Stacioni i motit WiFi me energji diellore V1.0: 19 hapa (me fotografi)

2024 Autor: John Day | [email protected]. E modifikuara e fundit: 2024-01-30 12:19

Në këtë udhëzues, unë do t'ju tregoj se si të ndërtoni një stacion moti WiFi me energji diellore me një tabelë Wemos. Wemos D1 Mini Pro ka një faktor të vogël forme dhe një gamë e gjerë e mburojave plug-and-play e bëjnë atë një zgjidhje ideale për të filluar shpejt me programimin e ESP8266 SoC. Shtë një mënyrë e lirë për të ndërtuar Internetin e Gjërave (IoT) dhe është e pajtueshme me Arduino.

Ju gjithashtu mund të shikoni versionin tim të ri- Stacioni i motit 3.0.

Ju gjithashtu mund të shikoni versionin tim të ri-2.0 Stacioni i motit.

Mund të blini PCB V2.0 nga PCBWay.

Mund t’i gjeni të gjitha projektet e mia në

Stacioni i ri i motit ka karakteristikat e mëposhtme:

1. Stacioni Moti mund të masë: Temperaturën, Lagështinë, Presionin Barometrik, Lartësinë

2. Mund të monitoroni parametrat e mësipërm të motit nga Smartphone juaj ose nga uebi (ThingSpeak.com)

3. I gjithë qarku së bashku me furnizimin me energji elektrike vendoset brenda një rrethimi të printuar 3D.

4. Gama e pajisjes zgjerohet duke përdorur një antenë të jashtme 3dBi. Shtë rreth 100 metra.

Hapi 1: Pjesët dhe mjetet e kërkuara

1. Wemos D1 Mini Pro (Amazon / Banggood)

2. Bordi i ngarkimit TP 4056 (Amazon / Aliexpress)

3. Dioda (Aliexpress)

4. Sensori BME 280 (Aliexpress)

5. Paneli Diellor (Banggood)

6. Bordi i shpuar (Banggood)

7. Terminalet e vidave (Banggood)

8. Ngecjet e PCB (Banggood)

9. Bateria Li Jon (Banggood)

10. Mbajtës i baterisë AA (Amazon)

11. Teli 22 AWG (Amazon / Banggood)

12. Super Ngjitës (Amazon)

13. Shirit ngjitës (Amazon)

14. Fijet e printimit 3D -PLA (GearBest)

Mjetet e përdorura:

Printer 1.3D (Anet A8/ Creality CR-10 Mini)

2. Hekuri i saldimit (Amazon)

3. Armë ngjitëse (Amazon)

4. Prerës / Striptues i telave (Amazon)

Hapi 2: Furnizimi me energji elektrike

Plani im është të vendos stacionin e motit në një vend të largët (shtëpia ime në fermë). Për të drejtuar stacionin e motit vazhdimisht, duhet të ketë një furnizim të vazhdueshëm me energji elektrike, përndryshe sistemi nuk do të funksionojë. Mënyra më e mirë për të siguruar energji të vazhdueshme në qark është duke përdorur një bateri. Por pas disa ditësh lëngu i baterisë do të mbarojë, dhe është një punë vërtet e vështirë të shkosh atje dhe ta ngarkosh atë. Pra, një qark i karikimit diellor u propozua për të përdorur energji falas nga dielli për të ngarkuar bateritë dhe për të fuqizuar bordin Wemos. Unë kam përdorur një bateri Li-Jon 14450 në vend të një baterie 18650 për shkak të madhësisë së saj më të vogël. Madhësia është e njëjtë me atë të një baterie AA.

Bateria është e ngarkuar nga një panel diellor përmes një moduli karikimi TP4056. Moduli TP4056 vjen me çip mbrojtës të baterisë ose pa çip mbrojtës. Unë do të rekomandoja blerjen e një moduli i cili ka një çip mbrojtës të baterisë të përfshirë.

