Παρακολούθηση θερμοκρασίας πισίνας MQTT: 7 βήματα (με εικόνες)

2024 Συγγραφέας: John Day | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2024-01-30 08:32

Έργα Tinkercad »

Αυτό το έργο είναι ένας σύντροφος για τα άλλα μου έργα οικιακού αυτοματισμού, έξυπνος ελεγκτής δεδομένων-καταγραφή Geyser και ελεγκτής πολλαπλών χρήσεων-φωτισμού δωματίου και συσκευών.

Είναι μια οθόνη τοποθετημένη στην πισίνα που μετρά τη θερμοκρασία του νερού της πισίνας, τη θερμοκρασία του περιβάλλοντος αέρα και τη βαρομετρική πίεση. Στη συνέχεια, εμφανίζει τη θερμοκρασία του νερού της πισίνας σε μια τοπική γραμμή LED και μεταδίδεται μέσω WiFi/MQTT σε ένα οικιακό σύστημα - στην περίπτωσή μου ένα αναβαθμισμένο λογισμικό έκδοση συμβατή με MQTT του ελεγκτή φωτισμού. αν και είναι εύκολο να το ενσωματώσετε σε οποιοδήποτε σύστημα Home συμβατό με MQTT.

Αυτό το Instructable εστιάζει στον σχεδιασμό και την κατασκευή του Pool Monitor, η αναβάθμιση του Controller (νέο υλικολογισμικό και προσθήκη οθόνης OLED) θα συμπεριληφθεί στο αρχικό χειριστήριο σύντομα.

Τα βασικά χαρακτηριστικά περιλαμβάνουν:

• Η απουσία ηλεκτρικού ρεύματος δίπλα στην πισίνα καθορίζει την τροφοδοσία μπαταρίας 18650 με ενσωματωμένο ηλιακό πολικό 1W για τη διατήρηση της φόρτισης της μπαταρίας, η διάρκεια ζωής της μπαταρίας βελτιστοποιείται περαιτέρω με τη χρήση της λειτουργίας ESP8266 "Deep Sleep". Στο σύστημά μου, η μονάδα μπόρεσε να ξεπεράσει την «ενεργή περίοδο της πισίνας» μας (Νοέμβριος έως Απρίλιος) χωρίς χειροκίνητη παρέμβαση μη αυτόματης φόρτισης.
• Ένα προαιρετικό τοπικό ενσωματωμένο 8 bar bargraph που εμφανίζει τη θερμοκρασία της πισίνας σε διαστήματα 1 βαθμού.
• Μετάδοση δεδομένων MQTT μέσω τοπικής σύνδεσης WiFi σε οποιοδήποτε συμβατό σύστημα κεντρικού υπολογιστή.

• Όλος ο προγραμματισμός επιτυγχάνεται μέσω WiFi χρησιμοποιώντας την οθόνη ως σημείο πρόσβασης και εσωτερικές σελίδες διαμόρφωσης διακομιστή Web με όλες τις προγραμματιζόμενες παραμέτρους να αποθηκεύονται στο εσωτερικό EEPROM.

  • Χρονικά διαστήματα μεταξύ αφύπνισης και μετάδοσης. Διαστήματα 1 έως 60 λεπτών.

  • Διαμορφώσιμες μορφές θέματος/μηνύματος MQTT

    • Θέματα μεμονωμένων μηνυμάτων (π.χ. PoolTemp, AirTemp, BaroPress)
    • Ενιαίο συμπαγές θέμα (π.χ. Θερμοκρασία πισίνας + Θερμοκρασία αέρα + Βαρομετρική πίεση)
    • Συμβατό με οθόνη OLED που είναι τοποθετημένη στον ελεγκτή πολλαπλών χρήσεων δωματίου και φωτισμού (βλ. Σχήμα τίτλου, για παράδειγμα)
  • SSID δικτύου WiFi και κωδικός πρόσβασης
  • Σημείο πρόσβασης SSID και κωδικός πρόσβασης

  • Έλεγχος bargraph LED

    • Ελάχιστη προγραμματιζόμενη περιοχή θερμοκρασίας (15 έως 25 CC)
    • Προγραμματίζεται μόνιμα ON, μόνιμα OFF, Μόνο κατά τις ώρες της ημέρας

Παρόλο που εκτύπωσα τρισδιάστατα τη δική μου διάταξη περιβλήματος / τοποθέτησης και χρησιμοποίησα μια πλακέτα PCB από προηγούμενο έργο, μπορείτε κυριολεκτικά να χρησιμοποιήσετε αυτό που ταιριάζει στις προσωπικές σας προτιμήσεις καθώς τίποτα δεν είναι κρίσιμο ή "πεταμένο". Το τελευταίο τμήμα αυτού του Instructable περιέχει αρχεία Gerber και STL για τις πλακέτες PCB και το περίβλημα ABS που σχεδίασα ειδικά για αυτό το έργο

Βήμα 1: Διάγραμμα μπλοκ και συζήτηση σχετικά με την επιλογή εξαρτημάτων

Το παραπάνω διάγραμμα επισημαίνει τις κύριες μονάδες υλικού του Pool Monitor.

Επεξεργαστής

Το ESP8266 που χρησιμοποιείται μπορεί να είναι οποιοδήποτε από τα βασικά δομοστοιχεία ESP03/07/12 έως τα πιο φιλικά προς τα πάνελ στοιχεία NodeMCU και WEMOS.

Χρησιμοποίησα το ESP-12, Αν η πισίνα σας απέχει λίγο από το δρομολογητή WiFi σας, μπορείτε να προτιμήσετε το ESP-07 με εξωτερική κεραία. Οι μονάδες NodeMCU/Wemos είναι πολύ φιλικές προς τον πίνακα, αλλά θα οδηγήσουν σε ελαφρά αυξημένη κατανάλωση ενέργειας λόγω του επιπλέον ρυθμιστή τάσης και των LEDS - αυτό θα επηρεάσει την ικανότητα του ηλιακού συλλέκτη να διατηρεί καθημερινά τη μπαταρία σε φόρτιση και μπορεί να χρειαστείτε περιοδική χειροκίνητη φόρτιση χρησιμοποιώντας τη θύρα USB στη μονάδα φορτιστή.

