Ufuatiliaji wa Joto na Unyevu: Hatua 6 (na Picha)

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

Katika hii inayoweza kufundishwa nitakuonyesha jinsi ya kutengeneza kiangalizi chako cha joto na unyevu kwa sebule yako. Kifaa hicho pia kina uwezo wa WiFi, kwa kusudi la kuingiza data kwenye seva ya mbali (kwa mfano Raspberry Pi) na kuipata baadaye kupitia kiolesura rahisi cha wavuti.

Sehemu kuu za kifaa ni microcontroller ya ESP8266, joto la DHT11 na sensorer ya unyevu na LCD ya tabia 16x4. Mradi huo ni chanzo wazi kabisa, kwa hivyo jisikie huru kupakua muundo, muundo wa bodi na faili za muundo wa kiambatisho na ufanye mabadiliko yoyote unayopenda.

Hatua ya 1: Zana na Sehemu

Ili kujenga mfuatiliaji utahitaji sehemu zifuatazo:

1 x ESP-12F [2 €] - Kwa kadiri ninavyojua ESP-12E na ESP-12F kimsingi zinafanana, na tofauti kwamba ESP-12F ina antena bora.

1 x DHT11 Sensorer ya Joto na Unyevu [0.80 €] - DHT22 pia itafanya kazi lakini mabadiliko mengine yatahitajika kufanywa kwenye modeli ya 3D ya ua, DHT22 pia ni ghali zaidi.

1 x 16x4 Tabia LCD 5V [3.30 €] - Ndio, utahitaji 5V moja kwani PCB imeundwa kwa hivyo LCD itapewa nguvu moja kwa moja kutoka 5V badala ya mdhibiti wa voltage. Hii ilifanywa ili kupunguza mzigo kwenye mdhibiti wa voltage lakini pia kwa sababu maonyesho ya 5V huwa ya bei rahisi. Lakini usijali, ingawa ESP8266 inafanya kazi katika 3.3V bado itafanya kazi vizuri.

1 x LD1117V33 SMD Voltage Regulator, pia inajulikana kama LD33 (kifurushi cha SOT223) [0.80 €]

1 x 100nF Kauri SMD Capacitor (kifurushi 0603)

1 x 10uF Tantalum SMD Capacitor (kifurushi 3528)

1 x 10K Mpingaji wa SMD (kifurushi 0805)

1 x 10K Trimmer Pot (Kupitia shimo)

1 x 47Ω Mpingaji wa SMD (kifurushi 0805) - Hii ni kwa ajili ya kupunguza sasa ambayo huenda kwenye mwangaza wa LCD. Jisikie huru kujaribu majaribio tofauti ya upinzani na uchague kiwango unachopendelea.

1 x SMD Momentary switch [0.80 €] - Hasa niliyotumia ni hii, lakini unaweza kutumia swichi yoyote ya kitambo unayotaka na alama sawa. Niliweza pia kupata swichi sawa kwenye eBay kwa chini kwa kupata zaidi ya moja.

1 x 5.5x2.1mm DC Jack (Jopo la Jopo) [0.50 €] - Yule niliyotumia ina kipenyo cha kukata kwa jopo la 8mm na urefu wa 9mm. Inaweza kupatikana kwa urahisi kwenye eBay kwa kutafuta "Jopo la Mount DC Jack" (angalia picha iliyoambatishwa).

1 x 2.54mm (100mil) 40-pin Kichwa cha Pini ya Kiume (Kupitia shimo)

1 x 2.54mm (100mil) 40-pin iliyosafishwa kwa kichwa Kike cha Kike (kupitia shimo)

1 x 2.54mm (100mil) Jumper - Ni sawa na zile zinazotumiwa kwenye bodi za mama za kompyuta.

4 x M3 8mm Bolts

4 x M3 4x4mm Threaded Ingizo - Zinaweza kupatikana kwa urahisi kwa kutafuta "M3 Press-In Brass Ingiza Shaba" kwenye eBay (angalia picha iliyoambatishwa).

