Tiny ESP8266 Καταγραφέας θερμοκρασίας (Φύλλα Google): 15 βήματα

2024 Συγγραφέας: John Day | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2024-01-30 08:34

Αυτός είναι ένας οδηγός για το πώς να φτιάξετε τον δικό σας, απολύτως μικροσκοπικό καταγραφέα θερμοκρασίας με δυνατότητα WiFi. Βασίζεται στη μονάδα ESP-01 και τον ψηφιακό αισθητήρα θερμοκρασίας DS18B20, συσκευασμένο σε μια σφιχτή θήκη με 3D εκτύπωση με μπαταρία λιθίου 200mAh και φορτιστή micro USB.

Είναι πραγματικά ένα φοβερό έργο αν γίνει σωστά, αλλά η προειδοποίηση είναι πολύ απογοητευτικό να κολλήσετε τα πάντα χειροκίνητα και να τα κρατήσετε τόσο μικρά χωρίς να σπάσετε τίποτα και το να λειτουργήσει το λογισμικό είναι αρκετά μακρύ. Παρακαλώ διαβάστε ολόκληρο το διδακτικό πριν το δοκιμάσετε.

Αν κάποιος κατασκευάσει ένα θα ήθελα πολύ να το δω και για τι το χρησιμοποιείτε, μέχρι τώρα το έχω χρησιμοποιήσει για να καθορίσω τον κύκλο λειτουργίας του AC μου σε μια τυπική καλοκαιρινή μέρα (50 λεπτά ενεργοποιημένο, 20 λεπτά εκτός λειτουργίας) και θα χρησιμοποιήσω για να παρακολουθεί τη θερμοκρασία των λουκάνικων το χειμώνα…

Βήμα 1: Υλικά/Εξοπλισμός

Παρόλο που τα συστατικά είναι λίγα και το σχηματικό αρκετά απλό, χρειάζεται πολλή προσπάθεια για να γίνουν ένα ωραίο και λειτουργικό παράγοντα μορφής…

Τα συστατικά που θα χρειαστείτε είναι:

• Ένα ESP01
• Μία μπαταρία LiPo 200mAh
• Μία μονάδα φόρτισης TP4056 LiPo
• Ένας ρυθμιστής τάσης HT7333A 3.3V
• Ένας αισθητήρας θερμοκρασίας DS18B20
• Δύο αντιστάσεις SMD 4,7kΩ
• Δύο μικροσκοπικά κουμπιά

Τα εργαλεία/εξοπλισμός που θα χρειαστείτε είναι:

• Λεπτό μονωμένο καλώδιο (χρησιμοποίησα σύρμα περιτύλιξης σύρματος)
• Συγκολλητικό σίδερο/σταθμός, συγκολλητής, ροή και αντλία αποκόλλησης
• Snips/Strippers Wire, τσιμπιδάκια
• Ενας υπολογιστής
• Ένας πίνακας προγραμματισμού ESP01
• Ένας τρισδιάστατος εκτυπωτής
• Κόλλα Superglue/Cyanoacrylate

Βήμα 2: Συγκόλληση: το Tiny Deep_Sleep Wire

Ένα από τα βασικά χαρακτηριστικά που πρέπει να διαθέτει ένας καταγραφέας με μπαταρία είναι η λειτουργία χαμηλής κατανάλωσης ενέργειας, ώστε να μπορεί να διαρκέσει όσο το δυνατόν περισσότερο. Το ESP8266 διαθέτει το ESP. DeepSleep (). επιλογή, αλλά απαιτεί τη σύνδεση του GPIO_16 με τον ακροδέκτη EXT_RSTB (Επαναφορά), ο οποίος δυστυχώς για εμάς δεν παρουσιάζεται σε μια μονάδα ESP01. Αυτό σημαίνει ότι πρέπει να κολλήσουμε ένα λεπτό σύρμα στο σωστό πείρο στο τσιπ SMD ESP8266. Αυτό είναι αρκετά δύσκολο, αλλά μπορεί να γίνει χρησιμοποιώντας ένα κανονικό συγκολλητικό σίδερο και πολλή υπομονή και σταθερά χέρια. Το GPIO_16 είναι ο τελευταίος πείρος στο πλάι του τσιπ κοντά στον πυκνωτή αποσύνδεσης, καθώς βρίσκεται στην άκρη και καθιστά πολύ πιο εύκολη τη συγκόλληση. Καλή τύχη!

