Matës i energjisë shumëfunksionale DIY V2.0: 12 hapa (me fotografi)

2024 Autor: John Day | [email protected]. E modifikuara e fundit: 2024-01-30 12:10

Në këtë Udhëzues, unë do t'ju tregoj se si të bëni një Matës të Energjisë Shumëfunksionale të bazuar në Wemos (ESP8266). Ky Metër i vogël është një pajisje shumë e dobishme që monitoron tensionin, rrymën, fuqinë, energjinë dhe kapacitetin. Përveç këtyre monitoron edhe temperaturën e ambientit e cila është e rëndësishme për aplikimin fotovoltaik diellor. Kjo pajisje është e përshtatshme për pothuajse çdo pajisje DC. Ky njehsor i vogël mund të përdoret gjithashtu për matjen e kapacitetit real të paketës së baterisë ose bankës së energjisë duke përdorur një ngarkesë fals. Matësi mund të masë deri në rangun e tensionit nga 0 - 26V dhe një rrymë maksimale prej 3.2A.

Ky projekt është një vazhdim i projektit tim të mëparshëm të njehsorit të energjisë.

Më poshtë janë veçoritë e reja të shtuara në versionin e mëparshëm

1. Monitoroni parametrat nga smartphone

2. Gama automatike e parametrave

3. Monitorimi i Faturës së Energjisë Elektrike

4. Testues i pajisjes USB

Unë u frymëzova nga dy projektet e mëposhtme

1. Monitor i energjisë” - Sensori i rrymës dhe tensionit DC (INA219)

2. Bëni njehsorin/regjistruesin tuaj të energjisë

Do të doja të falënderoja veçanërisht dy autorët e projektit të mësipërm.

Furnizimet:

Komponentët e përdorur:

1. Wemos D1 Mini Pro (Amazon)

2. INA219 (Amazon)

3. Ekran OLED 0.96 (Amazon)

4. Sensori Temp DS18B20 (Amazon)

5. Bateria Lipo (Amazon)

6. Terminalet e vidhave (Amazon)

7. Tituj Femra / Meshkuj (Amazon)

8. Bordi i shpuar (Amazon)

9. 24 AWG Wire (Amazon)

10. Slide Switch (Amazon)

11. Porti Mashkull USB (Amazon)

12. 11. USB Femra Port (Amazon)

12. Ndalimet e PCB (Amazon)

13. Panele Diellore (Voltaike)

Mjetet dhe Instrumentet e Përdorur:

1. Hekuri i saldimit (Amazon)

2. Zhveshës me tela (Amazon)

3. Multimetër (Amazon)

Hapi 1: Hapi 1: Si funksionon?

Zemra e Matësit të Energjisë është një bord Wemos me bazë ESP8266. ESP8266 ndjen rrymën dhe tensionin duke përdorur sensorin aktual INA219 dhe temperaturën nga sensori i temperaturës DS18B20. Sipas këtij tensioni dhe rryme, ESP bën matematikën për llogaritjen e fuqisë, energjisë dhe kapacitetit. Nga konsumi i energjisë, fatura e energjisë elektrike llogaritet bazuar në normën e energjisë (çmimi për kWh).

Skema e plotë është e ndarë në 4 grupe

1. Wemos D1 Mini Pro

Fuqia e kërkuar për bordin Wemos furnizohet nga një LiPovBattery përmes një ndërprerës rrëshqitës.

2. Sensori aktual

Sensori aktual INA219 është i lidhur me bordin Arduino në mënyrën e komunikimit I2C (kunja SDA dhe SCL).

3. Ekran OLED

Ngjashëm me Sensorin aktual, ekrani OLED është gjithashtu i lidhur me bordin Arduino në mënyrën e komunikimit I2C. Sidoqoftë, adresa për të dy pajisjet është e ndryshme.

4. Sensori i temperaturës

Këtu kam përdorur sensorin e temperaturës DS18B20. Përdor një protokoll me një tel për të komunikuar me Arduino.