Rreth ngarkuesit të baterisë TP4056

Moduli TP4056 është i përsosur për karikimin e qelizave të vetme 3.7V 1 Ah ose më të larta LiPo. Bazuar në IC të ngarkuesit TP4056 dhe IC mbrojtës të baterisë DW01 ky modul do të ofrojë rrymë ngarkimi 1000 mA dhe pastaj do të ndërpritet kur të përfundojë karikimi. Për më tepër, kur tensioni i baterisë të bjerë nën 2.4V IC mbrojtës do të ndërpresë ngarkesën për të mbrojtur qelizën nga nën tensioni. Gjithashtu mbron nga mbitensioni dhe lidhja e polaritetit të kundërt.

Hapi 3: Matja e të dhënave të motit

Në ditët e hershme, parametrat e motit si temperatura e ambientit, lagështia dhe presioni barometrik u matën me instrumente të veçanta analoge: termometër, higrometër dhe barometër. Por sot tregu është përmbytur me sensorë dixhital të lirë dhe efikas që mund të përdoren për të matur një sërë parametrash mjedisorë. Shembujt më të mirë janë sensorë si DHT11, DHT 22, BMP180, BMP280, etj.

Në këtë projekt, ne do të përdorim një sensor BMP 280.

BMP 280:

BMP280 është një sensor i sofistikuar që mat shumë saktë presionin dhe temperaturën barometrike me saktësi të arsyeshme. BME280 është gjenerata e ardhshme e sensorëve nga Bosch dhe është një azhurnim në BMP085/BMP180/BMP183 - me një zhurmë të ulët në lartësi prej 0.25m dhe të njëjtën kohë të shpejtë të konvertimit.

Avantazhi i këtij sensori është se mund të përdorë I2C ose SPI për komunikim me mikrokontrolluesin. Për instalime të thjeshta të thjeshta, unë do të sugjeroj të blini bordin e versionit I2C.

Hapi 4: Përdorimi i një antene të jashtme (3dBi)

Bordi Wemos D1 mini Pro ka një antenë të integruar qeramike së bashku me dispozitën për lidhjen e një antene të jashtme për të përmirësuar gamën. Para se të përdorni antenën e jashtme, duhet të ri-drejtoni sinjalin e antenës nga antena qeramike e integruar, në prizën e jashtme. Kjo mund të bëhet duke rrotulluar rezistencën e vogël të sipërfaqes (0603) Zero Ohm (ndonjëherë e quajtur lidhëse).

Ju mund ta shikoni këtë video të bërë nga Alex Eames për të rrotulluar rezistencën zero ohm.

Pastaj kapni lidhësin e antenës SMA në folenë e mini antenës Wemos Pro.

Hapi 5: Bashkoni titujt

Modulet Wemos vijnë me një larmi titujsh, por ju duhet ta lidhni atë sipas kërkesës tuaj.

Për këtë projekt, 1. Bashkojini dy titujt meshkuj në mini bordin Wemos D1 pro.

2. Bashkoni një kokë mashkullore me 4 kunja në modulin BMP 280.

Pas bashkimit të titujve moduli do të duket siç tregohet në foton e mësipërme.

Hapi 6: Shtimi i titujve dhe terminaleve

Hapi tjetër është bashkimi i titujve në tabelën e shpuar.

1. Së pari, vendosni tabelën Wemos mbi dërrasën e shpuar dhe shënoni gjurmën. Pastaj lidhni dy rreshtat e titujve femra mbi pozicionin e shënuar.

2. Pastaj lidhni një kokë me 4 kunja femra siç tregohet në figurë.

3. Terminalet e vidave të saldimit për lidhjen e baterisë.

Hapi 7: Montoni bordin e karikimit:

Ngjitni një pjesë të vogël të shiritit të dyanshëm në anën e pasme të modulit të karikimit dhe pastaj ngjiteni në tabelën e shpuar siç tregohet në figurë. Gjatë montimit duhet pasur kujdes që të rreshtoni tabelën në mënyrë të tillë që vrimat e saldimit të përputhen me vrimat e bordit të shpuar.

Shtimi i terminalit për Panelin Diellor

Lidhni një terminal me vida pranë portës mikro USB të bordit të karikimit.

Ju gjithashtu mund ta lidhni këtë terminal në hapin e mëparshëm.

Hapi 8: Diagrami i telave

Së pari unë pres copa të vogla me tela me ngjyra të ndryshme dhe heq izolimin në të dy skajet.

