ESP32 Furra e rimbushjes Bluetooth: 6 hapa

2024 Autor: John Day | [email protected]. E modifikuara e fundit: 2024-01-30 12:27

Në këtë tutorial do t'ju tregoj se si të ndërtoni furrën tuaj të rimbushjes pa tel, në mënyrë që të mblidhni PCB cilësore në kuzhinën tuaj pa pasur nevojë të shqetësoheni për rrotullimin e dorezave me dorë dhe shqetësimin nëse dërrasat tuaja po nxehen shumë! Jo vetëm kaq, por ne do të përdorim funksionalitetin e integruar Bluetooth Low Energy (BLE) të ESP32 (sepse çfarë tjetër do të përdorni në 2018), si dhe një modul shtesë që kam ndërtuar si pjesë e një programi të hapur -ekosistemi i kontrollit të reflow -it të burimit i quajtur "Reflowduino". Ne gjithashtu do të programojmë gjithçka në mjedisin Arduino IDE dhe do të përdorim atë që kemi mësuar në një mësim të mëparshëm për të kontrolluar konfigurimin e rimbushjes me një aplikacion të personalizuar Android. Unë kam ofruar të gjithë skedarët e projektimit, shembull skicat Arduino, aplikacionin demo dhe projektin wiki (shumë informacion!) Në faqen time Reflowduino Github.

Nëse nuk e keni bërë tashmë, ju lutemi shikoni këtë tutorial për përdorimin e funksionit të ESP32 Bluetooth Low Energy me Arduino IDE dhe krijimin e komunikimit të dyanshëm me një aplikacion të personalizuar Android sepse ai ka shumë informacion përkatës në lidhje me atë që ne do të mbulojmë këtu Me Sidoqoftë, nëse nuk ju intereson vërtet puna e brendshme e Bluetooth dhe aplikacionit, thjesht vazhdoni të lexoni dhe unë do t'ju tregoj se si ta bëni konfigurimin e furrës tuaj reflow të funksionojë pa dhimbje! Qëllimi im për këtë tutorial është ta bëj atë të shkurtër dhe të ëmbël ndërsa ende të përcjell mesazhet kryesore!

Mohim i sigurisë

Nëse jeni fillestar në elektronikë ose nuk keni përvojën e duhur për të punuar me tensionin në rrjet, unë do t'ju sugjeroja që ose të mos ngatërroheni me të, të konsultoheni me një profesionist ose të vazhdoni të mësoni derisa të jeni mjaft të aftë! Unë nuk jam përgjegjës për ndonjë aksident që mund të ndodhë për shkak të keqpërdorimit të Reflowduino ose përbërësve të tij të lidhur ose sistemit elektrik (përfshirë energjinë elektrike). Merrni të gjitha masat paraprake të sigurisë sipas nevojës, të tilla si doreza dhe syze sigurie të certifikuara. Për më tepër, nuk rekomandohet që të përdorni të njëjtën pajisje për të ndezur PCB -të dhe gjithashtu për të gatuar ushqim për konsum, i cili mund të rezultojë në helmim nga ushqimi, veçanërisht me saldimin me plumb. Ju jeni plotësisht përgjegjës për veprimet tuaja dhe i kryeni ato në rrezikun tuaj!

Me këtë, le të fillojmë!

Hapi 1: Mblidhni pjesë

Për këtë tutorial do t'ju duhet përbërësit e mëposhtëm:

• Bordi i zhvillimit DOIT ESP32
• Kabllo mikro USB (për të ngarkuar kodin dhe fuqizuar bordin dev ESP32)
• Reflowduino32 "shpinës" modul për bordin ESP32 dev
• Furrë me dolli (lexoni komentet më poshtë për më shumë detaje)
• Termoelement i tipit K (i përfshirë me Reflowduino32)
• Moduli i stafetës Sidekick (vjen me një kabllo energjie të rëndë C13)
• 2 x tela bluzë meshkuj-meshkuj Dupont (për të lidhur Reflowduino32 me modulin e stafetës)
• Kaçavidë e vogël me kokë të sheshtë (për shtrëngimin e terminaleve të vidave)