Hapi 2: Përgatitni kunjat e kokës

Për të montuar ekranin Arduino, OLED, sensorin aktual dhe sensorin e temperaturës, keni nevojë për një kunj të drejtpërdrejtë të femrave. Kur blini titujt e drejtpërdrejtë, ato do të jenë shumë të gjata që komponentët të përdoren. Pra, do t'ju duhet t'i shkurtoni ato në një gjatësi të përshtatshme. Kam përdorur një gyp për ta shkurtuar atë.

Më poshtë janë detajet në lidhje me titujt:

1. Bordi Wemos - 2 x 8 kunja

2. INA219 - 1 x 6 kunja

3. OLED - 1 x 4 kunja

4. Temp. Sensori - 1 x 3 kunja

Hapi 3: Saldoni titujt femra

Pasi të keni përgatitur kunjat e kokave të grave, ngjitini ato në tabelën e shpuar.

Pasi të keni bashkuar kunjat e kokës, kontrolloni nëse të gjithë përbërësit përshtaten në mënyrë të përkryer apo jo.

Hapi 4: Terminalet e vidave të saldimit, Porta USB dhe Ndërprerësi

Së pari lidhni 3 terminalet me vidë, terminalet e vidave përdoren për lidhjen 1. Burimi 2. Ngarkesa dhe 3. Bateria

Terminalet e sipërm përdoren për lidhjen e burimit dhe ngarkesës dhe terminali i poshtëm i vendosur në anën e çelësit përdoret për lidhjen e baterisë.

Pastaj lidhni çelësin rrëshqitës. Çelësi i rrëshqitjes ndez dhe fik fuqinë në bordin Wemos.

Më në fund lidhni portën USB të femrës. Madhësia e këmbëve të montimit të portës USB është pak më e madhe se vrimat në vrimën e shpuar, kështu që ju duhet ta bëni vrimën më të gjerë duke përdorur një stërvitje. Pastaj shtypni portën USB në ato vrima dhe lidhni të gjitha kunjat.

Hapi 5: Përgatitni sensorin INA219

Sensori INA219 vjen me shirita kokë mashkullorë me 6 kunja dhe një terminal me vidë. Kunjat e kokës mashkullore janë për lidhje I2C me mikrokontrollues dhe terminali i vidave është për lidhjen e linjës së energjisë për matjen e rrymës.

Këtu i kam bashkuar kunjat mashkullore 6pin në INA219 dhe kam lënë terminalin e vidave për të marrë parasysh pamjen estetike. Pastaj bashkoj drejtpërdrejt dy tela në jastëkun e saldimit të dhënë për terminalin e vidave siç tregohet në foton e mësipërme.

Hapi 6: Montoni Sensorin e Temperaturës

Këtu po përdor sensorin e temperaturës DS18B20 në paketën TO-92. Duke marrë parasysh zëvendësimin e lehtë, unë kam përdorur një kokë femre me 3 kunja. Por ju mund ta lidhni drejtpërdrejt sensorin në tabelën e shpuar.

Diagrami pin për DS18B20 është treguar në foton e mësipërme.

Hapi 7: Bëni qarkun

Pas bashkimit të titujve femra dhe terminaleve të vidave, duhet të bashkoni pads sipas diagramit skematik të treguar më sipër.

Lidhjet janë mjaft të drejtpërdrejta

INA219 / OLED -> Wemos

KQV -> KQV

GND -> GND

SDA -> D2

SCL-> D1

DS18B20 -> Wemos

GND -> GND

DQ -> D4 përmes një rezistence tërheqëse 4.7K

KQV -> KQV

Më në fund, lidhni terminalet e vidhave sipas skemës.

Unë kam përdorur tela me ngjyrë 24AWG për të bërë qarkun. Lidhni tela sipas diagramit të qarkut.

Hapi 8: Përgatitni Paketën e Baterisë

Këtu kam përdorur një paketë baterie 700mAh për të fuqizuar bordin Wemos. Paketa e baterisë është montuar në pjesën e pasme të tabelës së qarkut. Për të montuar baterinë, kam përdorur shirit të dyanshëm 3M.

Pak mendime:

1. Nëse nuk doni të përdorni një paketë baterie, mund të përdorni energjinë burimore për të fuqizuar bordin Wemos duke përdorur një qark të rregullatorit të tensionit.