Αισθητήρες θερμοκρασίας - Εικ. 2

Έχω χρησιμοποιήσει τις εύκολα διαθέσιμες και χαμηλού κόστους μεταλλικές εκδόσεις σωλήνων + καλωδίων των αισθητήρων θερμοκρασίας DS18B20 που συνοδεύονται από καλώδιο σύνδεσης περίπου 1 μέτρου, καθώς είναι ήδη στιβαρές και ανθεκτικές στις καιρικές συνθήκες. Ένα χρησιμοποιεί ολόκληρο το μήκος του καλωδίου για τη μέτρηση του νερού της πισίνας και ένα άλλο με ένα κοντό καλώδιο για τη θερμοκρασία του περιβάλλοντος αέρα.

Αισθητήρας περιβάλλοντος αέρα

Έχω επιλέξει την εξαιρετική μονάδα BME280 για τη μέτρηση της υγρασίας του αέρα του περιβάλλοντος και της βαρομετρικής πίεσης. Mayσως αναρωτιέστε γιατί δεν χρησιμοποίησα τη λειτουργία μέτρησης της θερμοκρασίας του αέρα αυτής της μονάδας.

Ο λόγος είναι απλός - εάν, όπως έκανα στο αρχικό πρωτότυπο, χρησιμοποιήστε αυτήν τη λειτουργία, καταλήξετε να μετρήσετε τη στατική θερμοκρασία του αέρα ΜΕΣΑ στο περίβλημα που τείνει να διαβάζεται ψηλά λόγω εσωτερικής αυτοθέρμανσης του χώρου του περιβλήματος από τον εξωτερικό ήλιο (διαβάζει τέλεια τη νύχτα!). Γρήγορα συνειδητοποιήθηκε ότι ο αισθητήρας θερμοκρασίας αέρα έπρεπε να τοποθετηθεί έξω από το περίβλημα αλλά σε σκιά μακριά από το άμεσο ηλιακό φως, έτσι μεταπήδησα σε ένα δεύτερο DS18B20 και έδωσα ένα μικρό σημείο στερέωσης κάτω από το περίβλημα. Ο αισθητήρας θερμοκρασίας BME280 αν και εξακολουθεί να χρησιμοποιείται ως διαγνωστική μέτρηση της θερμοκρασίας εντός του περιβλήματος και μπορεί να παρακολουθείται στην κύρια σελίδα του διακομιστή διαμόρφωσης.

Γραφογράφος LED - Εικ. 1

Οι οκτώ τοπικές έξοδοι LED υψηλής έντασης οδηγούνται από ένα τσιπ επέκτασης PCF8574 IO, το οποίο με τη σειρά του οδηγεί κάθε LED από ένα τρανζίστορ PNP 2N3906. Το PCF8574 θα δείχνει μόνο μία λυχνία LED κάθε φορά (για να μειώσει την κατανάλωση ενέργειας) ανάλογα με τη μετρούμενη θερμοκρασία νερού της πισίνας και θα παραμείνει ενεργή ακόμη και όταν το ESP8266 βρίσκεται σε κατάσταση αναστολής λειτουργίας. Επομένως, εάν είναι ενεργοποιημένη, η γραφική παράσταση LED θα είναι ενεργή όλη την ώρα.

• Εάν η μετρούμενη θερμοκρασία είναι μικρότερη από την ελάχιστη θερμοκρασία που έχει εκχωρηθεί στο bargraph, τότε θα ανάψουν και οι δύο LED 1 και 2.
• Εάν η μετρημένη θερμοκρασία είναι μεγαλύτερη από την ελάχιστη θερμοκρασία που έχει οριστεί στο bargraph+8, τότε θα ανάψουν και οι δύο LED 7 και 8.
• Εάν το επίπεδο φωτός όπως μετράται από την έξοδο του ηλιακού συλλέκτη είναι χαμηλότερο από το όριο που έχει προγραμματιστεί στη διαμόρφωση που έχει ρυθμιστεί, οι έξοδοι LED θα απενεργοποιηθούν για εξοικονόμηση ενέργειας μπαταρίας, εναλλακτικά το bargraph μπορεί να απενεργοποιηθεί μόνιμα (το κατώφλι έχει οριστεί σε 0) ή να ενεργοποιηθεί (το όριο έχει οριστεί στο 100).
• Εάν η κατασκευή σας δεν απαιτεί τη γραφική παράσταση απλώς παραλείψτε το PCF8574, τα LED, τα τρανζίστορ και τις σχετικές αντιστάσεις

Ηλιακός πίνακας, μπαταρία και πίνακας φόρτισης μπαταρίας

Η βασική τροφοδοσία είναι απλώς μια μπαταρία 2000mAH 18650 LIPO (ή μεγαλύτερη) που τροφοδοτείται από μια δίοδο 1N4001 για να μειώσει την τάση της μπαταρίας (μέγιστη φορτισμένη μπαταρία = 4,1V και μέγιστη τάση ESP8266 = 3,6V).

Οι μπαταρίες χαμηλότερης χωρητικότητας θα λειτουργήσουν, αλλά δεν έχω καμία αίσθηση εάν η ημερήσια φόρτιση από τον ηλιακό πίνακα θα είναι επαρκής.

Προσοχή στις μπαταρίες με την υψηλότερη χωρητικότητα (π.χ. 6800 mAH) - πολλές στην αγορά είναι ψεύτικες. Θα λειτουργήσουν αλλά με ποια ικανότητα και αξιοπιστία είναι η εικασία κανενός.

Ο ηλιακός πίνακας 1W 5V συνδέεται με τις εισόδους μιας πλακέτας φορτιστή TP4056 LIPO και η έξοδος της τελευταίας στην μπαταρία, επομένως η μπαταρία θα φορτιστεί όταν το επίπεδο φωτός είναι αρκετά υψηλό για να παράγει μια χρήσιμη τάση φόρτισης και επίσης η μπαταρία μπορεί να φορτίζεται χειροκίνητα μέσω της υποδοχής USB στην πλακέτα TP4056.