Përbërësit kryesorë këtu janë bordi ESP32 dev, Reflowduino32 dhe moduli i stafetës Sidekick, dhe natyrisht, vetë furra e thotë dolli. Unë do të shpjegoj shkurtimisht çdo artikull më poshtë:

ESP32 Bordi i Dev + Reflowduino32

Aktualisht Reflowduino32 është projektuar për t'u futur në bordin ESP32 dev kështu që bordi dev duhet të ketë ndarjen dhe pinoutet e duhur të titujve në mënyrë që kjo të funksionojë. Unë kam projektuar çantën e shpinës Reflowduino32 posaçërisht për bordin "DOIT" ESP32 dev pasi kam vënë re se kjo ishte e disponueshme në internet dhe duket se përdoret gjerësisht. Sidoqoftë, nëse gjeni një bord tjetër ESP32 dev që ka të njëjtat pinouts dhe distanca të kunjave, atëherë ju lutem më tregoni sepse duhet të funksionojë gjithashtu!

Furrë thotë dolli

Duhet të jetë mjaft e qartë se çfarë bën kjo në skemën e madhe të gjërave, por mund të mos jetë aq e qartë sa lloj dhe model për të zgjedhur. Personalisht kam testuar këtë furrë dolli të lirë Walmart e cila është vlerësuar në 1100W dhe është mjaft e përgjithshme. Unë mendoj se çdo gjë mbi 1000W duhet të jetë e përshtatshme për përdorim hobbyist, por ka konsiderata të caktuara. Gjërat kryesore për të kërkuar në një thotë dolli është fuqia (mundësisht> 1000W), madhësia (sa dërrasa dëshironi të futen në të?), Konfigurimi i tabaka (a ka një tabaka të bukur dhe të sheshtë që mund të përdorni për të vënë PCB është i ndezur?) dhe nëse është apo jo një furrë thotë dolli me konvekcion (ndoshta ju do të gatuani tufa më të mëdha të dërrasave dhe dëshironi një shpërndarje më të barabartë të temperaturës në të gjithë furrën?). Të gjithë këta faktorë vërtet varen nga aplikacioni juaj personal, por për mua dolli i lirë, i përgjithshëm Walmart funksionoi mirë.:)

Ju mund të pyesni, po për pjatat e nxehta? Sipas mendimit tim, unë do të largohesha nga pllakat e nxehta sepse ato kanë tendencë të kenë masë të lartë termike. Çfarë do të thotë kjo është se ata do të nxehen dhe do të vazhdojnë të ngrohen edhe mirë pasi ta fikni. Kjo e bën atë vërtet të paparashikueshme për kontrollin e saktë të temperaturës sepse temperatura mund të tejkalojë sasi të mëdha dhe potencialisht të dëmtojë çdo përbërës të prekshëm në dërrasat tuaja. Në thelb përdorimi i një pllake të nxehtë do të mposhte qëllimin e përdorimit të një kontrolluesi të rimbushjes në radhë të parë.

Moduli i stafetës

Në mënyrë që të kontrollojmë temperaturën ne duhet të kontrollojmë dolli të ndezur dhe fikur sipas temperaturës që lexojmë nga termoelementi. Sidoqoftë, furra e thotë dolli është një pajisje AC dhe është relativisht me fuqi të lartë (me dollare 120VAC që zakonisht tërheqin rreth 8-10A) kështu që ne duhet të sigurohemi që mund ta drejtojmë siç duhet pa e mbingarkuar stafetën. Një konsideratë tjetër është tensioni i kontrollit të stafetës. Shumica e stafetëve hobiistë (të pajtueshëm me Arduino) të aftë për të ndërruar rryma të larta vlerësohen për hyrje 5V, por në këtë tutorial kemi të bëjmë me një ESP32 i cili funksionon në 3.3V. Kjo do të thotë që moduli mesatar i stafetës Joe mund të mos funksionojë për ne. Sidoqoftë, në rast se dëshironi të përdorni një modul të ndryshëm stafetë, unë kam krijuar një veçori ku mund të ndryshoni tensionin e kontrollit të stafetës nga 3.3V e paracaktuar në tensionin "VIN" të bordit ESP32 dev, i cili si parazgjedhje është V 5V kur mundësohet përmes USB. Sidoqoftë, teorikisht mund ta fuqizoni atë nga jashtë me diçka më të lartë se 5V, të themi 9V, dhe atëherë tensioni i kontrollit të stafetës do të jetë 9V. Duke u thënë kështu, normalisht nuk do të keni nevojë për asgjë mbi 5V.

Kjo është pjesërisht arsyeja pse krijova modulin e stafetës Sidekick, një stafetë me fuqi të lartë me gjendje të fortë të aftë për të ndërruar çdo pajisje legale 120VAC dhe pa ndonjë zhurmë klikimi (gjendje të ngurtë) si stafetat tradicionale! Ai gjithashtu ka lidhës shumë të sigurt dhe të përshtatshëm dhe për lidhjen e lehtë të pajisjes, mikrokontrolluesit dhe energjisë elektrike (priza e murit AC), kështu që kjo është ajo që do të përdor këtu. Pjesa e lezetshme është se nuk keni nevojë as të hapni furrën e thotë dolli për ta kontrolluar atë!

Hapi 2: Konfigurimi i harduerit

Konceptet e Kontrollit

Me të vërtetë, koncepti është mjaft i drejtpërdrejtë: Në fund të fundit qëllimi ynë është të kontrollojmë temperaturën brenda furrës së thotë dolli. Për ta bërë këtë, ne duhet të kontrollojmë furrën e thotë dolli të ndizet dhe fiket periodikisht me modulin e stafetës, analog me PWM, por një version vërtet i ngadalshëm i tij (çdo dritare kohore është 2 sekonda, kështu që mund të ndizet për 1.5 sekonda dhe të fiket për 0.5 sekonda) Me Për të drejtuar stafetën, duhet t'i japim një tension të duhur në kunjat e kontrollit të stafetës (logjika HIGH = ON, LOW = OFF). Në rastin tonë, ne thjesht lidhim dy hyrjet e kontrollit të stafetës në terminalin e vidave të stafetë të Reflowduino32. Arsyeja pse ne nuk po lidhim drejtpërdrejt kunjat dixhital ESP32 me stafetën është sepse stafeta tërheq një rrymë të mirë (në krahasim me atë që mund të trajtojnë kunjat IO) dhe ne nuk duam të mbingarkojmë ESP32. Reflowduino32 përfshin kalimin në anën e ulët të MOSFET dhe mund të trajtojë mbi 200mA rrymë, duke kursyer kështu kunjat e ESP32 nga çdo dëmtim i mundshëm.

Në thelb thjesht ndiqni diagramin e instalimeve elektrike "Reflowduino32 + Sidekick Control" më lart dhe do të jeni mirë të shkoni!

Dorezat e furrës së thotë dolli

Besoni apo jo, ky është një seksion vendimtar në këtë tutorial! Nëse nuk i kushtoni vëmendje këtu, do të pyesni pse thotë dolli juaj nuk ndizet edhe nëse ndiqni gjithçka tjetër në mënyrë perfekte. Pse? Epo, në mënyrë që ne të kontrollojmë dolli jashtë (përmes kordonit të tij të energjisë) pa e hapur atë, ne duhet të bëjmë dolli sikur të ishte gjithnjë i ndezur nëse do ta fusim direkt në mur. Për shkak se thotë dolli është i kyçur nga stafetë ne mund të kontrollojmë kur thotë dolli është i fikur, por nëse thotë dolli është ndezur ose nganjëherë kur stafeta është aktive, atëherë ne po e vendosim veten për dështim. Kjo është arsyeja pse gjëja e parë që duhet të bëjmë është të vendosim çelësat e thotë dolli. Shumica e furrave të thotë dolli do të kenë tre çelësa: një për temperaturën, një për vendosjen e pjekjes dhe një tjetër për kohëmatësin. Ajo që duhet të bëni është sa vijon:

• Maksimoni temperaturën (ne nuk duam që procesi i rimbushjes sonë të ndalet në mes të rrugës!)
• Vendosni opsionin e gatimit në "Piqni" ose çfarëdo që i bën të gjitha fijet e ngrohjes të ndizen brenda!
• Nxirrni kohëmatësin ose, në rastin e thotë dolli im, kthejeni çelësin e kohëmatësit në "Stay on" në mënyrë që të mos fiket kurrë!

Pasi ta bëni këtë, lidhni kordonin e rrymës së thotë dolli në një prizë dhe duhet ta dëgjoni dhe ta shihni të ndizet. Bingo! Nëse në rast se keni frikë se do t'i vendosni gabimisht çelësat, mos ngurroni t'i ngjitni në vend, në mënyrë që të mos lëvizin kurrë!

Tani që dolli ynë është gjithmonë i ndezur kur është i ndezur, ne mund ta ndezim ose çaktivizojmë me stafetë me paqen e mendjes se me të vërtetë do të ndizet kur stafeta është aktive.

Shënime për tela

Këtu janë vetëm disa shënime që mund ose nuk mund t'ju ndihmojnë kur bashkoni gjithçka:

• Gjëja e parë që dëshironi të bëni është të lidhni çantën e shpinës Reflowduino32 në gjashtë kunjat e para të bordit DOIT ESP32 dev (në mënyrë që terminalet e vidave të jenë në të njëjtën anë me mikro USB në bordin dev). Në rast se pyesni veten, çanta e shpinës është projektuar në mënyrë që të mund të futni telat e Dupont në bordin ESP32 dev ngjitur me Reflowduino32 siç tregohet në figurën e mësipërme.
• Një gjë tjetër që duhet marrë parasysh është polariteti i hyrjeve të stafetës. Ata të dy janë etiketuar pranë terminaleve të vidave, por unë dua t'ju kursej nga ndërrimi aksidental i tyre dhe pyetja se çfarë po ndodh kur thotë dolli nuk ndizet!
• Ju gjithashtu duhet të lidhni termoelementin në terminalin e vidave në çantën e shpinës Reflowduino32. Në fillim mund të jetë e vështirë të shihet se cili tel është e ngjyrës (e verdhë ose e kuqe), kështu që mund t'ju duhet të përdorni thonjtë tuaj dhe të hiqni butësisht izolimin. Sidoqoftë, mos e bëni këtë me forcë për të minimizuar grindjen!
• Kam lexuar nga disa njerëz që mund të merrni rezultate më të sakta nëse e vendosni termoelementin në një copë PCB të tillë që maja të kontaktojë sipërfaqen e PCB. Një dërrasë skrap me madhësi të ngjashme me dërrasat që po montoni do t'i japë termoçiftit masë termike të krahasueshme dhe për këtë arsye do t'i bëjë leximet më të sakta. Kjo ka kuptim nëse mendoni për ftohjen; pa skrap PCB maja e termoelementit do të ftohet shumë më shpejt sesa PCB që po montoni, dhe e njëjta gjë vlen edhe me ngrohjen shumë më shpejt.
• Ekziston një ndërprerës i energjisë në modulin e stafetës Sidekick. Nëse kjo nuk është e ndezur thotë dolli nuk do të nxehet! Sidoqoftë, tani për tani thjesht lini atë para se të ngarkojmë kodin në tabelën ESP32.

Hapi 3: Konfigurimi ESP32 Arduino IDE

Tani që keni të gjithë pajisjen e konfiguruar, le të hedhim një vështrim në softuerin e nevojshëm për të filluar dhe funksionuar gjithçka.

Shënim: Këto udhëzime të instalimit ESP32 Arduino më poshtë vijnë drejtpërdrejt nga Hapi 2 i mësimit tim të mëparshëm ESP32 Bluetooth. Ky është një nga ato vende ku nëse nuk e keni bërë tashmë, mund të jetë një ide e mirë të shikoni atë udhëzues për të mësuar më shumë rreth aftësive Bluetooth të ESP32.

Kjo është mjaft e qartë, por gjëja e parë që duhet të bëni është të instaloni Arduino IDE. Mjaft tha.

Instalimi i paketës ESP32

Gjëja tjetër që duhet të bëni është të instaloni paketën ESP32 për Arduino IDE duke ndjekur udhëzimet e Windows ose udhëzimet e Mac. Unë do të them që për Windows kur udhëzimet ju thonë të hapni "Git GUI" ju duhet të shkarkoni dhe konfiguroni "Git" nga lidhja e dhënë dhe nëse e keni të vështirë të gjeni një aplikacion të quajtur "Git GUI" atëherë gjithçka që ju nevojitet për të bërë është të kërkoni "Git GUI" në menunë e fillimit dhe do të shihni një ikonë të vogël të shpejtë të komandës (shiko pamjen e bashkangjitur të ekranit më lart). Locatedshtë gjithashtu e vendosur në "C: / Program Files / Git / cmd / git-gui.exe" si parazgjedhje. Nga atje, ndiqni udhëzimet dhe do të jeni mirë të shkoni! Shënim: Nëse e keni tashmë paketën ESP32 të instaluar në Arduino IDE por nuk e keni marrë pasi mbështetja BLE u shtua në paketë, unë do të rekomandoja të shkoni te "Documents/hardware/espressif" dhe të fshini dosjen "esp32" dhe duke bërë përsëri udhëzimet e konfigurimit të mësipërm. Po e them këtë sepse hasa në një çështje ku edhe pasi ndoqa procedurën e përditësimit në fund të udhëzimeve, shembujt e BLE nuk po shfaqeshin në "Shembujt" nën "Shembuj për Modulin ESP32 Dev" në Arduino IDE.

Testi ESP32

Në Arduino IDE gjëja e parë që duhet të bëni është të shkoni te Tools / Board dhe të zgjidhni tabelën e duhur. Zakonisht nuk ka rëndësi se cilën zgjidhni, por disa gjëra mund të jenë specifike për tabelën (zakonisht numërimi i GPIO dhe gjëra të tilla), prandaj kujdes! Zgjodha "ESP32 Dev Module" për bordin tim. Gjithashtu vazhdoni dhe zgjidhni portën e duhur COM pasi të lidhni tabelën me kompjuterin tuaj përmes kabllit USB.

Në mënyrë që të kontrolloni nëse instalimi ESP32 shkoi mirë, shkoni te File / Examples / ESP32 BLE Arduino dhe duhet të shihni disa skica shembullore, si "BLE_scan", "BLE_notify", etj. Kjo do të thotë që gjithçka është vendosur si duhet në Arduino IDE!

Tani që Arduino IDE është gati, provoni nëse vërtet funksionon duke hapur shembullin Blink nën File -> Shembuj -> 01. Bazat -> Blink dhe ndryshoni të gjitha rastet e "LED_BUILTIN" në "2" (numri i paracaktuar GPIO që kontrollon LED në bordin DOIT ESP32 dev). Pas ngarkimit të skicës, duhet të shihni që LED blu të ndizet çdo sekondë!

Hapi 4: Reflowduino32 Demo Sketch

Konfigurimi i Bibliotekës

Tani që keni të instaluar paketën ESP32 Arduino, shkoni në depon Reflowduino Github dhe shkarkoni skicën Reflowduino_ESP32_Demo.ino. (Kur përpiqeni ta hapni atë, Arduino do t'ju pyesë nëse doni të krijoni një dosje që përmban të njëjtin emër si skica, në këtë rast klikoni "Po" për ta hapur). Ky skicë është një demonstrim gjithëpërfshirës i furrës që lexon temperaturën nga termoelementi, i dërgon periodikisht ato lexime në një aplikacion të personalizuar Android (të përmendur në pjesën tjetër), kontrollon stafetën (dhe në fund dolli) në përputhje me rrethanat bazuar në kontrollin PID dhe merr komandat nga aplikacioni. E gjithë kjo në ESP32! Mjaft e rregullt, apo jo?

