ServoThermometer: 6 trinn

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sist endret: 2024-01-30 11:24

Dette er en analog temperaturvisning bygget fra en digital sensor ds18b20, en miniservo og elektronikk basert på en esp-12f-modul

Den har følgende funksjoner.

• Selvstendig enhet som inneholder elektronikk, servo og batteri
• God nøyaktighet og presisjon ved bruk av ds18b20 digital sensor
• Oppladbar LIPO med innebygd lader
• Veldig lav hvilestrøm (<20uA) for lang batterilevetid
• Servo slo bare på i korte perioder igjen og ga god batterilevetid.
• Normalt sover modulen mellom temperaturoppdateringer, men kan gjøres om til en ikke -hvilemodus for kontroll og konfigurasjon
• Opplasting av konfigurasjonsdata og servotest fra webgrensesnitt
• Minimum, maksimal temperatur, Celsius. Fahrenheit og oppdateringsintervall som kan konfigureres
• Batteriovervåkning
• Programvare kan oppdateres via webgrensesnitt
• Lav kostnad

Trinn 1: Komponenter og verktøy som trengs

Følgende komponenter er nødvendige

• Mini servomotor (MG90S)
• DS18b20 temp sensor
• ESP-12F (esp8266-modul)
• 18650 LIPO batteri
• LIPO batteriholder
• mikro USB LIPO lader
• LDO lavt hvilestrøm 3.3V regulator. Jeg brukte XC6203
• Motstander 4K7, 10K
• 220uF 6V frakoblingskondensator
• n kanal MOSFET lavterskeldriver. Jeg brukte AO3400
• p kanal MOSFET lavterskeldriver. Jeg brukte AO3401
• Lite stykke PCB -prototypebrett
• Skyv strømbryteren
• Liten trykknapp (6 mm firkant)
• Koble til ledningen
• Dobbeltsidig tape
• 3D -trykt skapdesign tilgjengelig på
• Valgfri peker. Jeg brukte en ekstra klokkehånd; en trykt versjon kan brukes.

Følgende verktøy er nødvendig

• Fine Point loddejern
• Varm limpistol
• Hullslag

Trinn 2: Elektronikk

Det meste av elektronikken er en ESP8266 wifi mikrokontrollerenhet. En liten mengde støtteelektronikk er nødvendig for å aktivere servomotoren og regulere batteriet til 3,3V, støtte sensorene og en motstandsdeler for å overvåke batterispenningen. Servomotortilførselen drives av 2 MOSFET -transistorer. De slås på en kort periode før en servooppdatering er nødvendig og settes på i en kort periode for å la servoen fullføre bevegelsen. Lasten er så lett at servoen ikke vil bevege seg når den ikke er drevet.

All støtteelektronikk bortsett fra LIPO -laderen er montert på PCB -prototypekortet. Jeg bruker SMD-komponenter for å holde dette så lite som mulig, men det kan gjøres med gjennomføringskomponenter, da det er rimelig plass tilgjengelig. LIPO -laderen har en mikro -USB -port som kan brukes til å lade batteriet. En skyvebryter kan brukes til å slå strømmen på og av. En knapp er for å tillate overordnet hvilemodus ved oppstart, som deretter gir web -tilgang for konfigurasjon og kontroll.

Trinn 3: Montering

Jeg utførte følgende monteringstrinn

• Skriv ut 3D -kabinett
• Loddetråd på bryter, knapp og 3 -pinners kontakt
• Monter bryteren, knappen og kontakten på kabinettet med en liten mengde harpikslim for å feste
• Monter servoen på plass. Det er nok plass bak for at ledningene skal passere. En kil av papp kan deretter brukes til å sikre den.
• Fest LIPO -laderen på plass. Jeg brukte ledning gjennom de fire hullene på LIPO -laderen for å justere høyden (2 mm) på basen for å få den til å stemme overens med usb -hullet. Varmt lim på plass.
• Trådbatteriholder, bryter og lader gir nok slakk på batteriledningene slik at den kan være på siden.
• Lag perifer elektronikk på et lite stykke prototypebrett.
• Monter prototypebrett på toppen av esp-12-modulen.
• Komplett tilkobling av ledninger
• Skriv ut valgt skive (og peker om nødvendig) på stivt glanset papir og klipp ut.
• Bruk hull for å lage hull for servo
• Fest skiven til esken med dobbeltsidig tape
• Fest pekeren til servoen
• Kalibrer posisjonen til pekeren ved å bruke web -anlegget til å angi en temperaturverdi.