Εάν σκοπεύετε να χρησιμοποιήσετε το σχέδιο εκτύπωσης 3D περιβλήματος, πρέπει να χρησιμοποιήσετε το ηλιακό πάνελ μεγέθους 110mm x 80mm. Υπάρχουν άλλα διαθέσιμα μεγέθη, οπότε προσέξτε όταν αγοράζετε, καθώς αυτό μπορεί να είναι κρίσιμο όταν επιλέγετε τον τύπο/το μέγεθος της κατοικίας σας.

Επίσης μια λέξη προειδοποίησης σχετικά με τις θερμοκρασίες. Μπορεί να είναι δύσκολο να καθοριστεί το πραγματικό μέγιστο όριο θερμοκρασίας αυτών των φθηνών πάνελ, καθώς συχνά δεν αναφέρεται - βρήκα 65'C max καθορισμένο σε μία συσκευή, αλλά τίποτα στην πλειοψηφία των προμηθευτών επιτόπου. Τώρα σκεφτείτε ότι ο πίνακας από το σχεδιασμό είναι α) μαύρος και β) θα είναι έξω από το έντονο ηλιακό φως όλη μέρα κάθε μέρα - μπορεί να σας φανεί καλύτερο να αφήσετε μια μικρή σκιά πάνω από τον πίνακα αν ζεσταθεί πολύ. Η μονάδα μου δεν έχει υποστεί καμία αποτυχία (εγκαταστάθηκε στις αρχές του 2019), αλλά η αξιοπιστία της θα εξαρτηθεί σίγουρα από το τοπικό κλίμα και πιθανώς τον τόπο τοποθέτησης.

Κουμπιά - Εικ. 3

Mightσως νομίζετε ότι ένα κουμπί είναι "απλά ένα κουμπί", αλλά όταν βρίσκεται σε ένα περίβλημα που είναι έξω στον ήλιο και τη βροχή 24/7, τότε πρέπει να φροντίσετε τις προδιαγραφές του. Ηλεκτρικά είναι ένα απλό εξάρτημα, αλλά η ακεραιότητα στεγανοποίησης του περιβλήματός σας εξαρτάται από τη μηχανική τους ποιότητα. Χρησιμοποίησα αυτό που είναι πολύ δημοφιλές αδιάβροχο μονόπολο κουμπί 12mm διαθέσιμο από πολλούς προμηθευτές - αυτό έχει αποδειχθεί ότι είναι ένας πολύ ισχυρός διακόπτης.

• Το κουμπί 1 χρησιμοποιείται ως κουμπί επαναφοράς - χρησιμοποιείται για να αναγκάσει χειροκίνητα την οθόνη να κάνει μια μέτρηση και να μεταδώσει το αποτέλεσμα
• Το κουμπί 2 όταν πατηθεί αμέσως μετά το πάτημα και την απελευθέρωση του κουμπιού 1 θα δώσει οδηγίες στην οθόνη να ξεκινήσει το Σημείο Πρόσβασης (AP) χρησιμοποιώντας το SSID και τον κωδικό πρόσβασης με τον οποίο έχετε προγραμματίσει προηγουμένως. Εάν υπάρχει, κάθε εναλλακτική λυχνία LED στο bargraph ανάβει για λίγο για να δείξει ότι το AP ξεκινά.
• Και τα δύο κουμπιά χρησιμοποιούνται επίσης στην αρχική διαδικασία κατασκευής για τη μεταφόρτωση του υλικολογισμικού στη μνήμη flash του επεξεργαστή.

Σημείωση. Το τρισδιάστατο περίβλημα έχει σχεδιαστεί για αυτούς τους διακόπτες 12 χιλιοστών, όπως αναγράφονται στο λογαριασμό των υλικών και είναι τοποθετημένοι στο πλάι του περιβλήματος. Εάν χρησιμοποιείτε το δικό σας περίβλημα θα σας συνιστούσα να τα τοποθετήσετε κάτω από το περίβλημα για να τα προστατεύσετε από τις καιρικές συνθήκες.

Κουμπί εναλλαγής - Εικ. 2

Αυτό χρησιμοποιείται για να απενεργοποιήσετε εντελώς την οθόνη όταν δεν χρησιμοποιείται και αποθηκεύεται. Σημειώστε ότι η μπαταρία και ο ηλιακός πίνακας παραμένουν συνδεδεμένοι μεταξύ τους (αλλά όχι τα ηλεκτρονικά) και έτσι η μπαταρία θα συνεχίσει να φορτίζεται εάν ο πίνακας εκτίθεται σε εξωτερικό φως.

Περίβλημα - Εικ. 3

Αυτό παραμένει το τελευταίο αλλά πολύ σημαντικό συστατικό καθώς αυτό είναι το κύριο συστατικό που παρέχει προστασία για όλα τα άλλα μέρη. Το ηλιακό πάνελ, τα κουμπιά, ο διακόπτης εναλλαγής, τα LED και οι αισθητήρες θερμοκρασίας απαιτούν διάτρηση ή κοπή οπών στο περίβλημα, έτσι ώστε η στεγανοποίηση να διακυβεύεται σοβαρά εάν η στεγανοποίηση μετά την τοποθέτηση των αντικειμένων δεν ληφθεί μέριμνα. Κόλλησα το ηλιακό πάνελ στο κάλυμμα και στη συνέχεια σφραγίστηκα μέσα με σφράγιση σιλικόνης. Ο πίνακας LED τοποθετήθηκε σε γλάστρες μέσα για να διασφαλίσει ότι όλα τα σημεία LED ήταν σφραγισμένα στο εσωτερικό. Λαμβάνετε την εικόνα - αποτρέψτε τυχόν πιθανά σημεία εισόδου. Δεδομένου ότι χρησιμοποίησα ένα τρισδιάστατο εκτυπωμένο μοντέλο ABS, ψέκασα το εσωτερικό του περιβλήματος, συμπεριλαμβανομένου του κύριου PCB με σπρέι σφράγισης PCB (μπορείτε επίσης να χρησιμοποιήσετε μόνο χρώμα) ως προφύλαξη! Το σχήμα 1 δείχνει το περίβλημα τοποθετημένο από την πλευρά της πισίνας. Τα συμπεριλαμβανόμενα αρχεία STL περιλαμβάνουν επίσης μια απλή διάταξη τοποθέτησης που επιτρέπει τη συναρμολόγηση του περιβλήματος στο επάνω κάλυμμα του φρεατίου. Μπορεί να τοποθετηθεί οπουδήποτε σας ταιριάζει ανάλογα με το μήκος του καλωδίου του αισθητήρα θερμοκρασίας νερού, την έκθεση στο ηλιακό φως και την ορατότητα του bargraph LED εάν υπάρχει.