4 x M2 12mm Bolts

4 x M2 Karanga

1 x USB Type A hadi 5.5x2.1mm DC Plug Cable [1.5 €] - Hii itaruhusu kuwezesha kifaa chako ama kutoka kwa chaja ya kawaida ya simu au kompyuta yoyote iliyo na bandari ya USB. Kifaa huvuta tu hali mbaya zaidi ya 300mA na 250mA kwa wastani, kwa hivyo hata bandari ya USB 2.0 itafanya.

1 x PCB - Unene wa bodi sio muhimu, kwa hivyo nenda kwa 1.6mm ambayo kawaida ni chaguo rahisi na wazalishaji wengi wa PCB.

3 x Vipande vya waya iliyokwama (karibu 60mm kila moja)

3 x Vipande vya Tubing ya Heatshrink (karibu 10mm kila moja)

Na zana zifuatazo:

Chuma cha kulehemu

USB kwa Serial Converter - Utahitaji hii kwa programu ya ESP8266 kwenye ubao.

Screwdriver ya Phillips na / au Hex Key - Kulingana na aina ya screws ambazo utatumia.

Printa ya 3D - Ikiwa huna ufikiaji wa printa ya 3D, unaweza kutumia kisanduku cha mradi wa plastiki ya kawaida na ujifanye ukataji mwenyewe na Dremel. Vipimo vya chini vya ndani vya sanduku kama hilo vitahitaji kuwa urefu wa 24mm, urefu wa 94mm na upana wa 66mm. Utahitaji pia kutumia 8mm M2-off-offs kwa kuweka LCD.

Dremel - Inahitajika tu ikiwa hautaenda kwa kiambatisho kilichochapishwa cha 3D.

Hatua ya 2: Kufanya PCB

Hatua ya kwanza ni kutengeneza PCB. Unaweza kufanya hivyo kwa kuipachika mwenyewe, au kwenda tu kwenye wavuti wa mtengenezaji wako wa PCB uipendayo na uweke agizo. Ikiwa huna mpango wa kufanya mabadiliko yoyote kwa mpangilio wa bodi, unaweza tu kunyakua faili ya ZIP iliyo na faili za kiambatisho zilizoambatishwa kwenye hatua hii na kuituma moja kwa moja kwa mtengenezaji. Ikiwa unataka kufanya mabadiliko, faili za mpangilio wa KiCAD na mpangilio wa bodi zinaweza kupatikana hapa.

Baada ya kuweka mikono yako kwenye bodi ni wakati wa kugeuza vifaa. Hii inapaswa kuwa sawa sana, lakini kuna mambo kadhaa ambayo yanapaswa kuzingatiwa. Kwanza, usiendelee kutengenezea PCB kwenye kichwa cha LCD bado, hii itahitaji kufanywa wakati wa mkutano wa mwisho kwa sababu ya njia iliyofungwa. Ikiwa unatengeneza kizuizi chako mwenyewe ingawa jisikie huru kupuuza ushauri huo.

Kontakt ya U3 ni mahali ambapo sensorer ya DHT11 itaunganishwa. Kwa kweli, unapaswa kutumia kichwa cha pini cha kike kilichopangwa kwa 90 ° kwa kusudi hilo. Lakini ikiwa unanipenda hauwezi kupata moja, pata tu moja kwa moja na uinamishe mwenyewe. Ikiwa utafanya baadaye, mwongozo wa DHT11 pia utakuwa mfupi, kwa hivyo itabidi uongeze viendelezi. Umbali kati ya kichwa cha pini na sensorer mara moja imeunganishwa inahitaji kuwa 5mm.

Sababu kwanini unataka kutumia kichwa cha siri cha pini, ni kwa sababu mashimo ni madogo ikilinganishwa na vichwa vya kawaida vya pini vya kike. Kwa hivyo, miongozo ya sensa inaweza kukaa hapo kwa nguvu kuunda unganisho thabiti. Lakini unaweza pia kujaribu kutengenezea DHT11 kwenye kipande cha kichwa cha pini cha kiume na kuiunganisha kwa njia hiyo kwa kichwa cha kawaida cha pini cha kike, ambacho kinapaswa kufanya kazi vile vile.