Βήμα 3: Πρωτότυπο

Πριν το συμπυκνώσω στα τελευταία ηλεκτρονικά για να πάω στην περίπτωση, έφτιαξα ένα πρωτότυπο χρησιμοποιώντας υπερ-σανίδα. Αυτό ήταν ένα προαιρετικό βήμα για να ελέγξετε ότι όλα τα εξαρτήματα θα συνεργαστούν, καθώς θα είναι πολύ πιο δύσκολο να αντιμετωπιστούν τα προβλήματα όταν είναι μικρογραφημένο και μέσα σε μια σφιχτή θήκη. Θα μπορούσε επίσης εύκολα να γίνει σε μια σανίδα ψωμιού.

Βήμα 4: Προγραμματισμός

Για να προγραμματίσετε το ESP8266 μπορείτε να χρησιμοποιήσετε μια φθηνή μονάδα προγραμματισμού από την Κίνα με μια μικρή τροποποίηση προσθέτοντας ένα κουμπί για σύνδεση GPIO_2 στη γείωση. Το να αναβοσβήνει ένα ESP8266 είναι εκτός του πεδίου αυτού του οδηγού, αλλά μπορεί εύκολα να γίνει με το σκίτσο Arduino που βρίσκεται στη σελίδα του GitHub. Βεβαιωθείτε ότι έχετε εγκαταστήσει το ArduinoJSON και τη βιβλιοθήκη OneWire και φυσικά τους πυρήνες ESP.

ΣΠΟΥΔΑΙΟΣ! Μην ξεχάσετε να ανεβάσετε τα δεδομένα SPIFFS στον πίνακα. Ο καταγραφέας δεν θα εκκινήσει χωρίς το αρχείο ρυθμίσεων που είναι αποθηκευμένο στη μνήμη SPIFFS.

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

Βήμα 5: Interwebz: Google Forms

Το backend του logger μας θα γίνει με Φόρμες και Φύλλα Google και IFTTT στο μεταξύ. Ακολουθώντας τις εικόνες από εδώ είναι το πιο εύκολο πράγμα που μπορείτε να κάνετε.

1. Δημιουργήστε μια νέα φόρμα.
2. Καταγράψτε αίτημα απόκρισης φόρμας με τα Εργαλεία προγραμματιστή του Google Chrome.
3. Σημειώστε τη διεύθυνση URL αιτήματος και τα δεδομένα αιτήματος
4. Συνδέστε τη φόρμα στην αυτόματη ενημέρωση του Φύλλου Google
5. Προσθέστε γραφήματα σε φύλλα

Βήμα 6: Interwebz: IFTTT Webhooks

Ακολουθήστε πραγματικά τις βήμα προς βήμα εικόνες σε αυτό το σημείο.

1. Δημιουργήστε μια νέα μικροεφαρμογή IFTTT
2. Επιλέξτε τη σκανδάλη ως συμβάν αιτήματος Webhook, σημειώστε το όνομα του συμβάντος.
3. Επιλέξτε την ενέργεια ως αίτημα Webhook.
4. Επικολλήστε τη διεύθυνση URL αιτήματος από τα Εργαλεία προγραμματιστή από τις Φόρμες Google.
5. Ορίστε τη μέθοδο αιτήματος σε POST
6. Ορίστε τον τύπο περιεχομένου σε 'application/x-www-urlencoded'
7. Επικολλήστε τα ακατέργαστα δεδομένα αιτήματος από τα Εργαλεία προγραμματιστή από τις Φόρμες Google.
8. Βρείτε τα πεδία για τη θερμοκρασία και την τάση και αντικαταστήστε τα με τα 'συστατικά'. Τιμή1 & Αξία2.
9. Ολοκληρώστε τη μικροεφαρμογή.