Βήμα 2: Λογαριασμός Υλικών

Έχω συμπεριλάβει ένα "πιθανό" νομοσχέδιο υλικών βασισμένο στη δική μου επιλογή εξαρτημάτων Όπως αναφέρθηκε προηγουμένως, έχετε πραγματικά μεγάλη ευελιξία όταν πρόκειται για σχεδόν όλα τα στοιχεία κατασκευής. Έχω κόψει και επικολλήσει ορισμένα αντικείμενα από τον ιστότοπο αγορών του Amazon μέσω διαδικτύου καθαρά ως παράδειγμα - όχι ως σύσταση προμήθειας. Η μπαταρία 18650 μπορεί να έχει απευθείας συγκολλήσιμες γλωττίδες για τα καλώδια ή μπορείτε να αγοράσετε έναν "τυπικό" τύπο και υποδοχή μπαταρίας (όπως έκανα) για ευκολία συναρμολόγησης

Θα χρειαστείτε επίσης κόλλα (συνιστάται 2 μέρη εποξική), 4 x Μ4 παξιμάδια και μπουλόνι.

Ανάλογα με την τοποθεσία σας, θα έχετε δυνητικά πιο βολικούς και/ή φθηνότερους προμηθευτές. Στην πραγματικότητα, εάν δεν βιάζεστε για τα εξαρτήματα, το AliExpress υπόσχεται σημαντικές μειώσεις σε ορισμένα, αν όχι σε όλα τα κύρια στοιχεία.

Βήμα 3: Ηλεκτρονική κατασκευή & μεταφόρτωση υλικολογισμικού

Το σχήμα αποκαλύπτει ένα σχετικά απλό "στάνταρ ESP8266" χωρίς "εκπλήξεις" που περιλαμβάνει μόνο τον μικροελεγκτή και μια συλλογή συσκευών εισόδου (2 x αισθητήρας θερμοκρασίας DS18B20, 1 x περιβαλλοντικός αισθητήρας BME280, 1 x διαστολέας PCF8574 IO, 2 x κουμπιά και συνδυασμός μπαταρίας/φόρτισης/ηλιακού συλλέκτη.

ESP8266 Αντιστοίχιση καρφιτσών

• GPIO0 - Κουμπί Έναρξης AP
• GPIO2 - Δεν χρησιμοποιείται
• GPIO4 - I2C - SCL
• GPIO5 - I2C - SDA
• Δεδομένα GPIO12 - DS18B20
• GPIO13 - Δοκιμή - Δεν χρησιμοποιείται
• GPIO14 - Δεν χρησιμοποιείται
• GPIO16 - Deep Sleep ξύπνημα
• ADC - Τάση ηλιακού πλαισίου

Εκχωρήσεις ακίδων PCF8574

• P0 - LED bargraph 1 - Ελάχιστη θερμοκρασία
• P1 - LED bargraph 2 - Ελάχιστη θερμοκρασία + 1'C
• P2 - LED bargraph 3 - Ελάχιστη θερμοκρασία + 2'C
• P3 - LED bargraph 4 - Ελάχιστη θερμοκρασία + 3'C
• P4 - LED bargraph 5 - Ελάχιστη θερμοκρασία + 4'C
• P5 - LED bargraph 6 - Ελάχιστη θερμοκρασία + 5'C
• P6 - LED bargraph 7 - Ελάχιστη θερμοκρασία + 6'C
• P7 - LED bargraph 8 - Ελάχιστη θερμοκρασία + 7'C

Μεταφόρτωση υλικολογισμικού

Ένα αντίγραφο του πηγαίου κώδικα υλικολογισμικού περιλαμβάνεται στην ενότητα λήψεις. Ο κωδικός έχει γραφτεί για την έκδοση 1.8.13 του Arduino IDE με τις ακόλουθες προσθήκες….

• ESP8266 Board Manager (έκδοση 2.4.2)
• Βιβλιοθήκη OneWire
• Βιβλιοθήκη θερμοκρασίας Ντάλας
• Βιβλιοθήκη EEPROM
• Βιβλιοθήκη Adafruit BMP085
• Βιβλιοθήκη PubSubClient
• Σύρμα βιβλιοθήκη

Βεβαιωθείτε ότι έχετε επιλέξει τον σωστό ρυθμό baud στη Σειριακή οθόνη (115200) και τη σωστή πλακέτα ανάλογα με την έκδοση του τσιπ ESP8266 που χρησιμοποιείτε).

Εάν χρειάζεστε περισσότερες οδηγίες για τη ρύθμιση του Arduino IDE, ανατρέξτε στις δύο προηγούμενες οδηγίες μου, και οι δύο περιέχουν εκτενείς οδηγίες ρύθμισης και επίσης υπάρχει πληθώρα διαθέσιμων πηγών r. Εάν όλα τα άλλα αποτύχουν, στείλτε μου ένα μήνυμα.

