Tanuri ya Reflow ya Bluetooth ya ESP32: Hatua 6

2024 Mwandishi: John Day | [email protected]. Mwisho uliobadilishwa: 2024-01-30 12:54

Katika mafunzo haya nitakuonyesha jinsi ya kuunda oveni yako mwenyewe isiyotumia waya ili uweze kukusanya PCB bora kwenye jikoni yako bila kuwa na wasiwasi juu ya kugeuza vifungo na kuwa na wasiwasi ikiwa bodi zako zina moto sana! Sio hayo tu bali tutatumia utendaji wa Nishati ya chini ya Bluetooth (BLE) wa ESP32 (kwa sababu ni nini kingine ungetumia mnamo 2018) pamoja na moduli ya kuongeza ambayo nimeijenga kama sehemu ya wazi -source mfumo wa kudhibiti rasilimali inayoitwa "Reflowduino". Tutakuwa pia tukipanga kila kitu katika mazingira ya Arduino IDE na kutumia kile tumejifunza katika mafunzo ya awali kudhibiti usanidi upya na programu maalum ya Android. Nimetoa faili zote za muundo, mfano michoro ya Arduino, programu ya onyesho, na wiki ya mradi (habari nyingi!) Kwenye ukurasa wangu wa Reflowduino Github.

Ikiwa bado haujapata, tafadhali angalia mafunzo haya ya kutumia huduma ya ESP32 ya Nishati ya Chini na Arduino IDE na kuanzisha mawasiliano ya pande mbili na programu maalum ya Android kwa sababu ina habari nyingi muhimu zinazohusiana na kile tutakachofunika hapa. Walakini, ikiwa haujali sana utendaji wa ndani wa Bluetooth na programu, endelea kusoma na nitakuonyesha jinsi ya kupata usanidi wako wa oveni unaofanya kazi bila maumivu! Lengo langu kwa mafunzo haya ni kuifanya fupi na tamu wakati unapata ujumbe muhimu!

Kanusho la Usalama

Ikiwa wewe ni mwanzilishi wa vifaa vya elektroniki au huna uzoefu mzuri wa kufanya kazi na umeme wa umeme, ningependekeza kwamba usichanganye nayo, wasiliana na mtaalamu, au uendelee kujifunza hadi uwe na ujuzi wa kutosha! Sina jukumu la shida yoyote ambayo inaweza kutokea kwa sababu ya matumizi mabaya ya Reflowduino au vifaa vyake vinavyohusiana au mfumo wa umeme (pamoja na nguvu kuu). Chukua tahadhari zote za usalama kama inahitajika, kama vile glavu na glasi za usalama zilizothibitishwa. Kwa kuongezea, haifai kwamba utumie kifaa hicho hicho kugeuza PCB na pia kupika chakula kwa matumizi, ambayo inaweza kusababisha sumu ya chakula, haswa na solder iliyoongozwa. Unawajibika kikamilifu kwa matendo yako, na uwafanye kwa hatari yako mwenyewe!

Pamoja na hayo, wacha tuanze!

Hatua ya 1: Kusanya Sehemu

Kwa mafunzo haya utahitaji vifaa vifuatavyo:

• Bodi ya maendeleo ya DOIT ESP32
• Cable ndogo ya USB (kupakia nambari na kuwezesha bodi ya ESP32 dev)
• Moduli ya "mkoba wa Reflowduino32" kwa bodi ya ESP32 dev
• Tanuri ya kibano (soma maoni hapa chini kwa maelezo zaidi)
• Aina ya K thermocouple (pamoja na Reflowduino32)
• Moduli ya relay ya Sidekick (inakuja na kebo nzito ya umeme ya C13)
• 2x waya wa kiume-kiume Dupont jumper (kuunganisha Reflowduino32 kwenye moduli ya kupeleka tena)
• Bisibisi ndogo ya gorofa ya kichwa (kwa kukomesha vituo vya screw)