2. Mund të shtoni një tabelë karikimi TP4056 për të ngarkuar baterinë LiPo.

Hapi 9: Montimi i Ngecjeve

Pas bashkimit dhe instalimeve elektrike, montoni ngërçet në 4 qoshe. Ai do të sigurojë pastrim të mjaftueshëm për nyjet e saldimit dhe telat nga toka.

Hapi 10: Softuerët dhe Bibliotekat

1. Përgatitja e Arduino IDE për Bordin Wemos

Për të ngarkuar kodin Arduino në tabelën Wemos, duhet të ndiqni këtë udhëzues

Vendosni tabelën e duhur dhe Portin COM.

2. Instaloni Bibliotekat

Pastaj ju duhet të importoni bibliotekën në ID tuaj Arduino

Shkarkoni bibliotekat e mëposhtme

1. Biblioteka Blynk

2. Adafruit_SSD1306

3. Adafruit_INA219

4. Temperatura Dallas

5. OneWire

3. Skica Arduino

Pas instalimit të bibliotekave të mësipërme, ngjitni kodin Arduino të dhënë më poshtë. Shkruani kodin autor nga hapi 1, ssid dhe fjalëkalimi i ruterit tuaj.

Pastaj ngarkoni kodin.

Hapi 11: Ndërfaqja me Aplikacionin Blynk

Meqenëse bordi Wemos ka një çip WiFi të integruar, mund ta lidhni atë me ruterin tuaj dhe të monitoroni të gjithë parametrat nga Smartphone juaj. Këtu kam përdorur aplikacionin Blynk për të bërë aplikacionin e monitorimit të smartphone.

Blynk është një aplikacion që lejon kontroll të plotë mbi Arduino, ESP8266, Rasberry, Intel Edison dhe shumë më tepër harduer. t është në përputhje me Android dhe iPhone.

Në Blynk gjithçka funksionon ⚡️Energji. Kur krijoni një llogari të re, ju merrni ⚡️2,000 për të filluar eksperimentimin; Çdo Widget ka nevojë për pak energji për të funksionuar.

Ndiqni hapat e mëposhtëm:

Hapi 1: Shkarkoni aplikacionin Blynk

1. Për Android

2. Për iPhone

Hapi 2:

Merrni Shenjën Auth Në mënyrë që të lidhni Aplikacionin Blynk dhe pajisjen tuaj, keni nevojë për një Token Auth.

1. Krijoni një llogari të re në Blynk App.

2. Shtypni ikonën QR në shiritin e menusë së sipërme.

Krijoni një klon të këtij Projekti duke skanuar kodin QR të treguar më sipër. Pasi të zbulohet me sukses, i gjithë projekti do të jetë menjëherë në telefonin tuaj.

3. Pasi u krijua projekti, ekipi i Blynk do t'ju dërgojë një Auth Token mbi id -in e regjistruar të postës elektronike.

4. Kontrolloni kutinë tuaj të postës elektronike dhe gjeni Auth Token.

Hapi 12: Testimi i qarkut

Për të testuar bordin, unë kam lidhur një bateri 12V si burim dhe një LED 3W si ngarkesë.

Bateria është e lidhur me terminalin e vidave të burimit dhe LED është i lidhur me terminalin e vidës së ngarkesës. Bateria LiPo lidhet me terminalin e vidave të baterisë dhe pastaj ndizni qarkun duke përdorur çelësin rrëshqitës. Ju mund të shihni të gjithë parametrat që shfaqen në ekranin OLED.

Parametrat në kolonën e parë janë 1. Tensioni 2. Rryma 3. Fuqia Parametrat në kolonën e dytë janë 1. Energjia 2. Kapaciteti 3. Temperatura

Tani hapni aplikacionin Blynk për të monitoruar të gjithë parametrat e mësipërm nga smartphone juaj.

Për të kontrolluar saktësinë kam përdorur multimetrin tim dhe një testues siç tregohet më sipër. Saktësia është afër tyre.

Unë jam vërtet i kënaqur me këtë vegël me madhësi xhepi.

Faleminderit që lexuat Instructable tim. Nëse ju pëlqen projekti im, mos harroni ta ndani atë.

Komentet dhe reagimet janë gjithmonë të mirëseardhura.