Έχω συμπεριλάβει στην κατασκευή μια υποδοχή για τις σειριακές γραμμές θύρας (TxD, RxD & 0V) για σύνδεση με τον υπολογιστή σας χρησιμοποιώντας έναν τυπικό μετατροπέα FTDI USB σε TTL και τα δύο κουμπιά σάς παρέχουν τη δυνατότητα τροφοδοσίας του ESP8266 στον προγραμματισμό φλας τρόπος. (Εφαρμόστε τροφοδοσία και με τα δύο κουμπιά Επαναφορά και Έναρξη AP, πατήστε το κουμπί Επαναφορά ενώ κρατάτε ακόμα το κουμπί Έναρξη AP και, στη συνέχεια, αφήστε το κουμπί Έναρξη AP)

επιπρόσθετες σημειώσεις

1. Οι συνδέσεις με το κουμπί, το τροφοδοτικό, οι αισθητήρες θερμοκρασίας DS18B20 μπορούν να μεταφερθούν στις τυπικές ακίδες κεφαλίδας 0,1 "για εύκολες συνδέσεις IO
2. Ο ηλεκτρολυτικός πυκνωτής 100 uF (C4) και ο κεραμικός πυκνωτής 100 nF (C6) πρέπει να τοποθετηθούν όσο το δυνατόν πιο κοντά στους πείρους τροφοδοσίας του ESP8266.
3. Ο κεραμικός πυκνωτής 100nF (C5) πρέπει να τοποθετηθεί όσο το δυνατόν πιο κοντά στις ακίδες τροφοδοσίας του PCF8574
4. Το σχήμα 10 απεικονίζει το συνολικό σχήμα καλωδίωσης - Μπορείτε να χτίσετε όλα τα εξαρτήματα σε έναν πίνακα ή να τα χωρίσετε σε 2 σανίδες με τα τρανζίστορ PCF8574, 8 x 2N3906 (Q1 έως Q8), 16 x αντιστάσεις (R3 έως 14, R19 έως 22), C5 σε έναν πίνακα "bargraph LED" και το υπόλοιπο στον "πίνακα ελεγκτή" (αυτό έκανα)

Βήμα 4: Χρήση του παρεχόμενου περιβλήματος με τρισδιάστατη εκτύπωση

Η επιλογή του περιβλήματος είναι ευέλικτη ανάλογα με τις προτιμήσεις σας και τις απαιτήσεις εγκατάστασης. Τύπωσα 3D ένα περίβλημα ABS που ταιριάζει στη δική μου εγκατάσταση και το συμπεριλάμβανα είτε για αναπαραγωγή είτε για χρήση ως «έμπνευση» για τη δική σας κατασκευή. Τα αρχεία STL από την ενότητα Λήψη μπορούν να εκτυπωθούν σε ανάλυση 0,2 mm. Εάν δεν είστε κάτοχος τρισδιάστατου εκτυπωτή ή δεν έχετε φίλο με αυτόν, υπάρχουν πολλές εμπορικές εταιρείες τρισδιάστατων εκτυπώσεων εκεί έξω που θα πρέπει να είναι σε θέση να σας προσφέρουν μια προσιτή υπηρεσία.

Τα μεμονωμένα τυπωμένα στοιχεία είναι:

• Α. Βάση περιβλήματος
• Β. Κάλυμμα περιβλήματος
• Γ. Αρθρωτή άρθρωση
• Δ. Προσαρμογέας στήριξης άρθρωσης περιβλήματος
• E. Βάση αισθητήρα αέρα
• F. Κλείστε τον οδηγό καλωδίου αισθητήρα
• G. 2 x ράβδος (μικρό και εκτεταμένο μήκος - επιτρέπει τη μεταβολή του μήκους του συνολικού συγκροτήματος βάσης)
• H. Προσαρμογέας επάνω καλύμματος Weir
• Προσαρμογέας κάτω καλύμματος J. Weir

Απαιτούνται επίσης 4 x μπουλόνια και παξιμάδια με σπείρωμα 4 Μ4

Σημειώσεις

1. Όπου είναι κολλημένα αντικείμενα, προτείνω μια εποξειδική ρητίνη δύο μερών ή οποιαδήποτε κατάλληλη κόλλα ανθεκτική στις καιρικές συνθήκες.
2. Κολλήστε το ηλιακό πάνελ στο καπάκι Β και χρησιμοποιήστε σφραγιστικό πυριτίου στο εσωτερικό του καλύμματος για να αποφύγετε τυχόν διείσδυση νερού στις ενώσεις που ενώνουν.
3. Το μέρος Ε είναι κολλημένο στο τμήμα Ε σε οποιοδήποτε σημείο για την τοποθέτηση του αισθητήρα αέρα. ΟΛΟΣ ο αισθητήρας αέρα πρέπει να βρίσκεται κάτω από τη βάση του περιβλήματος, μακριά από οποιαδήποτε άμεση προβολή του ηλιακού φωτός (Αναφορά Σχ. 5Α)
4. Τα μέρη F και D πρέπει επίσης να κολληθούν στη βάση του τμήματος Ε περιβλήματος.
5. Το συγκρότημα τοποθέτησης της άρθρωσης (G, C & G) ταιριάζει μεταξύ τους ως προσαρμογή ώθησης και όταν οι διάτρητες οπές τους ευθυγραμμιστούν, μπορούν να ασφαλιστούν χρησιμοποιώντας 2 x μπουλόνια και ροδέλες με σπείρωμα M4 (μην σφίξετε μέχρι να τοποθετηθεί η πλήρης διάταξη και να προσδιοριστεί ο απαιτούμενος προσανατολισμός - μην σφίγγετε υπερβολικά για να αποφύγετε το σπάσιμο των πλαστικών εξαρτημάτων). Κόψτε τα μπουλόνια σε κατάλληλο μήκος, εάν απαιτείται.
6. Τοποθετήστε τα μέρη H & J στο τροποποιημένο κάλυμμα της πλατφόρμας υδρατμών σε σημείο όπου δεν υπάρχει κίνδυνος φυσικής παρεμβολής ή πίεσης από ιμάντα κάλυψης πισίνας κ.λπ. (αναφορά Σχ. 5 Γ, Ε & Σ). Εάν το κάλυμμα της πλάκας φουρκέτας έχει καμπύλη επιφάνεια, προτείνω να χρησιμοποιήσετε στεγανωτικό σιλικόνης ή εποξειδικό για να κολλήσετε περαιτέρω το τμήμα J στο κάτω μέρος του καλύμματος φρεατίου.
7. Τώρα το συγκρότημα περιβλήματος μπορεί να τοποθετηθεί στην πλάκα του φρεατίου χρησιμοποιώντας το συγκρότημα της άρθρωσης (2xG & C). Αυτό το συγκρότημα αρθρώσεων είναι μια σφιχτή εφαρμογή PUSH τόσο στη βάση του περιβλήματος όσο και στο κάλυμμα της πλάκας φθοράς επιτρέποντας έτσι στη μονάδα να αφαιρεθεί εύκολα για χειμερινή αποθήκευση και/ή συντήρηση. ΜΗΝ το κολλάτε αυτό στη θέση του. Αναφορά Εικ. 5Δ
8. Το σχήμα 4 περιγράφει κάθε μέρος και πώς ταιριάζουν μεταξύ τους. Για την εγκατάσταση τοποθέτησης, άνοιξα μια τρύπα στο επάνω κάλυμμα του φρεατίου μου για να δώσω ένα σημείο στερέωσης για την άρθρωση στήριξης (Αυτό παρέχει δυνατότητα τρισδιάστατης ρύθμισης για το περίβλημα σε σχέση με τη βάση στήριξης)

