Crocodile Solar Pool Sensor: 7 steg (med bilder)

2024 Författare: John Day | [email protected]. Senast ändrad: 2024-01-30 12:37

Denna instruerbara visar hur man bygger en ganska speciell poolsensor som mäter pooltemperaturen och överför den via WiFi till Blynk App och till en MQTT -mäklare. Jag kallar det "Crocodile Solar Pool Sensor". Den använder Arduino -programmeringsmiljön och ett ESP8266 -kort (Wemos D1 mini pro).

Vad är så speciellt med det här projektet?

• Utseendet är bara bra
• Helt oberoende av strömkällor (solpanel matar LiPo -batteriet)
• Låg effekt ESP8266 WiFi -ansluten sensor
• Ganska hög precision temperaturgivare
• Dataöverföring av temp och spänning till Blynk APP för din mobiltelefon
• Skickar också en "senast uppdaterad" tidsstämpel till Blynk APP
• Dataöverföring av temp och spänning till en MQTT -mäklare
• Celsius och Fahrenheit omkopplingsbar
• Kan omprogrammeras

Din skicklighetsnivå: mellanliggande till erfaren

Tillbehör

För detta bygge behöver du veta hur du arbetar med:

• Arduino IDE (programmeringsmiljö)
• ett lödkolv
• en borr
• en vass kniv
• epoxilim
• varmt lim
• industriellt sprayskum
• sprayfärg

Steg 1: Komponenter som behövs

Dessa saker behövs för att bygga den här fina poolsensorn:

• Krokodilhuvudet (skummad plast) som finns här: Amazon: Crocodile Head
• ELLER alternativt: Båtskal (Aliexpress). Se steg 6 för detta.
• ESP8266 Wemos D1 mini pro: (Aliexpress)
• Solpanel 0.25W 45x45mm: (Aliexpress)
• ** REDIGERA efter ett års användning: Jag rekommenderar starkt att du använder ett starkare batteri som en 18650 (exempel: Aliexpress)
• Batteriladdningsmodul TP4056: (Aliexpress)
• Vattentät temperatursensor DS 18b20: (Aliexpress)
• 22 AWG -tråd (Aliexpress)
• Prototyp kretskort 5x7cm (Aliexpress)
• 220 Ohm och 4,7 kOhm motstånd
• en kort USB till MicroUSB -kabel

dessutom:

• Isolerande skumtätningsmedel @ DIY -marknaden eller här: (Amazon)
• Vattentät färg @ DIY -marknaden eller här: (Amazon)
• Filler primer spray @ DIY market eller här: (Amazon)
• Flytande epoxi för en vattentät beläggning @ DIY -marknad
• Varmt lim

Du kan behöva använda en 3D -skrivare för att skriva ut ett vattentätt lock till USB -porten.

Steg 2: Elektronik

Jag trodde att det var lättast att börja med några av dessa DIY universella prototyp PCB och jag fann att en 5x7cm är perfekt för detta ändamål.

Byggsteg:

1. Förbered D1 mini pro för användning av en extern antenn:

   1. Lossning 0 Ohm motstånd bredvid keramisk antenn
   2. Vrid 0 Ohm -motståndet nedåt och löd anslutningen till extern antenn (bra förklaring finns här - Steg5)
2. Placera delarna och bestäm layouten på prototypen PCB innan du börjar lödning
3. Löd tapparna till D1 mini pro
4. Löd avståndsstiften till prototypkortet
5. Löd stiften för laddarkortet till prototypen PCB
6. Löd laddarkortet till stiften
7. Klipp kabeln till temperaturgivaren till en längd av 20 cm
8. Se bilden ovan för anslutning av temperaturgivaren
9. Löd kabeln till solpanelen
10. LÖD INTE solpanelkablarna till brädet - dessa måste limmas först på krokodilens huvud
11. Följ Fritzing -schemat ovan för att löda alla återstående anslutningar till kretskortet
12. När alla komponenter är anslutna och lödda använder du lite varmt lim för att fixa batteriet. Observera: För att sätta ESP8266 i viloläge är det nödvändigt att ansluta stift D1 med stift RST. Ibland orsakar D1 mini pro problem med serieporten om port D0 och RST är anslutna. Den jag använde (se Aliexpress -länken ovan) hade inte detta problem. Om du står inför detta problem kan du behöva använda en bygel eller en omkopplare för att koppla bort de två stiften för att ladda upp ny kod. Men (!) Då har du ingen chans att omprogrammera när krokodilhuvudet har förseglats. I det här fallet behöver du inte heller ta med USB -porten till utsidan (t.ex. för att borra ett tredje hål).

Steg 3: Hårdvara Del 1 (Förberedelse av krokodilhuvudet)

I detta steg förbereder vi baksidan av krokodilhuvudet för att få tillräckligt med utrymme för elektroniken. Och vi borrar några hål för antennen, solpanelen och USB -porten. Jag planerade mitt projekt först utan USB -porten. Men då tänkte jag att det skulle vara omöjligt för mig att göra några programuppdateringar när krokodilen har förseglats igen. Därför bestämde jag mig för att använda en kort USB-kabel mikro-USB till USB för att ge extern åtkomst till ESP8266-kortet. Nästa steg att göra:

• Skär lite mer än 7x5 cm (storlek på din prototypskiva) från den hårda ytan med en vass kniv
• Använd en sked för att ta bort det mjukare skummet från insidan
• Se bara till att du har tillräckligt med utrymme för dina kablar och ditt kort
• Prova om det passar och att det fortfarande finns lite utrymme att täcka det senare

Borra nu två eller tre hål i huvudet:

• för solpanelen
• för antennen
• (tillval) för USB -porten för att möjliggöra senare programmering

Använd 2 -komponent epoxi (5 minuter) för att limma och täta dessa hål igen. Använd tillräckligt med epoxilim! Se till att det blir vattentätt efteråt!