Viungo kuu hapa ni bodi ya ESP32 dev, Reflowduino32, na moduli ya kupokezana ya Sidekick, na kwa kweli, oveni yenyewe. Nitaelezea kwa kifupi kila kitu hapa chini:

Bodi ya ESP32 Dev + Reflowduino32

Hivi sasa Reflowduino32 imeundwa kuziba kwenye bodi ya ESP32 dev kwa hivyo bodi ya dev inahitaji kuwa na nafasi sahihi ya kichwa na pini ili hii ifanye kazi. Nimebuni mkoba wa Reflowduino32 haswa kwa bodi ya "DOIT" ESP32 dev kwani niliona hii inapatikana kwa urahisi mkondoni na inaonekana inatumika sana. Walakini, ikiwa utapata bodi nyingine ya ESP32 ambayo ina alama sawa na nafasi za siri basi tafadhali nijulishe kwa sababu hiyo inapaswa kufanya kazi pia!

Tanuri ya kibaniko

Inapaswa kuwa dhahiri zaidi kuwa hii inafanya nini katika mpango mzuri wa vitu lakini inaweza kuwa sio dhahiri ni aina gani na mfano wa kuchukua. Binafsi nilijaribu oveni hii ya bei rahisi ya Walmart ambayo imepimwa saa 1100W na ni ya kawaida. Nadhani chochote kilicho juu ya 1000W kinapaswa kuwa cha kutosha kwa matumizi ya hobbyist lakini kuna maoni kadhaa. Vitu muhimu vya kutafuta katika kibano ni maji (> 1000W ikiwezekana), saizi (ni bodi ngapi unataka kutoshea ndani yake?), Usanidi wa tray (ina tray nzuri, tambarare ambayo unaweza kutumia kuweka PCB iko?) na ikiwa ni au ni tanuri ya kibano cha convection (labda utapika vikundi vikubwa vya bodi na unataka usambazaji wa joto zaidi katika oveni?). Sababu hizi zote hutegemea sana maombi yako ya kibinafsi lakini kwangu kibarua cha bei rahisi, cha kawaida cha Walmart kilifanya kazi vizuri.:)

Unaweza kuuliza, vipi kuhusu sahani moto? Kwa maoni yangu ningependa kuachana na sahani moto kwa sababu huwa na mafuta mengi. Maana yake ni kwamba watawaka na wataendelea kupasha moto vizuri hata baada ya kuizima. Hii inafanya kuwa haitabiriki sana kwa udhibiti sahihi wa joto kwa sababu joto linaweza kupita kwa kiasi kikubwa na linaweza kuumiza vitu vyovyote vilivyo hatarini kwenye bodi zako. Kimsingi kutumia bamba la moto kungeshinda kusudi la kutumia kidhibiti mwangaza kwanza.

Kupitisha Moduli

Ili kudhibiti joto tunahitaji kudhibiti kibaniko na kuzima kulingana na joto tunalosoma kutoka kwenye thermocouple. Walakini, oveni ya kibaniko ni kifaa cha AC na ina nguvu kubwa (na toasters 120VAC kawaida huchora juu ya 8-10A) kwa hivyo tunahitaji kuhakikisha tunaweza kuiendesha vizuri bila kupakia tena relay. Kuzingatia mwingine ni voltage ya kudhibiti ya relay. Relays nyingi za hobbyist (inayoweza kuendana na Arduino) inayoweza kubadilisha mikondo ya juu imepimwa kwa pembejeo za 5V lakini katika mafunzo haya tunashughulika na ESP32 ambayo inafanya kazi kwenye 3.3V. Hii inamaanisha moduli ya kupokezana wastani ya Joe haiwezi kutufanyia kazi. Walakini, ikiwa unataka kutumia moduli tofauti ya kupakua nimebuni kipengee ambapo unaweza kubadilisha voltage ya kudhibiti relay kutoka kwa chaguo-msingi 3.3V hadi voltage ya "VIN" ya bodi ya ESP32, ambayo kwa msingi ni ~ 5V inapotumiwa kupitia USB. Walakini, unaweza kuiweka nje kinadharia na kitu cha juu kuliko 5V, sema 9V, halafu voltage ya kudhibiti relay itakuwa 9V. Hiyo inasemwa, kwa kawaida hutahitaji kitu chochote juu ya 5V.

Hii kwa sababu ni kwa nini niliunda moduli ya kupokezana ya Sidekick, relay yenye nguvu ya hali ya juu inayoweza kubadili kifaa chochote cha kisheria cha 120VAC na bila kelele yoyote ya kubofya (solid-state) kama relays za jadi! Pia ina viunganishi salama sana na rahisi na kwa kuunganisha kwa urahisi kifaa, microcontroller, na nguvu kuu (tundu la ukuta wa AC) kwa hivyo hii ndio nitakayotumia hapa. Sehemu nzuri sio lazima hata kufungua tanuri ya kibaniko ili kuidhibiti!

Hatua ya 2: Usanidi wa vifaa

Dhana za Kudhibiti

Kwa kweli, dhana hiyo ni ya moja kwa moja: Mwishowe lengo letu ni kudhibiti joto ndani ya oveni ya kibaniko. Ili kufanya hivyo tunahitaji kudhibiti oveni ya kibaniko kuwasha na kuzima mara kwa mara na moduli ya kupokezana, inayofanana na PWM lakini toleo lake polepole (kila wakati dirisha ni 2s, kwa hivyo inaweza kuwaka kwa 1.5s na kuzima kwa 0.5s). Ili kuendesha relay tunahitaji kuipa voltage inayofaa kwenye pini za kudhibiti relay (mantiki HIGH = ON, LOW = OFF). Kwa upande wetu tunaunganisha tu pembejeo mbili za udhibiti wa relay kwa kituo cha kupokezana cha Reflowduino32. Sababu hatuunganishi moja kwa moja pini za dijiti za ESP32 kwa relay ni kwa sababu relay inachora kidogo ya sasa (ikilinganishwa na kile pini za IO zinaweza kushughulikia) na hatutaki kupakia ESP32. Reflowduino32 inajumuisha ubadilishaji wa MOSFET wa upande wa chini na inaweza kushughulikia zaidi ya 200mA ya sasa, na hivyo kuokoa pini za ESP32 kutoka kwa uharibifu wowote unaoweza kutokea.

Kimsingi fuata tu mchoro wa wiring "Reflowduino32 + Sidekick Control" hapo juu na unapaswa kuwa mzuri kwenda!

Knobs za tanuri za toaster

Amini usiamini, hii ni sehemu muhimu katika mafunzo haya! Ikiwa hautazingatia hapa utakuwa unashangaa kwa nini kibaniko chako hakiwashi hata kama ulifuata kila kitu kikamilifu. Kwa nini? Kweli, ili tuweze kudhibiti kibaniko nje (kupitia kamba yake ya nguvu) bila kuifungua, lazima tufanye kibaniko kana kwamba kilikuwa kimewekwa ikiwa tungeziba moja kwa moja ukutani. Kwa sababu kibaniko kimebadilishwa na relay ambayo tunaweza kudhibiti wakati kibaniko kimezimwa, lakini ikiwa kibaniko wakati mwingine huwashwa au wakati mwingine huwashwa wakati relay inafanya kazi basi tunajiwekea kushindwa. Hii ndio sababu jambo la kwanza tunalopaswa kufanya ni kuweka vitanzi vya kibaniko. Tanuri nyingi za toaster zitakuwa na vifungo vitatu: moja kwa hali ya joto, moja ya kuweka mkate, na nyingine kwa kipima muda. Unachohitaji kufanya ni yafuatayo:

• Punguza joto (hatutaki mchakato wetu wa kurudisha usimame katikati!)
• Weka chaguo la kupikia "Oka" au chochote kinachofanya filaments zote za kupasha moto ziwashe ndani!
• Max nje timer au, katika kesi ya kibaniko yangu, geuza kitufe cha kipima muda "Endelea" ili isije ikazima!

Baada ya kufanya hivyo, ingiza kamba ya nguvu ya kibaniko kwenye duka na unapaswa kusikia na kuiona ikiwasha. Bingo! Ikiwa ukiogopa kwamba kwa bahati mbaya utaweka visu vibaya, jisikie huru kuziweka gundi mahali ili zisisogee!

Sasa kwa kuwa kibarua chetu kimewashwa kila wakati kinapowashwa, tunaweza kuiwasha au kuizima na relay na amani ya akili ambayo itawasha wakati relay inafanya kazi.

Vidokezo vya Wiring

Hapa kuna maelezo kadhaa ambayo yanaweza kukusaidia au kutakusaidia wakati wa kuweka kila kitu pamoja:

• Jambo la kwanza unalotaka kufanya ni kuziba mkoba wa Reflowduino32 kwenye pini sita za kwanza za bodi ya DOIT ESP32 dev (ili vituo vya screw viwe upande mmoja na USB ndogo kwenye bodi ya dev). Ikiwa unashangaa, mkoba umeundwa ili uweze bado kuingiza waya za Dupont kwenye bodi ya ESP32 karibu na Reflowduino32 kama inavyoonyeshwa kwenye picha hapo juu.
• Jambo lingine la kuzingatia ni polarity ya pembejeo za relay. Wote wamepewa lebo karibu na vituo vya screw lakini nataka kukuepusha na ubadilishaji wa bahati mbaya na kujiuliza ni nini kinachoendelea wakati kibaniko hakiwashi!
• Unahitaji pia kuunganisha thermocouple kwenye terminal ya screw kwenye mkoba wa Reflowduino32. Mwanzoni inaweza kuwa ngumu kuona ni waya gani ni rangi gani (ya manjano au nyekundu) kwa hivyo italazimika kutumia kucha yako na upole utaftaji wa insulation kidogo. Walakini, usifanye hivi kwa nguvu kupunguza upunguzaji!
• Nimesoma kutoka kwa watu wengine kwamba unaweza kupata matokeo sahihi zaidi ikiwa unatia thermocouple ndani ya PCB chakavu kama kwamba ncha inawasiliana na uso wa PCB. Bodi chakavu ya saizi sawa na bodi unazokusanya itawapa kipengee cha joto kinachofanana cha joto na kwa hivyo hufanya usomaji kuwa sahihi zaidi. Hii ina maana ikiwa unafikiria juu ya kupoa; bila PCB chakavu ncha ya thermocouple itapoa haraka sana kuliko PCB unayokusanya, na hiyo hiyo huenda kwa kupokanzwa haraka sana.
• Kuna swichi ya nguvu kwenye moduli ya kupokezana ya Sidekick. Ikiwa hii haijawashwa kibaniko haita joto! Walakini, kwa sasa acha tu kabla ya kupakia nambari kwenye bodi ya ESP32.

Hatua ya 3: Usanidi wa IDE wa ESP32 Arduino

Sasa kwa kuwa umeweka vifaa vyote, wacha tuangalie programu inayohitajika kupata kila kitu na kuanza.

Kumbuka: Maagizo haya ya ufungaji wa ESP32 Arduino hapa chini huja moja kwa moja kutoka kwa Hatua ya 2 ya mafunzo yangu ya awali ya ESP32 ya Bluetooth. Hii ni moja ya maeneo ambayo ikiwa haujafanya hivyo inaweza kuwa wazo nzuri kuangalia mafunzo hayo ili ujifunze zaidi juu ya uwezo wa Bluetooth wa ESP32.

Hii ni dhahiri, lakini jambo la kwanza unahitaji kufanya ni kusanikisha Arduino IDE. Inatosha kusema.

Ufungaji wa Kifurushi cha ESP32

Jambo linalofuata unahitaji kufanya ni kusanikisha kifurushi cha ESP32 cha Arduino IDE kwa kufuata maagizo ya Windows au maagizo ya Mac. Nitasema kwamba kwa Windows wakati maagizo yanakuambia ufungue "Git GUI" lazima upakue na usanidi "Git" kutoka kwa kiunga kilichotolewa na ikiwa una wakati mgumu kupata programu inayoitwa "Git GUI" basi unahitaji kila kitu cha kufanya ni kutafuta "Git GUI" kwenye menyu ya kuanza na utaona aikoni ndogo ya kutazama ya haraka (tazama skrini iliyoambatanishwa hapo juu). Pia iko katika "C: / Program Files / Git / cmd / git-gui.exe" kwa default. Kutoka hapo, fuata maagizo na unapaswa kuwa mzuri kwenda! Kumbuka: Ikiwa tayari una kifurushi cha ESP32 kilichosanikishwa katika Arduino IDE lakini haukuipata baada ya msaada wa BLE kuongezwa kwenye kifurushi, ningependekeza kwenda kwa "Nyaraka / vifaa / espressif" na kufuta folda ya "esp32" na kufanya tena maagizo ya usanidi hapo juu. Ninasema hivi kwa sababu nilikumbana na suala ambalo hata baada ya kufuata utaratibu wa kusasisha chini ya maagizo mifano ya BLE haikuonekana kwenye "Mifano" chini ya "Mifano ya Moduli ya ESP32 Dev" huko Arduino IDE.

Jaribio la ESP32

Katika Arduino IDE jambo la kwanza unapaswa kufanya ni kwenda kwenye Zana / Bodi na uchague bodi inayofaa. Kawaida haijalishi ni yupi unayochagua, lakini vitu vingine vinaweza kuwa maalum kwa bodi (kawaida hesabu ya GPIO na vitu kama hivyo) angalia! Nilichagua "ESP32 Dev Module" kwa bodi yangu. Pia endelea na uchague bandari sahihi ya COM baada ya kuunganisha bodi kwenye kompyuta yako kupitia kebo ya USB.

Ili kuangalia ikiwa usakinishaji wa ESP32 ulikwenda vizuri, nenda kwenye Faili / Mifano / ESP32 BLE Arduino na unapaswa kuona michoro kadhaa za mfano, kama "BLE_scan", "BLE_notify", nk. Hii inamaanisha kila kitu kimewekwa vizuri katika Arduino IDE!

Sasa kwa kuwa Arduino IDE imewekwa, jaribu ikiwa inafanya kazi kweli kwa kufungua mfano wa Blink chini ya Faili -> Mifano -> 01. Misingi -> Blink na ubadilishe matukio yote ya "LED_BUILTIN" kuwa "2" (nambari chaguomsingi ya GPIO ambayo inadhibiti mwangaza kwenye bodi ya DOIT ESP32 dev). Baada ya kupakia mchoro unapaswa kuona LED ya bluu ikiangaza kila sekunde!

Hatua ya 4: Mchoro wa Maonyesho wa Reflowduino32

Kuweka Maktaba

Sasa kwa kuwa umeweka kifurushi cha ESP32 Arduino, nenda kwenye ghala la Reflowduino Github na upakue mchoro wa Reflowduino_ESP32_Demo.ino. (Unapojaribu kuifungua Arduino itakuuliza ikiwa unataka kuunda folda iliyo na jina sawa na mchoro, kwa hali hiyo bonyeza "Ndio" kuifungua). Mchoro huu ni onyesho kamili la onyesho la oveni ambalo husoma joto kutoka kwenye thermocouple, mara kwa mara hutuma usomaji huo kwa programu maalum ya Android (iliyotajwa katika sehemu inayofuata), inadhibiti upelekaji (na mwishowe kibaniko) ipasavyo kulingana na udhibiti wa PID, na hupokea amri kutoka kwa programu. Yote hii kwenye ESP32! Nadhifu huh?