Βήμα 5: Διακομιστής διαμόρφωσης (Σημείο πρόσβασης)

Όλες οι ρυθμίσεις χρήστη του Monitor είναι αποθηκευμένες στο EEPROM και μπορούν να παρακολουθούνται και να αλλάζουν μέσω του ενσωματωμένου διακομιστή ιστού στον οποίο μπορείτε να έχετε πρόσβαση όταν η οθόνη τεθεί σε λειτουργία σημείου πρόσβασης (AP).

Για να γίνει αυτό, ο χρήστης πρέπει πρώτα να πατήσει και να απελευθερώσει το κουμπί ΕΠΑΝΑΦΟΡΑ και στη συνέχεια αμέσως μετά την απελευθέρωση, να πατήσει και να κρατήσει το δεύτερο κουμπί ΡΥΘΜΙΣΗΣ για 1 έως 3 δευτερόλεπτα. Με την απελευθέρωση του κουμπιού Configuration (Ρύθμιση παραμέτρων), εάν υπάρχει, κάθε εναλλακτική λυχνία LED στο bargraph θα ανάψει για μερικά δευτερόλεπτα, ενώ το AP θα ξεκινήσει.

Εάν ανοίξετε τις ρυθμίσεις δικτύων WiFi στον υπολογιστή ή το κινητό σας τηλέφωνο, θα δείτε το AP SSID να εμφανίζεται στη λίστα διαθέσιμων δικτύων. Εάν είναι η πρώτη φορά που ξεκινήσατε το AP αυτό θα εμφανιστεί ως HHHHHHHHHHHHHHHHHH - Ρύθμιση (το προεπιλεγμένο όνομα) διαφορετικά θα είναι το όνομα που εκχωρήσατε στο AP στις Ρυθμίσεις WiFi ακολουθούμενο από "-Ρύθμιση".

Επιλέξτε το SSID και εισαγάγετε τον κωδικό πρόσβασης (η προεπιλογή είναι "κωδικός πρόσβασης" χωρίς εισαγωγικά, εκτός αν τον έχετε ορίσει σε κάτι άλλο.

Ο υπολογιστής/το κινητό σας τηλέφωνο θα συνδεθεί στο AP. Τώρα ανοίξτε το αγαπημένο σας πρόγραμμα περιήγησης και πληκτρολογήστε 192.168.8.200 στο πεδίο διεύθυνσης URL.

Το πρόγραμμα περιήγησής σας θα ανοίξει στην κεντρική σελίδα του διακομιστή ιστού διαμόρφωσης - ανατρέξτε στο σχήμα 6.

Εδώ θα μπορείτε να διαβάσετε τις τρέχουσες μετρημένες τιμές και τα κουμπιά στις σελίδες ρυθμίσεων WiFi και άλλων συσκευών. Το κάτω κουμπί είναι το τελευταίο πράγμα που πατάτε όταν έχετε αλλάξει όλες τις παραμέτρους που χρειάζεστε (αν δεν το πατήσετε, η οθόνη θα παραμείνει σε λειτουργία και θα αδειάζει συνεχώς την μπαταρία….

Εικόνα 7

Αυτή είναι η σελίδα ρυθμίσεων WiFi & MQTT. Θα μπορείτε να δείτε το τρέχον αποθηκευμένο δίκτυο και τις λεπτομέρειες MQTT καθώς και όλα τα διαθέσιμα δίκτυα εντός της εμβέλειας της οθόνης, συμπεριλαμβανομένου αυτού στο οποίο θέλετε να συνδεθείτε.

Ρυθμίσεις Wi -Fi

Το πεδίο A & B σάς επιτρέπει να εισαγάγετε το απαιτούμενο SSID δικτύου και τα στοιχεία κωδικού πρόσβασης, το C είναι το όνομα που θέλετε να δώσετε στη συσκευή σας και αυτό θα είναι το όνομα του AP SSID την επόμενη φορά που θα το ξεκινήσετε. Τέλος, το πεδίο D είναι ο κωδικός πρόσβασης που θέλετε να δώσετε στο AP.

Ρυθμίσεις MQTT

Εδώ θα ορίσετε το όνομα του μεσίτη MQTT (E) που χρησιμοποιείτε και το πιο σημαντικό αν ο μεσίτης MQTT είναι μεσίτης που βασίζεται σε cloud ή τοπικός μεσίτης (π.χ. Raspberry Pi) συνδεδεμένος στο οικιακό WiFi.

Εάν έχετε επιλέξει προηγουμένως τον μεσίτη που βασίζεται σε σύννεφο, θα δείτε δύο επιπλέον πεδία για την εισαγωγή του ονόματος χρήστη και του κωδικού πρόσβασης για τον μεσίτη.