Βήμα 7: Interwebz: Ρύθμιση του καταγραφικού σας

Ακολουθήστε τις εικόνες…

1. Επισκεφθείτε την τεκμηρίωση IFTTT Maker Webhooks εδώ:
2. Αντιγράψτε τη διεύθυνση URL ενεργοποίησης, αφού εισαγάγετε το όνομα του συμβάντος.
3. Εισαγάγετε τη λειτουργία εγκατάστασης στο TinyTempLogger κρατώντας πατημένο το κουμπί ρύθμισης και πατώντας το κουμπί επαναφοράς, συνδεθείτε στο ESP_Logger και ανοίξτε το 192.168.4.1
4. Εισαγάγετε τη διεύθυνση URL σας, χωρισμένη σε κεντρικό υπολογιστή και URI
5. Εισαγάγετε 'value1' και 'value2' ως ονόματα για τις παραμέτρους.
6. Κάντε κλικ στην αποθήκευση και στη συνέχεια κάντε επαναφορά.

Ο καταγραφέας σας θα πρέπει τώρα να μπορεί να δημοσιεύει δεδομένα στα Υπολογιστικά φύλλα Google, μέσω του ρελέ IFTTT.

Βήμα 8: Συγκόλληση: Μπαταρία, φορτιστής και ρυθμιστής

Σε αυτό το σημείο, θα πρέπει να έχετε ένα πλήρως λειτουργικό πρωτότυπο στο breadboard/perf-board. Κατά τα επόμενα βήματα, θα συγκολλήσουμε όλα τα συστατικά του στυλ νεκρού σφάλματος, στον μικρότερο δυνατό παράγοντα μορφής που μπορούμε.

Ξεκινήστε με συγκόλληση της μπαταρίας, του ρυθμιστή και του φορτιστή μεταξύ τους, σύμφωνα με το σχηματικό σχήμα.

Το σχηματικό μπορεί επίσης να βρεθεί στη σελίδα GitHub.

Βήμα 9: Συγκόλληση: Αφαιρέστε τις κεφαλίδες καρφιτσών

ΣΠΟΥΔΑΙΟΣ! Πριν αφαιρέσετε τις επικεφαλίδες των ακίδων, βεβαιωθείτε ότι έχετε αναβοσβήνει το πρόγραμμα και το SPIFFS και ότι έχετε πρωτοτυπώσει το κύκλωμα και έχετε επιβεβαιώσει ότι λειτουργεί! Το να αναβοσβήνει η μνήμη μετά από αυτό το βήμα θα είναι πόνος !!

ΜΟΝΟ ΓΙΝΕΤΑΙ αν το κύκλωμα είναι πλήρως λειτουργικό ως πρωτότυπο.

Η αφαίρεση των κεφαλίδων των καρφιτσών είναι λίγο δύσκολη, η στρατηγική μου είναι να εφαρμόσω απλώς τη ροή και να προσπαθήσω να θερμάνω όλες τις καρφίτσες ταυτόχρονα με συγκόλληση ενώ χρησιμοποιώ τσιμπιδάκια για να βγάλω τις καρφίτσες. Στη συνέχεια, χρησιμοποιώ την αντλία συγκόλλησης από κάτω και το σίδερο από πάνω για να λιώσω τη συγκόλληση που έχει κολλήσει στις τρύπες και την απορροφήσω. Προσέξτε να μην σπάσετε το λεπτό καλώδιο βαθύ ύπνου.

Βήμα 10: Συγκόλληση με αντίσταση SMD, αλλαγή ρεύματος της μονάδας φορτιστή

Πριν χρησιμοποιήσουμε τη μονάδα φόρτισης LiPo με τη μικρή μπαταρία 200mAh, πρέπει να την τροποποιήσουμε. Από προεπιλογή, αυτές οι μονάδες φορτίζουν το κελί στα 500mA, το οποίο είναι πολύ υψηλό για μικρές μπαταρίες. Αλλάζοντας την αντίσταση ρύθμισης ρεύματος SMD από 1,2kΩ (122) σε 4,7kΩ (472) μπορούμε να μειώσουμε το ρεύμα στα ~ 150mA. Με αυτόν τον τρόπο το κύτταρό μας θα διαρκέσει περισσότερο.