Sasa ili kukusanya mchoro huu utahitaji maktaba zifuatazo:

• Maktaba ya Adafruit MAX31855
• Maktaba ya Arduino PID

Sakinisha maktaba hizi na uhakikishe kuwa mchoro wa Reflowduino32 unakusanya kisha upakie kwenye bodi yako ya ESP32!

Mipangilio ya Reflow

Karibu na sehemu ya juu ya nambari kuna rundo la mistari #fafanua. Haya ni mambo ambayo unaweza kubadilisha kulingana na mahitaji yako. Kwa mfano, unaweza kutaka joto la kupungua kuwa chini ikiwa una kuweka chini ya temper, au juu ikiwa umeongoza kuweka kwa solder. Utagundua kuwa nimejumuisha nambari kadhaa za kawaida za wasifu uliorejeshwa na chaguomsingi inapaswa kufanya kazi vizuri na kuweka chini ya solder isiyo na risasi. Unaweza pia kutaka kurekebisha mipangilio ya PID baadaye chini ya barabara kulingana na usanidi wako wa mwili (ingawa hii labda sio lazima). Kwa habari zaidi juu ya kuweka na kuuza maelezo mafupi ya solder tafadhali angalia ukurasa huu wa wiki wa Github.

Hatua ya 5: Usanidi wa Programu

Baada ya kupakia mchoro wa demo kwenye ESP32 yako utahitaji kusanikisha programu ya Android ya Reflowduino32 kama hatua ya mwisho katika kupata usanidi wetu ufanye kazi! Pakua tu na usakinishe faili ya.apk kwenye kifaa cha Android na Bluetooth 4.0 au zaidi na ufungue programu!

Ikiwa Bluetooth haijawezeshwa tayari programu itakuuliza uiwashe. Hakikisha bodi yako ya ESP32 inaendeshwa na kuendesha mchoro wa onyesho. Jambo la kwanza unalopaswa kufanya ni kuungana na ESP32 kupitia Bluetooth kwenye programu, halafu muda mfupi baada ya kitufe cha kushoto kushoto "Nimeunganishwa!" unapaswa kuona usomaji wa hali ya joto ukionekana kwenye skrini ikiwa uliunganisha kikundi vizuri. Ikiwa haufanyi hivyo, tafadhali angalia thermocouple na uhakikishe kuwa una unganisho salama kwenye kituo cha screw.

Sasa ni wakati wa kujaribu mambo ya kufurahisha! Pindua swichi kwenye nafasi ya "juu" kwenye moduli ya Sidekick na bonyeza kitufe cha "ANZA" kwenye programu. Taa ya tanuri ya kibaniko inapaswa kuwaka na unapaswa kusikia filaments ikifanya kelele dhaifu ya kishindo na mwishowe uione inang'aa wakati inapokanzwa! Unapaswa pia kuona LED ya samawati kwenye bodi ya ESP32 inayowasha ili kuashiria mchakato wa kurudisha unaendelea.

Wakati mchakato wa kurudisha unapoendelea unapaswa kuona wasifu mzuri wa kurudishwa ukiwa kwenye graphed kwenye programu. Wakati joto linafika kwenye joto la kawaida mazoezi mazuri ni kufungua mlango wa tanuri ya toaster ili kuruhusu joto kutoroka ili bodi iweze kupoa, vinginevyo joto litaongezeka kwa muda wa nyongeza. Kwenye bodi ya kawaida ya Reflowduino kuna buzzer kukujulisha wakati wa kufanya hivyo, lakini hapa itabidi uhukumu kulingana na hali ya joto iliyoonyeshwa kwenye programu ambayo sio ngumu.

Baada ya bodi kupoa hadi kizingiti fulani (40 * C kwa chaguo-msingi lakini unaweza kubadilisha hii kwa nambari) simu yako ili uweze kuiingiza kwenye Excel. Kwa habari zaidi juu ya kuagiza data iliyohifadhiwa kwa Excel tafadhali angalia ukurasa huu wa wiki wa Github.

Hiyo ni nzuri sana!