Λάβετε υπόψη ότι εάν αφήσετε κενό οποιοδήποτε πεδίο, αυτό το πεδίο δεν θα ενημερωθεί - αυτό σας επιτρέπει να κάνετε μερικές ενημερώσεις στις ρυθμίσεις χωρίς να χρειάζεται να εισαγάγετε όλα τα πεδία.

Η προεπιλεγμένη διεύθυνση στο πρώτο build είναι το όνομα Broker είναι MQTT-Server και είναι τοπικά συνδεδεμένο.

Εικόνα 8

Αυτό δείχνει το υπόλοιπο της σελίδας ρυθμίσεων της συσκευής, στο οποίο έχετε πρόσβαση με το κουμπί "Ρυθμίσεις συσκευής" στην κύρια σελίδα.

Αυτό έχει 2 μορφές ανάλογα με το αν οι ρυθμίσεις MQTT έχουν οριστεί σε "HAS HouseNode Compatible" ή Single/Compact θέματα

Συμβατό με το HAS HouseNode

Αυτό δίνει εντολή στην οθόνη να μορφοποιήσει τα δεδομένα της MQTT για να επιτρέψει την εμφάνιση των μετρήσεων δεδομένων σε μία από τις οθόνες κύλισης OLED έως και 5 από τους Housenodes που περιγράφονται στο προηγούμενο Instructable "Multi-purpose-Room-Lighting and Appliance Controller". (Δείτε την εισαγωγική ενότητα εισαγωγής για μια εικόνα των δεδομένων που εμφανίζονται στο Housenode. Αυτό περιγράφεται περαιτέρω στο συνδεδεμένο Instructable (ενημερωμένο Νοέμβριο 2020).

Θα χρειαστεί να εισαγάγετε το όνομα κεντρικού υπολογιστή του HouseNode στο οποίο θέλετε να στείλετε τα δεδομένα μέτρησης (Πεδίο Β)

Το πεδίο C είναι ο αριθμός οθόνης που θέλετε να εμφανίσετε τα δεδομένα (αυτό θα έχει νόημα όταν διαβάζετε το χειριστήριο με οδηγίες!

Το πεδίο Α είναι μια απλή ενεργοποίηση/απενεργοποίηση για αυτό το πλαίσιο δεδομένων - εάν είναι απενεργοποιημένο, τα δεδομένα δεν θα αποσταλούν.

Αυτό επαναλαμβάνεται για έως και 5 HouseNodes που σας επιτρέπουν να στέλνετε τα ίδια δεδομένα σε έως και 5 κατανεμημένες οθόνες ελεγκτή στο σπίτι σας.

Ενιαίο θέμα

Κάθε μέτρηση οθόνης αποστέλλεται ως ξεχωριστό μήνυμα MQTT χρησιμοποιώντας τα θέματα "Pool/WaterTemp", "Pool/AirTemp" και "Pool/BaroPress". Αυτό σας επιτρέπει να επιλέξετε εύκολα ποια παράμετρο θέλει να διαβάσει απευθείας η κύρια συσκευή εγγραφής MQTT, αντί να λάβετε τα πάντα με το θέμα Compact και να εξαγάγετε αυτό που θέλετε να χρησιμοποιήσετε.

Συμπαγές θέμα

Και οι τρεις μετρήσεις συνδυάζονται σε ένα θέμα συμβατό με το Home Assitant εάν η συνδρομητική συσκευή MQTT προτιμά τη μορφή: Pool/{"WaterTemp": XX. X, "AirTemp": YY. Y, "BaraPress": ZZZZ. Z} όπου XX. X, YY. Y και ZZZZ. Z είναι η μετρούμενη Θερμοκρασία Νερού ('C), Θερμοκρασία Αέρα (' C) και βαρομετρική πίεση (mB)

Επίσης σε αυτήν τη σελίδα, έχετε τη δυνατότητα να επιλέξετε εάν η λυχνία LED bargraph είναι απενεργοποιημένη τη νύχτα (συνιστάται) για εξοικονόμηση μη απαραίτητης κατανάλωσης μπαταρίας. Αυτό καθορίζεται από το μετρημένο επίπεδο φωτός (LL) του ηλιακού συλλέκτη και αντιπροσωπεύεται από μια μέτρηση από 0% (σκοτεινό) έως 100% (φωτεινό). Μπορείτε να ορίσετε ένα όριο μεταξύ 1 και 99% ορίζοντας το κατώφλι φωτός κάτω από το οποίο θα απενεργοποιηθούν τα LED. Το 0% θα απενεργοποιήσει οριστικά το bargraph και το 100% θα διασφαλίσει ότι είναι συνεχώς ενεργοποιημένο.

Μπορείτε επίσης να ορίσετε το χρονικό διάστημα μεταξύ των μεταδόσεων δεδομένων μεταξύ 1 και 60 λεπτών. Σαφώς όσο μεγαλύτερο είναι το διάστημα, τόσο καλύτερη είναι η διαχείριση ισχύος και πρέπει να θυμάστε ότι η θερμοκρασία της πισίνας δεν είναι μια ταχέως μεταβαλλόμενη μέτρηση που σημαίνει ότι ένα διάστημα μεταξύ 30 και 60 λεπτών θα πρέπει να είναι καλό.

Μπορεί να παρατηρήσετε ότι την πρώτη φορά μετά την αρχική κατασκευή ο αισθητήρας αέρα (κοντό καλώδιο) εμφανίζεται στην οθόνη ως θερμοκρασία νερού και αντίστροφα! (δοκιμάστηκε κρατώντας τον αισθητήρα στο χέρι και/ή ρίχνοντας τον αισθητήρα σε ένα φλιτζάνι ζεστό ή κρύο νερό). Εάν συμβαίνει αυτό, το πλαίσιο δεδομένων "Διευθύνσεις ευρετηρίου πισίνας και διεύθυνσης αέρα DS18B20" σας επιτρέπει να αντιστρέψετε τον αριθμό ευρετηρίου (0 ή 1) των αισθητήρων - θα χρειαστεί να ανεβάσετε τη ρύθμιση και να επανεκκινήσετε τη συσκευή πριν η διεύθυνση του αισθητήρα να είναι σωστός.

