ServoThermometer: 6 βήματα

2024 Συγγραφέας: John Day | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2024-01-30 08:37

Αυτή είναι μια αναλογική οθόνη θερμοκρασίας κατασκευασμένη από ψηφιακό αισθητήρα ds18b20, μίνι σερβο και ηλεκτρονικά που βασίζονται σε μονάδα esp-12f

Έχει τα ακόλουθα χαρακτηριστικά.

• Αυτόνομη μονάδα που κρατά ηλεκτρονικά, σερβο και μπαταρία
• Καλή ακρίβεια και ακρίβεια με χρήση ψηφιακού αισθητήρα ds18b20
• Επαναφορτιζόμενο LIPO με ενσωματωμένο φορτιστή
• Πολύ χαμηλό ρεύμα ηρεμίας (<20uA) για μεγάλη διάρκεια ζωής της μπαταρίας
• Το σερβο ενεργοποιήθηκε μόνο για σύντομα χρονικά διαστήματα, παρέχοντας καλή διάρκεια ζωής της μπαταρίας.
• Κανονικά η μονάδα κοιμάται μεταξύ ενημερώσεων θερμοκρασίας, αλλά μπορεί να μετατραπεί σε κατάσταση μη ύπνου για έλεγχο και διαμόρφωση
• Μεταφόρτωση δεδομένων διαμόρφωσης και σερβο δοκιμή από διεπαφή ιστού
• Ελάχιστες, μέγιστες θερμοκρασίες, Centigrade. Fahrenheit και διαστήματα ενημέρωσης με δυνατότητα ρύθμισης
• Παρακολούθηση μπαταρίας
• Το λογισμικό μπορεί να ενημερωθεί μέσω διεπαφής ιστού
• Χαμηλό κόστος

Βήμα 1: Απαιτούνται εξαρτήματα και εργαλεία

Τα ακόλουθα συστατικά είναι απαραίτητα

• Σερβοκινητήρας MIni (MG90S)
• Αισθητήρας θερμοκρασίας Ds18b20
• ESP-12F (μονάδα esp8266)
• Μπαταρία 18650 LIPO
• Θήκη μπαταρίας LIPO
• micro USB φορτιστής LIPO
• Ρυθμιστής χαμηλού ρεύματος LDO 3.3V. Χρησιμοποίησα το XC6203
• Αντιστάσεις 4Κ7, 10Κ
• Πυκνωτής αποσύνδεσης 220uF 6V
• n κανάλι MOSFET πρόγραμμα οδήγησης χαμηλού κατωφλίου. Χρησιμοποίησα AO3400
• Πρόγραμμα οδήγησης χαμηλού κατωφλίου MOSFET καναλιού p. Χρησιμοποίησα το AO3401
• Μικρό κομμάτι πρωτότυπης πλακέτας pcb
• Slide Power switch
• Μικρό κουμπί (τετράγωνο 6mm)
• Συνδέστε σύρμα
• Αυτοκόλλητη ταινία διπλής όψης
• Τρισδιάστατη εκτύπωση περιβλήματος διαθέσιμη στη διεύθυνση
• Προαιρετικός δείκτης. Χρησιμοποίησα ένα εφεδρικό ρολόι? μπορεί να χρησιμοποιηθεί έντυπη έκδοση.

Απαιτούνται τα παρακάτω εργαλεία

• Κολλητήρι Fine Point
• Πυροβόλο θερμής κόλλας
• Γροθιά τρύπα

Βήμα 2: Ηλεκτρονικά

Τα περισσότερα από τα ηλεκτρονικά είναι μια μονάδα μικροελεγκτή wifi ESP8266. Μια μικρή ποσότητα ηλεκτρονικών υποστήριξης απαιτείται για να ενεργοποιήσει τον σερβοκινητήρα και να ρυθμίσει την μπαταρία στα 3,3V, να υποστηρίξει τους αισθητήρες και ένα διαχωριστικό αντίστασης για την παρακολούθηση της τάσης της μπαταρίας. Η τροφοδοσία σερβοκινητήρα κινείται από 2 τρανζίστορ MOSFET. Ενεργοποιούνται για σύντομο χρονικό διάστημα πριν από την ανάγκη ενημέρωσης σερβο και αφήνονται για μικρό χρονικό διάστημα για να επιτρέψουν στο σερβο να ολοκληρώσει την κίνησή του. Το φορτίο είναι τόσο ελαφρύ που το σερβο δεν μετακινείται όταν δεν τροφοδοτείται.