Pastaj i bashkoj telat sipas diagramit Skematik siç tregohet në foton e mësipërme.

Wemos -> BME 280

3.3 V - -> Vin

GND GND

D1 SCL

D2 SDA

TP4056 Lidhja

Terminali i Panelit Diellor -> + dhe - pranë portës mikro USB

Terminali i baterisë -> B+ dhe B-

5V dhe GND e Wemos -> Out+ dhe Out-

Shënim: Dioda e lidhur me panelin diellor (e treguar në skemë) nuk kërkohet pasi moduli TP4056 ka diodë të integruar në hyrje.

Hapi 9: Hartimi i Shtojcës

Ky ishte hapi më shumë kohë për mua. Kam kaluar rreth 4 orë për të hartuar rrethimin. Kam përdorur Autodesk Fusion 360 për ta dizajnuar atë. Rrethoja ka dy pjesë: Trupi kryesor dhe Kopertina e përparme

Trupi kryesor është krijuar në thelb për t'iu përshtatur të gjithë përbërësve. Mund të strehojë përbërësit e mëposhtëm

1. Bordi qark 50x70mm

2. Mbajtës i baterisë AA

3. Panele Diellore 85.5 x 58.5 x 3 mm

4. Antenë e jashtme 3dBi

Shkarkoni skedarët.stl nga Thingiverse

Hapi 10: Shtypja 3D

Pas përfundimit të dizajnit, është koha për të printuar 3D mbylljen. Në Fusion 360 ju mund të klikoni mbi modelin dhe copëzoni modelin duke përdorur një softuer të prerës. Unë kam përdorur Cura për të prerë modelin.

Kam përdorur një printer Anet A8 3D dhe PLA të gjelbër 1.75 mm për të printuar të gjitha pjesët e trupit. M’u deshën rreth 11 orë për të printuar pjesën kryesore dhe rreth 4 orë për të shtypur kopertinën e përparme.

Unë do të rekomandoja përdorimin e një printeri tjetër për ju që është Creality CR - 10. Tani një mini version i CR -10 është gjithashtu i disponueshëm. Printerët Creality janë një nga printerët e mi të preferuar 3D.

Meqenëse jam i ri në dizajnimin 3D, dizajni im nuk ishte optimist. Por jam i sigurt, ky rrethim mund të bëhet duke përdorur më pak material (më pak kohë printimi). Do të përpiqem të përmirësoj modelin më vonë.

Cilësimet e mia janë:

Shpejtësia e printimit: 40 mm/s

Lartësia e Shtresës: 0.2

Dendësia e mbushjes: 15%

Temperatura e ekstruderit: 195 gradë C

Temperatura e shtratit: 55 gradë C

Hapi 11: Instalimi i panelit diellor dhe baterisë

Lidhni një tel të kuq 22 AWG në terminalin pozitiv dhe tela të zi në terminalin negativ të panelit diellor.

Futni dy tela në vrimat në çatinë e trupit kryesor të rrethimit.

Përdorni super zam për të rregulluar Panelin Diellor dhe shtypeni atë pak kohë për lidhjen e duhur.

Mbyllni vrimat nga brenda duke përdorur zam të nxehtë.

Pastaj futeni mbajtësen e baterisë në folenë në fund të rrethimit.

Hapi 12: Instalimi i Antenës

Zhvidhosni arrat dhe rondelet në lidhësin SMA.

Futni lidhësin SMA në vrimat e dhëna në rrethim. Shikoni imazhin e mësipërm.

Pastaj shtrëngoni arrën së bashku me rondele.

Tani instaloni antenën duke u përafruar siç duhet me lidhësin SMA.

Hapi 13: Instalimi i Bordit të Qarkut

Montoni ngërçet në 4 cepat e tabelës së qarkut.

Aplikoni super zam në 4 lojëra elektronike në rrethim. Referojuni fotografisë së mësipërme.

Pastaj rreshtoni gjendjen e ngrirë me 4 lojëra elektronike dhe vendoseni atë. lërini të thahen.

Hapi 14: Mbyllni kapakun e përparmë

Pas printimit të kapakut të përparmë, mund të mos jetë plotësisht i përshtatshëm me trupin kryesor të rrethimit. Nëse është kështu, thjesht lëmojeni atë në anët duke përdorur një letër rëre.