Τελευταίο και το πιο σημαντικό, να θυμάστε ότι σε οποιαδήποτε σελίδα έχετε αλλάξει τιμές, ΠΡΕΠΕΙ να πατήσετε το κουμπί "Μεταφόρτωση νέων ρυθμίσεων στη συσκευή", διαφορετικά η οθόνη δεν θα ενημερώσει τη μνήμη EEPROM!

Εάν είστε ικανοποιημένοι με όλες τις αλλαγές ρυθμίσεων, βγείτε από το AP και επιστρέψτε στην κανονική λειτουργία οθόνης - πατήστε το κάτω κουμπί στην κύρια σελίδα του AP. Εάν δεν το πατήσετε, η οθόνη θα παραμείνει σε λειτουργία και θα αδειάζει συνεχώς την μπαταρία….

Βήμα 6: Λίγες περισσότερες πληροφορίες σχετικά με τη χρήση της οθόνης πισίνας με τον ελεγκτή φωτισμού και συσκευής HAS

Το Pool Monitor έχει σχεδιαστεί για να αποτελεί ένα μόνο στοιχείο στο δικό σας σύστημα αυτοματισμού οικιακού αυτοματισμού (HAS) που βασίζεται σε MQTT. Έχω αναφέρει αρκετές φορές ότι είχε σχεδιαστεί αρχικά για να είναι μέλος του δικού μου HAS χρησιμοποιώντας τα προηγούμενα 2 δημοσιευμένα Instructables (Multi-purpose-Room-Lighting and Appliance Controller και Smart Data-Logging Geyser Controller). Και τα δύο σχέδια μοιράζονται μια κοινή προσέγγιση στη διαμόρφωση χρησιμοποιώντας πολύ παρόμοιους ενσωματωμένους διακομιστές ιστού, εξασφαλίζοντας μια συνεπή και άνετη διεπαφή χρήστη σε όλη την πλατφόρμα.

Και οι δύο αυτοί οδηγοί αναπτύχθηκαν αρχικά για να είναι αυτόνομες μονάδες, αλλά σε μια πρόσφατη αναβάθμιση, εισήγαγα την επικοινωνία MQTT σε καθένα για να επιτρέψω στους δορυφορικούς αισθητήρες (γνωστούς ως SensorNodes) να συνδεθούν με έναν ή περισσότερους ελεγκτές (Γνωστοί ως HouseNodes). Η κύρια χρήση αυτού του todate είναι να προσθέσετε μια ωραία οθόνη OLED στο Multi -purpose -Room -Lighting and Appliance Controller και να επιτρέψετε σε οποιονδήποτε ενεργοποιημένο ελεγκτή να εμφανίζει τακτικά όλα τα δεδομένα του SensorNode στην τοπική του οθόνη OLED -η πρώτη παραπάνω εικόνα είναι οι τρεις οθόνες ενός HouseNode που κάνει κύλιση και εμφανίζει τα δεδομένα από τον ίδιο, ένα χειριστήριο Geyser και το Pool Monitor επιτρέποντας έτσι μια τοπική εμφάνιση όλων των δεδομένων που έχουν καταγραφεί σε οποιαδήποτε βολική θέση στο σπίτι.

Δεδομένου ότι οποιοσδήποτε SensorNode ή HouseNode μπορεί να αναμεταδώσει τα δεδομένα του μέσω MQTT, αυτό επιτρέπει έως και 8 ανεξάρτητα σημεία εμφάνισης για τα σημεία μέτρησης HAS. Εναλλακτικά, οποιοσδήποτε από τους κόμβους μπορεί εύκολα να ενσωματωθεί στο δικό σας σύστημα MQTT και ήδη ένας φίλος έχει ενσωματώσει τον ελεγκτή θερμοσίφωνα στο Home Assistant του HAS.

Άλλοι SensorNodes που βρίσκονται σε ανάπτυξη είναι:

• Αισθητήρας κίνησης PIR
• Αισθητήρας συναγερμού υπέρυθρης δέσμης
• Σειρήνα συναγερμού και κόμβος ελέγχου λαμπτήρα
• Πίνακας ελέγχου συναγερμού
• Τηλεχειριστήριο χειρός
• Εμφάνιση μονάδας μόνο

Αυτές οι μονάδες θα κυκλοφορήσουν ως Instructables μερικούς μήνες μετά την επιτυχία τους στο σπίτι μου.

Βήμα 7: Λήψεις

Τα παρακάτω αρχεία είναι διαθέσιμα για λήψη….

1. Το συμβατό αρχείο πηγαίου κώδικα Arduino IDE (Pool_Temperature_MQTT_1V2.ino). Κατεβάστε αυτό το αρχείο και τοποθετήστε το αρχείο σε έναν υπο-κατάλογο του καταλόγου σας Arduino Sketches που ονομάζεται "Pool_Temperature_MQTT_1V2.
2. Τα μεμονωμένα αρχεία STL για όλα τα στοιχεία εκτύπωσης 3D (*. STL) συμπιεσμένα σε ένα αρχείο Pool_Monitor_Enclosure.txt. Κατεβάστε το αρχείο, μετά μετονομάστε την επέκταση αρχείου από txt σε zip και, στη συνέχεια, εξαγάγετε τα απαιτούμενα αρχεία. STL. Τα εκτύπωσα σε ανάλυση 0,2 mm σε αρχείο 20% χρησιμοποιώντας νήμα ABS χρησιμοποιώντας εκτυπωτή Tiertime Upbox+ 3D.
3. Έχω συμπεριλάβει επίσης ένα σύνολο αρχείων jpeg (FiguresJPEG.txt) που καλύπτουν όλα τα σχήματα που χρησιμοποιούνται σε αυτό το Instructable για να σας επιτρέψουν, εάν είναι απαραίτητο, να τα εκτυπώσετε ξεχωριστά σε μέγεθος πιο χρήσιμο για εσάς. Κατεβάστε το αρχείο και μετά μετονομάστε την επέκταση αρχείου από txt σε zip και, στη συνέχεια, εξαγάγετε τα απαιτούμενα αρχεία jpeg.