Όλα τα ηλεκτρονικά υποστήριξης εκτός από τον φορτιστή LIPO είναι τοποθετημένα στην πλακέτα πρωτοτύπου pcb. Χρησιμοποιώ εξαρτήματα SMD για να το διατηρήσω όσο το δυνατόν μικρότερο, αλλά θα μπορούσε να γίνει με στοιχεία μόλυβδου, καθώς υπάρχει ένας λογικός διαθέσιμος χώρος. Ο φορτιστής LIPO διαθέτει θύρα micro USB που μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την επαναφόρτιση της μπαταρίας. Μπορεί να χρησιμοποιηθεί ένας διακόπτης τροφοδοσίας για να ενεργοποιήσετε και να απενεργοποιήσετε. Τα κουμπιά επιτρέπουν την επιτακτική λειτουργία ύπνου κατά την ενεργοποίηση, η οποία στη συνέχεια επιτρέπει την πρόσβαση στο διαδίκτυο για διαμόρφωση και έλεγχο.

Βήμα 3: Συναρμολόγηση

Έκανα τα ακόλουθα βήματα συναρμολόγησης

• Εκτυπώστε τρισδιάστατο περίβλημα
• Συγκολλήστε σύρμα σε διακόπτη, κουμπί και υποδοχή 3 ακίδων
• Τοποθετήστε το διακόπτη, το κουμπί και το βύσμα στο περίβλημα χρησιμοποιώντας μια μικρή ποσότητα κόλλας ρητίνης για στερέωση
• Τοποθετήστε το σερβο στη θέση του. Υπάρχει αρκετός χώρος πίσω για να περάσει η καλωδίωση. Μια σφήνα από χαρτόνι μπορεί στη συνέχεια να χρησιμοποιηθεί για να το ασφαλίσει.
• Ασφαλής φορτιστής LIPO στη θέση του. Χρησιμοποίησα σύρμα μέσα από τις τέσσερις οπές στο φορτιστή LIPO για να προσαρμόσω το ύψος (2mm) της βάσης για να ευθυγραμμιστεί με την οπή usb. Θερμή κόλλα στη θέση της.
• WIre κάτοχος μπαταρίας, διακόπτης και φορτιστής αφήνοντας αρκετή χαλάρωση στα καλώδια της μπαταρίας ώστε να μπορεί να είναι στο πλάι.
• Συνθέστε περιφερειακά ηλεκτρονικά σε ένα μικρό κομμάτι πλακέτας πρωτοτύπων.
• Τοποθετήστε τον πίνακα πρωτοτύπων στην κορυφή της μονάδας esp-12.
• Πλήρης σύνδεση καλωδίωσης
• Εκτυπώστε τον επιλεγμένο επιλογέα (και δείκτη εάν απαιτείται) σε σκληρό γυαλιστερό χαρτί και κόψτε τον.
• Χρησιμοποιήστε διάτρηση οπής για να δημιουργήσετε τρύπα για σερβο
• Συνδέστε τον επιλογέα στο κουτί με κολλητική ταινία διπλής όψης
• Συνδέστε το δείκτη στο σερβο
• Βαθμονομήστε τη θέση του δείκτη χρησιμοποιώντας την εγκατάσταση ιστού για να ορίσετε μια τιμή θερμοκρασίας.

Βήμα 4: Λογισμικό

Το λογισμικό για αυτό το έργο είναι διαθέσιμο στη διεύθυνση github

Είναι ένα έργο βασισμένο στο Arduino, οπότε δημιουργήστε ένα περιβάλλον ανάπτυξης esp8266 Arduino. Μπορεί να θέλετε να ορίσετε τους κωδικούς πρόσβασης για το WifiManager και την ενημέρωση λογισμικού στο αρχείο ino σε κάτι πιο λογικό.

Θα πρέπει να καταρτιστεί στο Arduino ESP8266 IDE και να μεταφορτωθεί σειριακά στη μονάδα. Είναι καλό να συνδέσετε το GPIO13 σε GND στο περιβάλλον ανάπτυξης, καθώς το λογισμικό θα βρίσκεται σε συνεχή λειτουργία.