Rrëshqiteni kapakun e përparmë në hapësirat në trupin kryesor.

Për ta siguruar atë, përdorni shirit ngjitës në pjesën e poshtme.

Hapi 15: Programimi

Për të përdorur Wemos D1 me bibliotekën Arduino, do të duhet të përdorni Arduino IDE me mbështetjen e bordit ESP8266. Nëse nuk e keni bërë ende këtë, mund ta instaloni me lehtësi mbështetjen e Bordit ESP8266 në Arduino IDE tuaj duke ndjekur këtë tutorial nga Sparkfun.

Parametrat e mëposhtëm preferohen:

Frekuenca PU: 80MHz 160MHz

Madhësia e blicit: 4M (3M SPIFFS) - 3M Madhësia e sistemit të skedarit 4M (1M SPIFFS) - 1M Madhësia e sistemit të skedarit

Shpejtësia e ngarkimit: 921600 bps

Kodi Arduino për Aplikacionin Blynk:

Mënyra e gjumit:

ESP8266 është një pajisje mjaft e etur për energji. Nëse dëshironi që projekti juaj të mbarojë një bateri për më shumë se disa orë, keni dy mundësi:

1. Merrni një bateri të madhe

2. Vendoseni me zgjuarsi Gjënë.

Zgjedhja më e mirë është opsioni i dytë. Para përdorimit të funksionit të gjumit të thellë, kunja Wemos D0 duhet të lidhet me kunjin e Rivendosjes.

Kredia: Kjo u sugjerua nga një nga përdoruesit e Instructables "tim Rowledge".

Më shumë opsione për kursimin e energjisë:

Wemos D1 Mini ka një LED të vogël që ndizet kur bordi është i ndezur. Konsumon shumë energji. Pra, thjesht hiqeni atë LED nga bordi me një palë pincë. Do të ulë në mënyrë drastike rrymën e gjumit.

Tani pajisja mund të funksionojë për një kohë të gjatë me një bateri të vetme Li-Ion.

#define BLYNK_PRINT Serial // Komentoni këtë për të çaktivizuar printimet dhe për të kursyer hapësirë #përfshini #përfshini

#përfshi "Shihet_BME280.h" #përfshi BME280 bme280; // Ju duhet të merrni Auth Token në Aplikacionin Blynk. // Shko te Cilësimet e Projektit (ikona e arrës). char auth = "3df5f636c7dc464a457a32e382c4796xx"; // Kredencialet tuaja WiFi. // Vendosni fjalëkalimin në "" për rrjetet e hapura. char ssid = "SSID"; char pass = "Fjalë kalimi"; void setup () {Serial.begin (9600); Blynk.begin (auth, ssid, pass); Serial.filloj (9600); nëse (! bme280.init ()) {Serial.println ("Gabim në pajisje!"); }} void loop () {Blynk.run (); // merrni dhe printoni temperaturat noton temp = bme280.getTemperature (); Serial.print ("Temp:"); Serial.print (temp); Serial.println ("C"); // Njësia për Celsius sepse arduino origjinale nuk mbështet simbolet speike Blynk.virtualWrite (0, temp); // pin virtual 0 Blynk.virtualWrite (4, temp); // pin virtual 4 // merrni dhe printoni të dhëna për presionin atmosferik float presion = bme280.getPressure (); // presioni në Pa float p = presion/100.0; // presioni në hPa Serial.print ("Presioni:"); Serial.print (p); Serial.println ("hPa"); Blynk.virtualWrite (1, f); // kunja virtuale 1 // merrni dhe printoni të dhënat e lartësisë mbi lartësinë e notit = bme280.calcAltitude (presioni); Serial.print ("Lartësia:"); Serial.print (lartësia); Serial.println ("m"); Blynk.virtualWrite (2, lartësi); // pin virtual 2 // merrni dhe printoni të dhëna për lagështirën float lagështia = bme280.getHumidity (); Serial.print ("Lagështia:"); Serial.print (lagështia); Serial.println ("%"); Blynk.virtualWrite (3, lagështia); // pin virtual 3 ESP.deepSleep (5 * 60 * 1000000); // Koha e gjumit të thellë përcaktohet në mikrosekonda. }

Hapi 16: Instaloni Aplikacionin dhe Bibliotekën Blynk

Blynk është një aplikacion që lejon kontroll të plotë mbi Arduino, Rasberry, Intel Edison dhe shumë më tepër harduer. Isshtë në përputhje me Android dhe iPhone. Tani për tani aplikacioni Blynk është në dispozicion pa kosto.