Βήμα 11: Συγκόλληση: Κουμπιά

Το πρώτο πράγμα που κόλλησα στο ESP-01 ήταν τα κουμπιά, απλώς χρησιμοποίησα λεπτό σύρμα «περιτύλιξης σύρματος» και κουμπιά πίεσης επιφάνειας, απλώς ακολουθήστε το σχηματικό και κρατήστε τα πάντα όσο το δυνατόν μικρότερα.

Βήμα 12: Συγκόλληση: DS18B20

Στη συνέχεια, κόλλησα τον αισθητήρα θερμοκρασίας DS18B20, πρώτα έκοψα τους αγωγούς του και κόλλησα μια αντίσταση επιφάνειας 4,7 kΩ μεταξύ των ακίδων VCC και DATA, και στη συνέχεια ακολουθούσα το σχηματικό τρόπο σύνδεσης με το ESP.

Βήμα 13: Συγκόλληση: Επισυνάψτε τα όλα

Το τελευταίο πράγμα που έμεινε για να γίνει η συγκόλληση ήταν να συνδέσετε τα καλώδια τροφοδοσίας που προέρχονται από την μπαταρία στο ESP, στη συνέχεια η συγκόλληση τελικά έγινε!

Βήμα 14: Χρόνος τρισδιάστατης εκτύπωσης και τελική συναρμολόγηση

Για να ολοκληρώσετε τη συναρμολόγηση αφού βεβαιωθείτε ότι όλα λειτουργούσαν μετά τη συγκόλληση, ήρθε η ώρα να εκτυπώσετε 3D τη θήκη για αυτό. Ξεκίνησα μετρώντας τις διαστάσεις και φτιάχνοντας το μοντέλο στο Fusion 360, εκτός αν καταφέρετε να κάνετε το δικό σας τόσο μικρό ή ίδιο μέγεθος με το δικό μου που μπορεί να χρειαστεί να τροποποιήσετε το μοντέλο Fusion 360. Διαφορετικά, τα STL για το επάνω και το κάτω μέρος της θήκης και τα μαξιλαράκια κουμπιών είναι έτοιμα για εκτύπωση. Χρησιμοποίησα το Cura για τεμαχισμό σε ανάλυση 0,1mm, 20% γέμισμα, νήμα ABS και ενεργοποιημένο το "Print Thin Walls". Βεβαιωθείτε ότι έχετε ενεργοποιήσει αυτό ή αλλιώς η λεπτή ένωση που ευθυγραμμίζει τα δύο μισά της θήκης δεν θα εκτυπωθεί.

Τα αρχεία STL και τα αρχεία fusion 360 βρίσκονται στο GitHub.

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

Μετά την εκτύπωση ήταν απλώς μια θήκη (προοριζόταν για λογοπαίγνιο) να γεμίσετε τα πάντα σε αυτό και να το κλείσετε με σούπερ κόλλα. Είναι μια πολύ σφιχτή εφαρμογή και θα χρειαστεί πολλή υπομονή. Προτείνω κάτι σαν το Scotch Weld επειδή είναι ελαφρώς πιο παχύ, η σούπερ κόλλα τείνει να είναι πολύ λεπτή και να καλύπτει τα πάντα και να κολλάει παντού (συμπεριλαμβανομένων των δακτύλων).

Βήμα 15: Ολοκληρώστε

Ορίστε, ένας απολύτως μικροσκοπικός καταγραφέας θερμοκρασίας με δυνατότητα WiFi. Καλή τύχη αν προσπαθήσετε να συγκεντρώσετε τη δική σας και πολλή υπομονή κάνοντας αυτά τα πράγματα μικρά αλλά ακόμα λειτουργικά.