Η πρώτη χρήση θα ξεκινήσει ένα σημείο πρόσβασης στο οποίο πρέπει να συνδεθεί σε τηλέφωνο ή τηλέφωνο tablet. Δείτε τον κωδικό για τον κωδικό πρόσβασης. Το πρόγραμμα περιήγησης στο τηλέφωνο ή το tablet θα πρέπει στη συνέχεια να χρησιμοποιηθεί για πρόσβαση στο 192.168.4.1, το οποίο θα επιτρέπει την επιλογή του τοπικού Wi -Fi και του κωδικού πρόσβασης. Αυτό πρέπει να γίνει μόνο μία φορά ή αν αλλάξει το δίκτυο wifi. Από εκεί και πέρα η μονάδα θα συνδεθεί στο τοπικό δίκτυο wifi εάν απαιτείται. Η κανονική λειτουργία βαθύ ύπνου δεν χρησιμοποιεί wifi. Ξυπνάει στο διάστημα ύπνου, διαβάζει τη θερμοκρασία, ενημερώνει το σερβο και ξανακοιμάται. Κάθε 10η ανάγνωση χρειάζεται μια ανάγνωση μπαταρίας και την καταγράφει. Αυτό μπορεί να ελεγχθεί αν ενεργοποιήσετε τη λειτουργία wifi χωρίς ύπνο και ελέγξετε το αρχείο καταγραφής.

Θα πρέπει επίσης να μεταφορτωθούν ορισμένα αρχεία υποστήριξης. Αυτά βρίσκονται στο φάκελο δεδομένων του git. Μπορούν να μεταφορτωθούν με πρόσβαση στο ip/upload. Μόλις φορτωθούν, τότε το ip/edit μπορεί να χρησιμοποιηθεί για περαιτέρω μεταφόρτωση με ευκολότερο τρόπο.

Βήμα 5: Λειτουργία

Μετά τη διαμόρφωση, η μονάδα θα λειτουργήσει μόλις ενεργοποιηθεί.

Εάν είναι ενεργοποιημένο με το κουμπί πατημένο, τότε μπορεί να χρησιμοποιηθεί ένας αριθμός εντολών ιστού.

• Το http:/ipAddress/upload δίνει πρόσβαση σε μια απλή μεταφόρτωση αρχείου. Χρησιμοποιείται για την εκκίνηση του συστήματος.
• http:/ipAddress/edit δίνει πρόσβαση στο σύστημα αρχειοθέτησης (π.χ. για να ανεβάσετε νέα διαμόρφωση ή να αποκτήσετε πρόσβαση σε οποιοδήποτε αρχείο καταγραφής)
• http:/ipAddress δίνει πρόσβαση σε μια φόρμα για να ορίσετε την οθόνη σε μια τιμή. Μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τη ρύθμιση του δείκτη.
• http:/ipAddress/firmware για μεταφόρτωση νέου δυαδικού υλικολογισμικού

Βήμα 6: Κλήση και διαμόρφωση

Το powerpoint περιέχει μερικά παραδείγματα κλήσεων για χρήση σε βαθμούς Κελσίου ή Φαρενάιτ. Αυτά επιτρέπουν 15 τμήματα, αλλά το εύρος μπορεί να ρυθμιστεί εύκολα αλλάζοντας το διάστημα βημάτων. Εάν επιθυμείτε περισσότερα ή λιγότερα τμήματα, τότε πρέπει να επεξεργαστείτε τις ιδιότητες του αντικειμένου ντόνατ. Ομοίως, το φόντο χρώματος των τμημάτων μπορεί να αλλάξει.

Τα δεδομένα διαμόρφωσης περιέχονται σε ένα αρχείο που ονομάζεται servoTempConfig.txt Αυτό διατηρείται στο σύστημα αρχειοθέτησης της μονάδας. Για να αλλάξετε τη διαμόρφωση επεξεργαστείτε το αρχείο και ανεβάστε το μέσω της διεπαφής ιστού http: ipAddress/edit

Τα δεδομένα διαμόρφωσης είναι απλώς τιμές στις γραμμές ως εξής

• όνομα κεντρικού υπολογιστή
• ελάχιστη εμφανιζόμενη θερμοκρασία (στις επιλεγμένες μονάδες)
• μέγιστη εμφανιζόμενη θερμοκρασία (στις επιλεγμένες μονάδες)
• διάστημα ύπνου μεταξύ των μετρήσεων σε δευτερόλεπτα
• λειτουργία αναστολής λειτουργίας (0 = Συνεχής ενεργοποίηση με wifi, 1 = κανονικός βαθύς ύπνος, 2 = Ενεργοποίηση συνεχώς χωρίς wifi
• καταγραφή δραστηριότητας στο servoTempLog.txt εάν καταγραφή = 1. Οι τάσεις της μπαταρίας είναι πάντα καταγεγραμμένες.
• μονάδες θερμοκρασίας 0 = Κελσίου, 1 = Φαρενάιτ
• Βαθμονόμηση ADC_CAL για μετρήσεις τάσης μπαταρίας.

Βεβαιωθείτε ότι οι ελάχιστες και μέγιστες θερμοκρασίες είναι στις επιλεγμένες μονάδες C/F.