Hatua ya 3: Kufanya Ufungaji

Sasa kwa kuwa PCB imeuzwa ni wakati wa kutengeneza kiambatisho. Kuna sehemu mbili tofauti ambazo zinahitaji kuchapishwa, mwili kuu wa kifuniko na kifuniko. Kifuniko pia kina mashimo ya kuifunga kwa kuiweka kwenye ukuta wako.

Sehemu zote mbili zinaweza kuchapishwa na bomba la kawaida la 0.4mm kwa urefu wa safu ya 0.2mm, kwa upande wangu wakati wa kuchapisha ulikuwa karibu masaa 4 kwa sehemu zote mbili pamoja. Kifuniko hakihitaji msaada wowote sehemu kuu ya ua hata hivyo, haswa kwa sehemu iliyo chini ya soketi za screw. Baada ya kuchapisha kuwa mwangalifu sana kwa kuondoa msaada, niliweza kuvunja moja ya vipindi vya LCD wakati nikifanya hivyo na ilibidi nigundike na gundi kubwa.

Ufungaji umeundwa kwenye FreeCAD, kwa hivyo ikiwa unataka kufanya mabadiliko yoyote inapaswa kuwa sawa sana. Faili za STL za kuchapa kiambatisho na faili za muundo wa FreeCAD zinaweza kupatikana kwenye Thingiverse.

Hatua ya 4: Kukusanya Monitor

Pamoja na ua uliochapishwa, wakati wa kuweka kila kitu pamoja. Kwanza, weka LCD ndani ya kasha na itelezeshe kushoto, kwa hivyo kutakuwa na pengo kati yake na shimo la sensor.

Ifuatayo, weka PCB juu yake, na sensor tayari imeambatishwa kwenye kichwa cha pini.

Baada ya hapo, sukuma sensorer ndani ya shimo, piga LCD nyuma kwenye nafasi na ingiza PCB kwenye kichwa cha pini. Sasa rekebisha LCD mahali pake ukitumia karanga za M2 na bolts, na ueneze PCB kwenye kichwa cha pini.

Ifuatayo, weka jack ya umeme mahali pake, ambatisha waya kadhaa kwake na uunganishe ncha zao zingine kwa PCB. Matumizi ya neli ya kunywa hapa pia itakuwa wazo nzuri.

Hatua ya mwisho ni kusanikisha uingizaji wa nyuzi za chuma ili kifuniko kiweze kupigwa mahali na vifungo vya M3. Kwa kusudi hilo utahitaji kutumia chuma chako cha kutengeneza chuma ili kuwasha moto, ili waweze kusukuma ndani ya mashimo. Unaweza kuangalia hii inayoweza kufundishwa ikiwa unahitaji habari zaidi juu ya kuongeza nyuzi za chuma kwenye chapa zako za 3D.

Hatua ya 5: Kuanzisha Seva

Kabla ya kupakia firmware kwenye ESP8266 kuna jambo moja zaidi ambalo linahitaji kufanywa, ambalo linaunda seva ya kuingiza data iliyopokelewa na kifaa. Kwa kusudi hilo unaweza kutumia mashine yoyote ya Linux unayotaka, kutoka kwa Raspberry Pi kwenye mtandao wako wa kibinafsi hadi kwenye droplet ya DigitalOther. Nilikwenda na baadaye, lakini mchakato huo ni sawa sawa bila kujali unachagua nini.

Kufunga Apache, MySQL (MariaDB) na PHP

Kwanza tunahitaji kuanzisha LAMP, au kwa maneno mengine weka Apache, MySQL (MariaDB) na PHP kwenye seva. Kwa hiyo utahitaji kutumia meneja wa kifurushi cha distro yako, kwa mfano nitatumia apt ambayo ni meneja wa kifurushi anayetumiwa na distro yoyote ya msingi ya Debian, pamoja na Raspbian.

sasisho la sudo apt

Sudo apt kufunga apache2 mysql-server mysql-mteja php libapache2-mod-php php-mysql

Baada ya hayo kufanywa, ikiwa utaweka anwani ya IP ya seva yako kwenye bar ya anwani ya kivinjari chako unapaswa kuona ukurasa wa msingi wa Apache.

