IoT -fuktsensor: 12 steg

2024 Författare: John Day | [email protected]. Senast ändrad: 2024-01-30 12:41

Jag ville ha en fuktsensor som skulle meddela mig när inomhusväxter behövde vatten. Jag ville ha något jag kunde använda för fröstart och för mogna inomhusväxter. Jag är alltid orolig för att jag antingen är över eller under vattning dem.

Jag har ägnat lite tid åt att arbeta med IoT -programvara för Arduino -enheter, med andras programvara hade jag en ganska bra uppfattning om kraven för min.

1. Jag ville ha något som jag kunde blinka till flera enheter och konfigurera via wifi. Jag ville inte behöva ändra en konfigurationsfil varje gång jag laddade upp till en ny enhet. Jag ville inte heller behöva ange referenser eller andra detaljer i koden eftersom jag alltid tänkt dela den här koden.
2. Jag ville också ha en ganska solid ram av programvara som jag kunde anpassa för framtida projekt. Den här är en fuktsensor. Jag kanske bygger en rörelse/ljus/ljud/vibration/tilt -sensor och jag ville kunna använda samma programvara för det.
3. Slutligen ville jag att detta skulle vara batteridrivet och som sådan ville jag att det skulle hålla länge. Jag spenderade lite tid på att ta reda på Deep Sleep -läget där enheten kommer att tillbringa större delen av tiden i vilande tillstånd.

Tillbehör

Wemos D1 Mini

Kapacitiv fuktsensor

18650 batteri

Positiva och negativa batterikontakter

Skjutbrytare

Tillgång till en 3D -skrivare är också ganska viktigt, men du kan hitta andra sätt att ansluta och hysa delarna.

Här är en länk till mitt Thingiverse -inlägg med alla modeller jag skapat.

Steg 1: Skaffa programvaran

Jag publicerade min programvara för GITHUB. Det är byggt med PlatformIO

1. Följ instruktionerna på PlatformIO -webbplatsen för att installera VSCode och PlatformIO
2. Ladda ner firmware från min GITHUB -repo. Klicka på Klona eller ladda ner och ladda ner ZIP
3. Extrahera och öppna mappen i VSCode
4. Anslut Wemos D1 till din dator via mikro -USB
5. I VSCode klickar du på utomjording för att öppna PlatformIO -panelen
6. Klicka på Bygg och ladda upp för att ladda upp firmware till Wemos -kortet

Steg 2: Skapa ett Blynk -projekt för din sensor att prata med

Jag fokuserade på två typer av tjänster MQTT och Blynk, båda är valfria.

Blynk är en lättanvänd och billig IOT -plattform. Du kan skapa appar mestadels med hjälp av komponentkrediterna du får gratis. Om du har slut på krediter kan du köpa mer med appköp.

1. Installera Blynk -appen på din telefon
2. Skapa ett konto
3. Skapa ett nytt nytt projekt
4. Ge det ett namn och välj Wemos D1 som enheten
5. Hämta Blynk -nyckeln från din e -postadress, den kommer att användas för att konfigurera enheten senare
6. Fortsätt och tryck var som helst på projektpanelen för att lägga till en komponent
7. Välj LCD -skärm för nu men du kan ändra det för ett diagram eller andra komponenter senare. Med Blynk kan du återvinna komponenter så att du inte behöver oroa dig för slöseri med krediter
8. Knacka på LCD -skärmen och ställ in stiften. Firmware använder två virtuella stift. Det spelar ingen roll vilka du använder så länge du använder samma i din app som din firmware senare

Steg 3: Konfigurera MQTT -tjänst (hemassistent)

Jag använder redan Home Assistant för min hemautomation och planerar att ställa in aviseringar för antingen en anläggning som har torkat eller en sensor som slutat rapportera (batteriet är slut).

Du kan hitta information för att ställa in HA om du vill eller så kan du bara ställa in en Mosquitto Service för MQTT.

I båda fallen vill du veta din ip -adress, användar -ID och lösenord.

Om du använder Home Assistant kommer du att ställa in en sensor på MQTT -plattformen men du behöver chipiden. Firmware kommer att publicera ett meddelande med ämnet [chip id]/fukt med värdet av fuktavläsningen

Här är en provsensorkonfiguration för Home Assistant

state_topic: "ESP6e4bac/fukt/"

enhetsklass: luftfuktighet

Steg 4: Konfigurera firmware

1. När kortet återställs Det startar en wifi -åtkomstpunkt WifiMoisture
2. Anslut till den med din telefon eller dator
3. Öppna en webbläsare och navigera till 192.168.4.1
4. Du kommer att se en webbformulär
5. Lägg till dina wifi -uppgifter.
6. Du kan ställa in sömnintervallet på några minuter men jag rekommenderar att du bara låter det vara standard (max för din enhet)
7. Lägg till Blynk Key och/eller MQTT -inställningar
8. Tryck på skicka

Du kan ange Blynk -nycklar och eller MQTT -referenser beroende på hur du vill spåra fuktigheten. Det borde fungera med endera men jag planerar att använda båda.

Jag använder Home Assistant för min hemautomation och kommer att ställa in en varning baserad på MQTT men jag använder också en graf i Blynk för att spåra saker i realtid.

Jag rekommenderar att du gör den här konfigurationen med Wemos -enheten som fortfarande är ansluten till din dator och medan du kör den seriella bildskärmen. Om du skrev något fel eller har andra problem behöver du den seriella utmatningen för att diagnostisera.

Steg 5: Skriv ut delar

Gå till mitt Thingiverse -inlägg, hämta delarna och skriv ut det senaste (v2 i skrivande stund).

Ingenting bör kräva några stöd men se till att öppningarna är uppåt så att du inte har några stora överhängande områden.