1. Limma solpanelkabeln till huvudet och försegla hålet ordentligt
2. Limma solpanelen mellan ögonen
3. Lim antennuttaget på huvudet och försegla hålet ordentligt
4. Limma USB -kontakten och försegla hålet ordentligt

För att undvika att vatten orsakar korrosion på USB-porten 3D-tryckt jag en liten skyddslock.

Steg 4: Programvara

Du måste ha en Arduino -miljö som körs. Om inte, kolla detta.

Hårdvaruinställningen är rak framåt (på min Mac):

LOLIN (WEMOS) D1 mini Pro, 80 MHz, Flash, 16M (14M SPIFFS), v2 Lägre minne, Inaktivera, Inga, endast skiss, 921600 på /dev/cu. SLAB_USBtoUART

Få Arduino -koden här: Arduino -kod på Github

Koden skickar temperaturen och spänningen på batteriet till Blynk. Ladda bara Blynk -appen till din mobiltelefon och skapa ett nytt projekt. Blynk skickar dig en Auth Token för detta projekt. Ange denna token i filen Settings.h. Standardinställningarna skickas

• temperaturen till VIRTUAL PIN 11
• spänningen till VIRTUAL PIN 12
• den senaste uppdaterade tidsstämpeln till VIRTUAL PIN 13

men det är lätt att ändra dessa stift i koden. Bara leka med alla Blynk -widgets med V11, V12 och V13 - det är kul. Om du är ny på detta, läs bara min vän Debasishs instruerbara - det mesta förklaras där i steg 19.

Programvaran är också beredd att använda en MQTT -mäklare.

I Settings.h finns en global variabel som heter MQTT. Detta måste ställas in på true eller false beroende på om du använder MQTT eller inte.

I mitt fall använder jag en MQTT-mäklare (Orange PI Zero, Mosquitto, Node-Red) och en instrumentpanel där alla mina sensordata samlas. Om du är ny på MQTT, låt Google hjälpa dig att konfigurera det.

Om du är bekant med MQTT är jag ganska säker på att du kommer att förstå koden.

Steg 5: Hårdvara del 2 (försegling igen)

I detta steg måste vi packa all elektronik (programvara laddad och testad) och försegla magen på vår krokodil igen. Jag ser personligen två möjliga lösningar:

1. Använd ett akrylglas och limma det med epoxilim som är vattentätt mot magen. För temperaturgivarkabeln använder du en vattentät kabelkanal (jag beklagar att jag inte valde det här alternativet - trots allt jag gick igenom skulle jag starkt rekommendera att gå den här vägen.)
2. Använd ett industriskum och fyll igen luckorna igen, använd sedan vattentät färg för att täta. Och avsluta med fyllmedel och färg.

Så jag bestämde mig för alternativ 2. Stegen är följande:

1. Löd solpanelkabel till kortet
2. Anslut antennkabeln
3. Anslut USB -kabeln till ESP8266 -kortet (OCH INTE till laddningskortet)
4. Pressa in all kabel och brädet i hålet
5. Lämna 5-10 cm av temperaturgivarkabeln hängande
6. Använd industriskummet för att fylla alla luckor (se upp - skummet expanderar kraftigt)
7. Låt det torka och skär sedan skummet med en vass kniv
8. Använd nu lite vattentät färg (används för att fixa tak) och måla det hela
9. Låt det torka och använd påfyllningsfärgspray för att producera en hård skorpa (du måste göra detta om och om igen)
10. VIKTIG EDIT (efter några veckor i vattnet): Applicera två eller tre beläggningar över hela flytande epoxi för att ge en riktigt vattentät beläggning.
11. Låt det torka - FÄRDIGT!

Steg 6: Alternativ byggnad

Eftersom den första konstruktionen med croc fortfarande är min favorit, måste jag erkänna att jag valde fel batteri (för svagt). Tyvärr kan jag inte byta batteri längre eftersom det är förseglat i crocs -kroppen.

Det är därför jag bestämde mig för att göra en annan lösning med en båt som kaross för att bättre komma åt elektroniken och batteriet om det behövs.

Ändringar:

• Skal (https://www.aliexpress.com/item/32891355836.html)
• LiIon -batteri 18650
• 3D -tryckt skär för att montera de två korten (ESP8266 och laddarmodul)

Steg 7: Bilaga: Ytterligare displayer/sensorer

Om du vill gå utöver att visa pooldata bara på Blynk App kan du också skicka den till en MQTT -mäklare. Detta gör att du kan använda flera fler möjligheter att visa din pool (eller annan) data på olika enheter. En skulle vara Node Red Dashboard på en Raspberry Pi (se bilden ovan) eller en LED -matrisdisplay. Om du är intresserad av LED -matrisen hittar du koden här:

Förresten, jag kombinerade detta projekt med solväderstationen inklusive en Zambretti -väderprognos från detta projekt:

Inspirationen till denna solväderstation kom från min indiska vän Debasish. Vänligen hitta hans instruerbara här:

Första pris i sensortävlingen