Aplikacionin mund ta shkarkoni nga lidhja e mëposhtme

1. Për Android

2. Për Iphone

Pas shkarkimit të aplikacionit, instalojeni atë në smartphone tuaj.

Pastaj ju duhet të importoni bibliotekën në ID tuaj Arduino.

Shkarkoni Bibliotekën

Kur drejtoni aplikacionin për herë të parë, duhet të regjistroheni - për të futur një adresë emaili dhe fjalëkalim. Klikoni "+" në të djathtën e sipërme të ekranit për të krijuar një projekt të ri. Pastaj emërojeni atë.

Përzgjidhni harduerin e synuar "ESP8266" Pastaj klikoni "E-mail" për t'i dërguar atij shenjën e autorit vetes-do t'ju duhet në kod

Hapi 17: Bëni Dash Board

Pulti përbëhet nga pajisje të ndryshme. Për të shtuar widget, ndiqni hapat e mëposhtëm:

Klikoni "Krijo" për të hyrë në ekranin kryesor të Panelit.

Tjetra, shtypni përsëri "+" për të marrë "Widget Box"

Pastaj tërhiqni 4 matësa.

Klikoni në grafikët, do të shfaqet një menu cilësimesh siç tregohet më sipër.

Ju duhet të ndryshoni emrin "Temperatura", Zgjidhni Virtual Pin V1, pastaj ndryshoni diapazonin nga 0 -50. Në mënyrë të ngjashme, bëni për parametrat e tjerë.

Së fundi, tërhiqni një grafik dhe përsëritni të njëjtën procedurë si në cilësimet e matësit. Fotografia përfundimtare e pultit tregohet në foton e mësipërme.

Ju gjithashtu mund të ndryshoni ngjyrën duke klikuar ikonën e rrethit në anën e djathtë të Emrit.

Hapi 18: Ngarkimi i të dhënave të sensorit në ThingSpeak

Së pari, krijoni një llogari në ThingSpeak.

Pastaj krijoni një kanal të ri në llogarinë tuaj ThingSpeak. Gjeni Si të krijoni një kanal të ri

Plotësoni fushën 1 si temperaturë, fushën 2 si lagështi dhe fushën 3 si presion.

Në llogarinë tuaj ThingSpeak zgjidhni "Channel" dhe pastaj "My Channel".

Klikoni mbi emrin e kanalit tuaj.

Klikoni në skedën "Çelësat API" dhe kopjoni "Shkruani çelësin API"

Hapni kodin Solar_Weather_Station_ThingSpeak. Pastaj shkruani SSID -in dhe Fjalëkalimin tuaj.

Zëvendësoni "SHKRIMI API" me "Shkruaj çelësin API" të kopjuar.

Biblioteka e kërkuar: BME280

Kredia: Ky kod nuk është shkruar nga unë. E mora nga lidhja e dhënë në një video në YouTube nga plukas.

Hapi 19: Testi Përfundimtar

Vendoseni pajisjen në dritën e diellit, moduli i kuq led në ngarkuesin TP 4056 do të ndizet.

1. Monitorimi i aplikacionit Blynk:

Hapni projektin Blynk. Nëse gjithçka është në rregull, do të vini re se matësi do të jetojë dhe grafiku fillon të vizatojë të dhënat e temperaturës.

2. Monitorimi i ThingSpeak:

Së pari, hapni Thingspeak Chanel tuaj.

Pastaj shkoni te skedari "Pamja Private" ose skeda "Pamja Publike" për të parë Listat e të Dhënave.

Faleminderit që lexuat udhëzuesin tim.

Nëse ju pëlqen projekti im, mos harroni ta ndani.

Çmimi i parë në Konkursin e Mikrokontrolluesit 2017