Steg 6: Anslut allt

Du kommer att vilja slå ihop allt innan du sätter in det i lådan, men det finns några tryckta bitar som du måste montera under kabeln. Vi kommer att ta detta ett steg i taget

Steg 7: Börja med batteriet

Batteriaggregatet är konstruerat av den tryckta hållaren, en positiv och negativ kontakt, två svarta trådar och en röd.

När du har skrivit ut batterihållaren sätter du i de positiva och negativa kontakterna i endera änden med fliken som sticker ut i botten.

Vänd på batterihållaren, vik ut flikarna och tillsätt en klick lödning till dem

Vrid ihop ändarna på de två svarta trådarna och tenn dem med löd

Tinn änden av den röda tråden med lödning

Löd sedan de svarta ledningarna till den negativa kontakten (den med fjädern) och den röda tråden till den positiva kontakten.

Vik till sist flikarna så att de ligger plant mot sidan av batterihållaren.

Steg 8: Montera omkopplaren

Den här fasta programvaran är avsedd att få ut det mesta av batteriet med chipsets djupa viloläge.

Enheten vaknar upp och publicerar en avläsning och somnar sedan igen. För att chippet ska vakna upp finns det en koppling mellan D0 och RST.

Jag använde frånvaron av den anslutningen för att berätta för enheten att du vill (om) konfigurera den. Första gången du startade enheten gick in i konfigurationsläge eftersom den inte redan hade en konfiguration sparad. Nu när det gör det, om du någonsin velat ändra den konfigurationen, vrid omkopplaren och antingen strömcykeln eller tryck på återställningsstiftet.

Jag fann också att jag ibland behövde koppla bort D0-RST-anslutningen för att kunna blinka en ny version av firmware. Brytaren fungerar också för det.

Brytarkablarna är enkla, en ledning på ena sidan till RST -stiftet och mittledningen till D0 -stiftet. Skjut det tryckta omkopplingsblocket på omkopplaren innan du lödar upp detta.

Steg 9: Löd upp resten av anslutningarna

Nu när batteriaggregatet och omkopplingsblocket är anslutet är det dags att koppla upp alla andra anslutningar.

1. Löd den röda ledningen från batteriet till 3,5v -stiftet på Wemos
2. Löd en av de svarta trådarna från batteriet till jordstiftet på Wemos
3. Löd en tråd med båda ändarna avskalade till A0 -stiftet. Vi ansluter detta till den gula ledningen på sensorn
4. Löd en röd tråd med båda ändarna avskalade till D1 -stiftet på Wemos. Detta kommer att vridas HÖG av firmware för att driva sensorn

Du kan alternativt klippa av honhuvudet från sensorn och lödda det direkt till Wemos. Jag gjorde inte det men det är inget fel med det så länge du inte planerar att ta isär det senare.

Steg 10: Lägg allt i lådan

Jag försökte få allt att sitta tätt men inte ta för mycket kraft men varje utskrift är lite annorlunda.

1. Sätt i Wemos. tryck in usb -änden först. Se till att det är snyggt. Om du inte har rätt till hörnet går inte bakdelen in lätt.
2. Sätt sedan in sensorn. Med ledningarna redan anslutna, skjut in den i en vinkel och tryck ner den när den är i rätt läge. Lådan ska hålla i ledningsfästet.
3. Sätt sedan fast batterihållaren. Du kan behöva böja lådans väggar lite. Använd det faktum att ena sidan är öppen (jag kan göra båda sidorna öppna i nästa översyn). Hitta de två cirkulära kuddarna längst ner på lådan och tryck på batterihållaren på dem.
4. Sätt slutligen omkopplaren på plats från insidan av lådan. Skruva i de två 1,7 mm x 8 mm skruvarna från utsidan och se till att trycka lite på det tryckta omkopplingsblocket. Skruvarna ska ta tag i det tryckta blocket, men kom ihåg att de tryckta delarna är mjuka och att skruvarna lätt tar bort hålen.

När allt är i lådan, ta några minuter att organisera trådarna. Du kanske kan skjuta dem bredvid batterihållaren men beroende på din kabel kan det leda till att sidorna sprids ut.

Steg 11: Slå på och gör dina första avläsningar

Slutligen se till att omkopplaren är vänd för att ansluta D0- och RST -stiften och sätt i ett batteri.

sätt på locket och skruva i de 6 skruvarna för att hålla det på plats (eller låta inte locket bara hålla med friktion).

Enheten ska ta en avläsning direkt, somna under den konfigurerade tiden och sedan ta en till.

Nu när du har det igång kan du skapa ett diagram i Blynk, ställa in ett meddelande i HomeAssistant eller något annat alternativ för att spåra fukten och hålla dina växter vid liv.

Steg 12: Nästa Iterationer

I framtiden kommer jag förmodligen att uppdatera MQTT -programvaran för att säga mer än bara råläsningen. En av blynk -stiften publicerar en tolkning så jag vill åtminstone lägga till det i MQTT. Jag måste också inkludera det sista

Jag planerar också att lägga till läsintervallet på inställningssidan eller bygga ett kalibreringsläge. Tanken skulle vara att du använder konfigurationssidan för att sätta den i kalibreringsläge. Det tar sedan ett antal avläsningar i ganska snabb följd och håller den högsta som "torr" och den lägsta som "våt".

Jag tror också att jag kan göra enheten mindre med ett mindre batteri eller stapla ihop några av delarna. Det finns alltid arbete att göra på modellen.

Slutligen finns det andra brädor förutom Wemos D1 Mini som har batterihållare och/eller laddare inbyggda. Att använda dessa kan spara lite utrymme och hindra mig från att behöva öppna fodralet senare.