանակել կամ ավելացնել տվիչներ կամ ինտեգրվել արևային էներգիայի հատկությունները ձեր մյուս Arduino նախագծերին:

Շնորհակալություն հետևելու համար: Ես կցանկանայի լսել, թե ինչ եք կարծում; խնդրում ենք տեղադրել մեկնաբանություններում: Այս նախագիծը իմ անվճար Արևային դասի մի մասն է, որտեղ կարող եք գտնել հեշտ բակի նախագծեր և արևային վահանակների հետ աշխատելու ավելի շատ դասեր: Ստուգեք այն և գրանցվեք:

Եթե ձեզ դուր է գալիս այս նախագիծը, ապա ձեզ կարող են հետաքրքրել իմ մյուսներից մի քանիսը.

• Իրերի ինտերնետի անվճար դաս
• YouTube բաժանորդների հաշվիչ ESP8266- ով
• ESP8266- ով սոցիալական վիճակագրության որոնիչ ցուցադրում
• Եղանակի WiFi էկրան ՝ ESP8266- ով
• Ինտերնետ Վալենտին

Աշխատանքին հետևելու համար հետևեք ինձ YouTube- ում, Instagram- ում, Twitter- ում, Pinterest- ում և Snapchat- ում: