DIY Multifunktionsenergimätare V2.0: 12 steg (med bilder)

2024 Författare: John Day | [email protected]. Senast ändrad: 2024-01-30 12:36

I den här instruktionsboken kommer jag att visa dig hur du gör en Wemos (ESP8266) baserad multifunktionsenergimätare. Denna lilla mätare är en mycket användbar enhet som övervakar spänning, ström, effekt, energi och kapacitet. Förutom dessa övervakar den också den omgivande temperatur som är viktig för solcellsanläggning. Denna enhet är lämplig för nästan alla DC -enheter. Denna lilla mätare kan också användas för att mäta batteriets eller powerbankens verkliga kapacitet med hjälp av en laddningsbelastning. Mätaren kan mäta upp till spänningsintervall från 0 - 26V och en maximal ström på 3,2A.

Detta projekt är en fortsättning på mitt tidigare energimätarprojekt.

Följande är de nya funktionerna som läggs till i den tidigare versionen

1. Övervaka parametrarna från smarttelefonen

2. Auto intervall av parametrar

3. Övervakning av elräkningen

4. USB -enhetstestare

Jag blev inspirerad av följande två projekt

1. Power Monitor” - Likström och spänningssensor (INA219)

2. Gör din egen effektmätare/logger

Jag vill rikta ett särskilt tack till de två projektförfattarna ovan.

Tillbehör:

Komponenter som används:

1. Wemos D1 Mini Pro (Amazon)

2. INA219 (Amazon)

3. 0,96 OLED -skärm (Amazon)

4. DS18B20 Temp Sensor (Amazon)

5. Lipobatteri (Amazon)

6. Skruvterminaler (Amazon)

7. Kvinnliga / manliga rubriker (Amazon)

8. Perforerad bräda (Amazon)

9. 24 AWG Wire (Amazon)

10. Skjutbrytare (Amazon)

11. USB -hane (Amazon)

12. 11. USB -kvinnlig port (Amazon)

12. PCB -avstängningar (Amazon)

13. Solpaneler (Voltaic)

Verktyg och instrument som används:

1. Lödkolv (Amazon)

2. Wire Stripper (Amazon)

3. Multimeter (Amazon)

Steg 1: Steg 1: Hur fungerar det?

Hjärtat på energimätaren är ett ESP8266 -baserat Wemos -kort. ESP8266 känner av ström och spänning med hjälp av INA219 strömgivare och temperatur med temperaturgivare DS18B20. Enligt denna spänning och ström gör ESP matte för att beräkna effekt, energi och kapacitet. Från energiförbrukningen beräknas elräkningen baserat på energipriset (pris per kWh).

Hela schemat är indelat i 4 grupper

1. Wemos D1 Mini Pro

Den ström som krävs för Wemos -kortet levereras från ett LiPovBattery via en skjutreglage.

2. Strömgivare

Strömgivaren INA219 är ansluten till Arduino -kortet i I2C -kommunikationsläge (SDA och SCL -stift).

3. OLED -skärm

I likhet med den aktuella sensorn är OLED -skärmen också ansluten till Arduino -kortet i I2C -kommunikationsläget. Adressen för båda enheterna är dock annorlunda.

4. Temperaturgivare

Här har jag använt temperatursensorn DS18B20. Den använder ett en-tråds protokoll för att kommunicera med Arduino.

Steg 2: Förbered sidhuvudstiften

För att montera Arduino, OLED -skärm, strömsensor och temperatursensor, behöver du några kvinnliga raka huvudstiften. När du köper de raka rubrikerna blir de för långa för att komponenterna ska kunna användas. Så du måste trimma ner dem till en lämplig längd. Jag använde en nipper för att trimma ner den.

Följande är detaljerna om rubrikerna:

1. Wemos Board - 2 x 8 stift

2. INA219 - 1 x 6 stift

3. OLED - 1 x 4 stift

4. Temp. Sensor - 1 x 3 stift

Steg 3: Löd de kvinnliga rubrikerna

Efter att ha förberett den kvinnliga rubriken, löd dem till det perforerade brädet.

Efter att ha lödt huvudstiften, kontrollera om alla komponenter passar perfekt eller inte.

Steg 4: Lödskruvterminaler, USB -port och switch

Löd först de tre skruvplintarna, skruvplintarna används för att ansluta 1. Källa 2. Ladda och 3. Batteri

De övre terminalerna används för käll- och lastanslutning och den nedre terminalen på sidan av strömbrytaren används för att ansluta batteriet.

Löd sedan skjutreglaget. Skjutreglaget slår på och stänger av strömmen till Wemos -kortet.

Äntligen löd den kvinnliga USB -porten. Storleken på monteringsbenen på USB -porten är något större än hålen i det perforerade hålet, så du måste göra hålet bredare med en borr. Tryck sedan in USB -porten i hålen och löd alla stiften.

Steg 5: Förbered INA219 -sensorn

INA219 -sensorn levereras med 6 -stifts hanremsor och en skruvterminal. De manliga huvudstiften är för I2C -anslutning med mikrokontroller och skruvterminalen är för kraftanslutning för mätning av strömmen.