Tani për të përpiluar këtë skicë do t'ju duhen bibliotekat e mëposhtme:

• Biblioteka Adafruit MAX31855
• Biblioteka Arduino PID

Instaloni këto biblioteka dhe verifikoni që skica Reflowduino32 të përpilohet, pastaj ngarkojeni në bordin tuaj të zhvillimit ESP32!

Cilësimet e rimbushjes

Pranë pjesës së sipërme të kodit ka një mori rreshtash #të përcaktuar. Këto janë gjëra që mund t’i ndryshoni sipas nevojave tuaja. Për shembull, ju mund të dëshironi që temperatura e rimbushjes të jetë më e ulët nëse keni paste ngjitëse me temperaturë të ulët, ose më të lartë nëse keni paste saldimi me plumb. Ju do të vini re se unë kam përfshirë disa vlera tipike për profilin e rimbushjes dhe parazgjedhja duhet të funksionojë mirë me pastën e saldimit pa plumb me temperaturë të ulët. Ju gjithashtu mund të dëshironi të rregulloni konstantet PID më vonë në varësi të konfigurimit tuaj fizik (megjithëse kjo ndoshta nuk është e nevojshme). Për më shumë informacion mbi profilet e ngjitjes dhe rimbushjes, shikoni këtë faqe wiki të Github.

Hapi 5: Konfigurimi i aplikacionit

Pasi të keni ngarkuar skicën demo në ESP32 tuaj do t'ju duhet të instaloni aplikacionin Reflowduino32 Android si hapi i fundit në funksionimin e konfigurimit tonë! Thjesht shkarkoni dhe instaloni skedarin.apk në një pajisje Android me Bluetooth 4.0 ose më të lartë dhe hapni aplikacionin!

Nëse Bluetooth nuk është aktivizuar tashmë, aplikacioni do t'ju kërkojë ta aktivizoni. Sigurohuni që bordi juaj ESP32 është aktivizuar dhe ekzekuton skicën demo. Gjëja e parë që duhet të bëni është të lidheni me ESP32 përmes Bluetooth në aplikacion, pastaj menjëherë pasi butoni në pjesën e sipërme të majtë thotë "Lidhur!" duhet të shihni që leximet e temperaturës shfaqen në ekran nëse e lidhni çiftin tematik siç duhet. Nëse jo, ju lutemi kontrolloni termoelementin dhe sigurohuni që të keni një lidhje të sigurt në terminalin e vidhave.

Tani është koha për të provuar gjërat argëtuese! Kthejeni çelësin në pozicionin "on" në modulin Sidekick dhe shtypni butonin "START" në aplikacion. Drita e furrës së thotë dolli duhet të ndizet dhe ju duhet të dëgjoni që fijet të bëjnë një zhurmë të dobët zhurmuese dhe përfundimisht t'i shihni ato të shkëlqejnë ndërsa nxehen! Ju gjithashtu duhet të shihni LED blu në bordin ESP32 të ndizet për të treguar që procesi i rifreskimit është duke u zhvilluar.

Ndërsa procesi i rimbushjes vazhdon, duhet të shihni një profil të bukur të rifreskimit që grafikohet në aplikacion. Kur temperatura arrin temperaturën e rimbushjes, një praktikë e mirë është të hapni derën e furrës së thotë dolli për të lënë nxehtësinë të ikë në mënyrë që tabela të ftohet, përndryshe temperatura do të rritet për ca kohë shtesë. Në tabelën klasike Reflowduino ka një zile për t'ju paralajmëruar kur ta bëni këtë, por këtu ju vetëm duhet të gjykoni sipas temperaturës së shfaqur në aplikacion e cila nuk është e vështirë.

Pasi tabela të ftohet në një prag të caktuar (40 *C si parazgjedhje, por ju mund ta ndryshoni këtë në kod) procesi i rimbushjes do të konsiderohet i përfunduar dhe LED blu do të fiket dhe aplikacioni do të ruajë të dhënat e rimbushjes në një skedar në telefonin tuaj në mënyrë që ta importoni në Excel. Për më shumë informacion në lidhje me importimin e të dhënave të ruajtura në Excel, shihni këtë faqe wiki Github.

Kjo është shumë pak ajo!