Kuanzisha hifadhidata

Sasa tunahitaji hifadhidata ya kuingia data. Kwanza, unganisha kwa MySQL kama mzizi kwa kukimbia, Sudo mysql

Na unda hifadhidata na mtumiaji apate ufikiaji kama ifuatavyo, Unda "sensorer" za database

TUMIA `sensorer`; TENGENEZA JEDWALI `joto` (` id` bigint (20) SI NULL AUTO_INCREMENT, `client_id` smallint (6) NOT NULL,` value` smallint (6) NOT NULL, `created_at` timestamp NOT NULL DEFAULT CURRENT_TIMESTAMP, PRIMARY KEY (` INJINI = InnoDB; Unda TABLE `humidity` (` id` bigint (20) SI NULL AUTO_INCREMENT, `client_id` smallint (6) NOT NULL,` value` smallint (6) NOT NULL, `created_at` timestamp NOT NULL DEFAULT CURRENT_TIMESTAMP, PRIMARY KEY (` INJINI = InnoDB; BUNA MTUMIAJI '[jina la mtumiaji]' @ 'localhost' ILIYOTAMBULISHWA NA '[nenosiri]'; WAPA WARAKA WOTE KWA 'sensorer'. * KWA 'sensorer' @ 'localhost'; UTGÅNG

Hakikisha kubadilisha [jina la mtumiaji] na [nywila] na jina la mtumiaji na nywila halisi ya mtumiaji wa MySQL unayopenda. Pia, zingatia kwa sababu utazihitaji kwa hatua inayofuata.

Kusanidi hati za ukataji wa magogo na wavuti

Badilisha kwa saraka ya / var / www / html ambayo ni mzizi wa waraka wa mwenyeji chaguo-msingi wa Apache, futa faili ya HTML ambayo ina ukurasa wa wavuti chaguo-msingi na upakue magogo na maandishi ya kiolesura cha wavuti ndani yake.

cd / var / www / html

fahirisi ya sudo rm.html sudo wget https://raw.githubusercontent.com/magkopian/esp-arduino-temp-monitor/master/server/log.php arduino-temp-monitor / master / server / index.php

Sasa hariri hati ya kukata miti ukitumia nano, Sudo nano log.php

Utahitaji kubadilisha [jina la mtumiaji] na [nywila] na jina la mtumiaji na nywila ya mtumiaji wa MySQL uliyounda kwenye hatua ya awali. Pia, badilisha [ufunguo wa mteja] na kamba ya kipekee na uiandike. Hii itatumika kama nywila kwa hivyo mfuatiliaji anaweza kujithibitisha kwenye seva.

Mwishowe, hariri index.php na nano, Sudo nano index.php

na ubadilishe [jina la mtumiaji] na [nywila] na jina la mtumiaji na nywila kwa mtumiaji wa MySQL kama ulivyofanya na hati ya kukata miti.

Kuanzisha HTTPS (Hiari)

Hii inaweza kuwa ya hiari, lakini ikiwa unganisho kati ya ESP8266 na seva iko juu ya mtandao inashauriwa sana kutumia usimbuaji.

Kwa bahati mbaya, huwezi kwenda mbele na utumie kitu kama Wacha tusimbue kwa kupata cheti. Hiyo ni kwa sababu angalau wakati wa kuandika, maktaba ya mteja wa HTTP ya ESP8266 bado inahitaji alama ya kidole ya cheti hiyo itolewe kama hoja ya pili wakati wa kuita http. Kuanza (). Hii inamaanisha kuwa ikiwa utatumia kitu kama Hebu Tusimbue, itabidi ufungue firmware kwa chip kila baada ya miezi 3 ili kusasisha alama ya kidole cha cheti kila baada ya usasishaji.

Njia inayozunguka hiyo, itakuwa ni kutoa cheti cha kujisaini ambacho kinamalizika baada ya muda mrefu sana (kwa mfano miaka 10) na kuweka hati ya magogo kwenye mwenyeji wake halisi na kijikoa chake. Kwa njia hiyo, unaweza kuwa na kiolesura cha wavuti cha kupata data kwenye kikoa tofauti, ambacho kitatumia cheti sahihi kutoka kwa mamlaka inayoaminika. Matumizi ya cheti kilichotiwa saini katika kesi hii sio suala la usalama, kwani alama ya kidole ya cheti ambayo inaitambulisha kipekee itawekwa alama kwenye firmware na cheti hicho kitatumiwa tu na ESP8266.

Kabla ya kuanza, nitachukulia kuwa tayari unamiliki jina la kikoa na una uwezo wa kuunda tawala juu yake. Kwa hivyo, kutoa cheti kinachoisha baada ya miaka 10 tumia amri ifuatayo na ujibu maswali.

Sudo openssl req -x509 -nodes -days 3650 -newkey rsa: 2048 -keyout /etc/ssl/private/sensors.key -out /etc/ssl/certs/sensors.crt

Kwa kuwa hii ni cheti cha kujisaini unachojibu katika maswali mengi haijalishi sana, isipokuwa swali linalouliza Jina la Kawaida. Hapa ndipo utahitaji kutoa kijikoa kamili ambacho kitatumika kwa mwenyeji huyu halisi. Subdomain utakayotoa hapa itahitaji kuwa sawa na ServerName ambayo utaweka baadaye katika usanidi wako wa jeshi.

Ifuatayo tengeneza usanidi mpya wa mwenyeji, sudo nano /etc/apache2/sites-inapatikana/sensors-ssl.conf

na yaliyomo yafuatayo, ServerName [subdomain] DocumentRoot / var / www / sensorer SSLEngine ON SSLCertificateKeyFile /etc/ssl/private/sensors.key SSLCertificateFile /etc/ssl/certs/sensors.crt Chaguzi + FollowSymlinks -Indexes AllowOverride All ErrorLog_DIR {APACHE_ error-ssl.log CustomLog $ {APACHE_LOG_DIR} /sensors-access-ssl.log pamoja

Tena, hakikisha ubadilishe [kijikoa] na kikoa kidogo ambacho ulitumia na cheti. Kwa wakati huu utahitaji kulemaza mwenyeji chaguo-msingi wa Apache, Sudo a2dissite 000-chaguo-msingi

badilisha jina la saraka ya mizizi ya hati, Sudo mv / var / www / html / var / www / sensorer

na mwishowe uwezeshe mwenyeji mpya na uanze tena Apache, sensorer za sensorer-ssl

Sudo systemctl kuanzisha tena apache2

Jambo la mwisho ambalo linahitajika kufanywa ni kupata alama ya kidole ya cheti, kwa sababu utahitaji kuitumia katika nambari ya firmware.

openssl x509 -sio-alama ya kidole -sha1 -taarifu pem -in /etc/ssl/certs/sensors.crt

Http.begin () inatarajia mipaka kati ya ka za alama za vidole kuwa nafasi, kwa hivyo utahitaji kuchukua nafasi ya koloni na nafasi kabla ya kuitumia katika nambari yako.

Sasa, ikiwa hautaki kutumia cheti cha kujisaini kwa usanidi wa kiolesura cha wavuti tawala mpya na uunda usanidi mpya wa mwenyeji, sudo nano /etc/apache2/sites-inapatikana/sensors-web-ssl.conf

na yaliyomo yafuatayo, ServerName [subdomain] DocumentRoot / var / www / sensors #SSLEngine ON #SSLCertificateFile /etc/letsencrypt/live/ [subdomain]/cert.pem #SSLCertificateKeyFile /etc/letsencrypt/live/ [subdomain]/privkey.pem #SSLCertificate /letsencrypt/ive>

Hakikisha kubadilisha [kijikoa] na kijikoa ambacho umeweka kwa kiolesura cha wavuti. Ifuatayo wezesha mwenyeji mpya, anza upya Apache, sakinisha certbot na upate cheti cha kikoa kipya kutoka kwa Wacha tusimbue, sensorer za sensoensite-web-ssl

Sudo systemctl kuanza upya apache2 Sudo apt sasisho sudo apt kufunga certbot

Baada ya kupata cheti kuhariri usanidi wa mwenyeji tena ili kuondoa SSLEngine, SSLCertificateFile, SSLCertificateKeyFile na SSLCertificateChainFile, na uanze tena Apache.

Na sasa unaweza kutumia kikoa kidogo cha kwanza ambacho hutumia cheti cha kujisaini kwa kutuma data kutoka ESP8266 kwa seva, huku ukitumia ya pili kupata kiolesura cha wavuti kutoka kwa kivinjari chako. Certbot pia itashughulikia kukusasisha kiotomatiki Cheti cha Encrypt kila baada ya miezi 3, kwa kutumia kipima muda ambacho kinapaswa kuwezeshwa kwa chaguo-msingi.

Hatua ya 6: Kupanga programu ya ESP8266

Mwishowe, kitu pekee kilichobaki kufanya ni kupakia firmware kwenye microcontroller. Ili kufanya hivyo, pakua nambari ya chanzo ya firmware kutoka hapa na uifungue kwa kutumia Arduino IDE. Utahitaji kubadilisha [SSID] na [Nenosiri] na SSID halisi na nywila ya mtandao wako wa WiFi. Utahitaji pia kubadilisha [Kitambulisho cha Mteja] na [Kitufe cha Mteja] kwenye simu ya kazi ya sprintf na zile ambazo ulitumia kwenye hati ya PHP kwenye seva. Mwishowe, itabidi ubadilishe [Jeshi] na jina la kikoa au anwani ya IP ya seva. Ikiwa unatumia HTTPS utahitaji pia kusambaza alama ya kidole ya cheti chako kama hoja ya pili kwenye simu ya kazi ya http.begin (). Nimeelezea jinsi ya kupata alama ya kidole ya cheti kwenye sehemu ya "Kuweka HTTPS" kwenye hatua ya awali.

Ifuatayo, ikiwa bado haujahitaji kusanikisha kifurushi cha msingi cha Jumuiya ya ESP8266 ukitumia Meneja wa Bodi ya Arduino IDE. Mara hii ikimaliza, chagua NodeMCU 1.0 (Moduli ya ESP-12E) kutoka kwa menyu ya bodi. Ifuatayo, utahitaji kusanikisha maktaba ya SimpleDHT ukitumia Meneja wa Maktaba. Mwishowe, gonga kitufe cha Thibitisha kwenye kona ya juu kushoto ya dirisha lako la IDE ili kuhakikisha kuwa nambari imekusanyika bila makosa.

Na sasa, ni wakati wa kuchoma firmware kwa microcontroller. Ili kufanya hivyo songa jumper JP1 upande wa kulia, kwa hivyo GPIO0 ya ESP8266 itaunganishwa ardhini ambayo itawezesha hali ya programu. Kisha, ambatisha USB yako kwa kibadilishaji cha serial ukitumia waya za kuruka kwenye kichwa cha programu kinachoitwa P1. Pini 1 ya kichwa cha programu ni ya chini, pini 2 ni pini ya kupokea ya ESP8266 na piga 3 kupitisha. Unahitaji kupokewa kwa ESP8266 kwenda kwa usambazaji wa USB yako kwa kibadilishaji cha serial, usambazaji wa kupokea na kwa kweli ardhi chini.

Mwishowe, weka kifaa na 5V ukitumia kebo yako ya USB hadi DC na unganisha USB kwa kibadilishaji cha serial kwenye kompyuta yako. Unapaswa sasa kuweza kuona bandari halisi ya serial ambapo ESP8266 imeunganishwa, mara tu utakapofungua menyu ya zana kwenye IDE yako. Sasa, bonyeza tu kitufe cha Pakia na ndio hivyo! Ikiwa kila kitu kilienda kama inavyotarajiwa unapaswa kuona usomaji wa joto na unyevu kwenye LCD ya kifaa. Baada ya ESP8266 kuungana na mtandao wako na kuanza kuwasiliana na seva, tarehe na wakati wa sasa pia inapaswa kuonekana kwenye onyesho.

Baada ya masaa machache wakati seva itakuwa imekusanya data nzuri ya kiasi unapaswa kuona chati za joto na unyevu kwa kutembelea http (s): // [host] /index.php?client_id= [mteja id]. Ambapo [mwenyeji] ni anwani ya IP ya seva yako au kijikoa unachotumia kwa kiolesura cha wavuti, na [kitambulisho cha mteja] kitambulisho cha mteja cha kifaa ambacho ikiwa ukiiacha kwa thamani yake chaguomsingi inapaswa kuwa 1.