Här har jag lödt de 6pin hanstiften till INA219 och lämnat skruvterminalen för att överväga estetiskt utseende. Sedan löd jag direkt två trådar till lödkudden som anges för skruvterminalen som visas på bilden ovan.

Steg 6: Montera temperatursensorn

Här använder jag temperatursensorn DS18B20 i paketet TO-92. Genom att överväga det enkla bytet har jag använt en 3 -stifts kvinnlig rubrik. Men du kan löda sensorn direkt till det perforerade brädet.

Stiftdiagrammet för DS18B20 visas i bilden ovan.

Steg 7: Gör kretsen

Efter lödning av honhuvudena och skruvterminalerna måste du ansluta plattorna enligt schematiskt diagram som visas ovan.

Anslutningarna är ganska raka fram

INA219 / OLED -> Wemos

VCC -> VCC

GND -> GND

SDA -> D2

SCL-> D1

DS18B20 -> Wemos

GND -> GND

DQ -> D4 genom ett 4,7K uppdragningsmotstånd

VCC -> VCC

Slutligen, anslut skruvplintarna enligt schemat.

Jag har använt 24AWG -färgade trådar för att göra kretsen. Löd kabeln enligt kretsschemat.

Steg 8: Förbered batteripaketet

Här har jag använt ett 700mAh batteri för att driva Wemos -kortet. Batteriet är monterat på kretskortets baksida. För att montera batteriet har jag använt 3M dubbelsidig tejp.

Lite tankar:

1. Om du inte vill använda ett batteri kan du använda källkraft för att driva Wemos -kortet med hjälp av en spänningsregulator.

2. Du kan lägga till en laddningskort TP4056 för att ladda LiPo -batteriet.

Steg 9: Montering av avstånden

Efter lödning och kabeldragning monteras avstånden i 4 hörn. Det ger tillräckligt med utrymme för lödfogarna och trådarna från marken.

Steg 10: Programvara och bibliotek

1. Förbereder Arduino IDE för Wemos Board

För att ladda upp Arduino -koden till Wemos -kortet måste du följa denna instruktion

Ställ in rätt kort och COM -port.

2. Installera biblioteken

Sedan måste du importera biblioteket till din Arduino IDE

Ladda ner följande bibliotek

1. Blynk bibliotek

2. Adafruit_SSD1306

3. Adafruit_INA219

4. DallasTemperatur

5. OneWire

3. Arduino Sketch

Efter att ha installerat ovanstående bibliotek klistrar du in Arduino-koden som anges nedan. Ange behörighetskoden från steg-1, ssid och lösenord för din router.

Ladda sedan upp koden.

Steg 11: Gränssnitt med Blynk App

Eftersom Wemos -kortet har ett inbyggt WiFi -chip kan du ansluta det till din router och övervaka alla parametrar från din smartphone. Här har jag använt Blynk -appen för att göra smartphoneövervakningsappen.

Blynk är en app som tillåter full kontroll över Arduino, ESP8266, Rasberry, Intel Edison och mycket mer hårdvara. t är kompatibel med både Android och iPhone.

I Blynk körs allt på ⚡️Energi. När du skapar ett nytt konto får du 2️2 000 för att börja experimentera; Varje widget behöver lite energi för att fungera.

Följ stegen nedan:

Steg 1: Ladda ner Blynk-appen

1. För Android

2. För iPhone

Steg 2:

Skaffa Auth Token För att kunna ansluta Blynk App och din maskinvara behöver du en Auth Token.

1. Skapa ett nytt konto i Blynk App.

2. Tryck på QR -ikonen i den övre menyraden.

Skapa en klon av detta projekt genom att skanna QR -koden som visas ovan. När det väl upptäckts kommer hela projektet att finnas på din telefon omedelbart.

3. Efter att projektet skapats kommer Blynk -teamet att skicka dig en Auth Token via registrerat e -post -id.

4. Kontrollera din e -postinkorg och hitta Auth Token.

Steg 12: Testa kretsen

För att testa kortet har jag anslutit ett 12V batteri som källa och en 3W LED som last.

Batteriet är anslutet till källskruvterminalen och lysdioden är ansluten till lastskruvterminalen. LiPo -batteriet är anslutet till batteriets skruvterminal och slår sedan på kretsen med hjälp av skjutreglaget. Du kan se att alla parametrar visas på OLED -skärmen.

Parametrarna i den första kolumnen är 1. Spänning 2. Ström 3. Effekt Parametrarna i den andra kolumnen är 1. Energi 2. Kapacitet 3. Temperatur

Öppna nu Blynk -appen för att övervaka alla ovanstående parametrar från din smartphone.

För att kontrollera noggrannheten använde jag min multimeter och en testare enligt ovan. Noggrannheten ligger nära dem.

Jag är verkligen nöjd med den här fickformaten.

Tack för att du läste min Instructable. Om du gillar mitt projekt, glöm inte att dela det.

Kommentarer och feedback är alltid välkomna.