Trinn 4: Programvare

Programvaren for dette prosjektet er tilgjengelig på github

Det er et Arduino -basert prosjekt, så sett opp et esp8266 Arduino utviklingsmiljø. Det kan være lurt å sette passordene for WifiManager og programvareoppdatering i ino -filen til noe mer fornuftig.

Den skal kompileres i Arduino ESP8266 IDE og serieopplastes til modulen. Det er godt å koble GPIO13 til GND i utviklingsmiljøet, siden programvaren da vil være i kontinuerlig modus.

Første gangs bruk starter et tilgangspunkt som skal kobles til på en telefon eller nettbrett. Se kode for passord. Nettleseren på telefonen eller nettbrettet bør deretter brukes til å få tilgang til 192.168.4.1 som vil tillate valg av lokal wifi -ssid og passord. Dette trenger bare gjøres en gang, eller hvis wifi -nettverket endres. Fra da av vil modulen koble til lokalt wifi -nettverk om nødvendig. Normal dyp hvilemodus bruker ikke wifi. Den våkner med søvnintervallet, leser temperaturen, oppdaterer servoen og sovner igjen. Hver 10. avlesning tar det et batteri og registrerer det. Dette kan kontrolleres ved å slå på i hvilemodus i hvilemodus og sjekke loggfilen.

Noen støttefiler bør også lastes opp. Disse er i datamappen til git. De kan lastes opp ved å gå til ip/upload. Når disse er lastet opp, kan ip/edit brukes til å laste opp videre på en enklere måte.

Trinn 5: Drift

Etter konfigurasjonen vil enheten bare fungere etter at den er slått på.

Hvis den slås på med knappen trykket inn, kan en rekke webkommandoer brukes.

• http:/ipAddress/upload gir tilgang til en enkel filopplasting. Brukes til å starte systemet opp.
• http:/ipAddress/edit gir tilgang til arkivsystemet (f.eks. for å laste opp en ny konfigurasjon eller få tilgang til en loggfil)
• http:/ipAddress gir tilgang til et skjema for å sette displayet til en verdi. Kan brukes til å justere pekeren.
• http:/ipAddress/firmware for å laste opp en ny fastvare -binær

Trinn 6: Ring og konfigurasjon

Powerpoint inneholder noen eksempelskiver for bruk i centigrade eller fahrenheit. Disse tillater 15 segmenter, men området kan enkelt justeres ved å endre trinnintervallet. Hvis flere eller færre segmenter er ønsket, må man redigere egenskapene til smultringobjektet. På samme måte kan fargebakgrunnene til segmentene endres.

Konfigurasjonsdataene finnes i en fil som kalles servoTempConfig.txt Denne lagres i arkivsystemet på modulen. For å endre konfigurasjonen, rediger filen og last den opp via webgrensesnittet http: ipAddress/edit

Konfigurasjonsdataene er bare verdier på linjer som følger

• vertsnavn
• minimum vist temperatur (i de valgte enhetene)
• maksimal vist temperatur (i de valgte enhetene)
• søvnintervall mellom avlesninger i sekunder
• hvilemodus (0 = På kontinuerlig med wifi, 1 = normal dyp søvn, 2 = På Kontinuerlig ingen wifi
• aktivitetslogging til servoTempLog.txt hvis logging = 1. Batterispenninger logges alltid.
• temperatur enheter 0 = Celsius, 1 = Fahrenheit
• ADC_CAL kalibrering for batterispenningsavlesninger.

Sørg for at min- og maks -temperaturene er i de valgte C/F -enhetene.