ESP32 IoT vandvarmer: 12 trin

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sidst ændret: 2024-01-30 08:25

Cayenne IoT geyser (varmtvandsbeholder i USA) er en strømbesparende enhed, der hjælper dig med at overvåge og styre dit husholdnings varmt vand, selv når du er væk hjemmefra. Det giver dig mulighed for at tænde og slukke din gejser, planlægge den til at tænde/slukke på bestemte tidspunkter, måle temperaturen på gejseren, indstille maksimale gemme temperaturer osv. Den er lavet til højtryks elektriske gejsere med et enkelt element. Det kan let ændres til andre gejser konfigurationer som lavt tryk, dobbelt element osv. Min gejser er også installeret lodret.

For sikkerheds skyld opbevarede jeg min mekaniske termostat i røret. Jeg måler vandtemperaturen med to DS18B20 temp -sensorer, den ene fastgjort til bunden af min gejser, under elementet, den anden fastgjort til varmtvandsudløbet. Du bør aldrig fjerne din mekaniske termostat af sikkerhedsmæssige årsager. Det kan være farligt at udskifte den mekaniske termostat med en elektronisk sensor, da sensoren eller mikrokontrolleren (hardware eller software kan fungere forkert) og føre til dampeksplosioner, der kan dræbe mennesker.

Dette projekt involverer tilslutning af et Solid State Relay i seriøst til dit geyserelement. Du har muligvis brug for en kvalificeret elektriker til at gøre det (ved lov). Arbejd ikke på din vekselstrøm (net), hvis du er usikker på det.

Din ESP32 vil offentliggøre data til en tjeneste kaldet Cayenne IoT Cloud via MQTT. Du vil kunne bruge Cayenne -instrumentbrættet til at overvåge og styre din gejser og planlægge opvarmningstider.

Tilbehør:

• ESP32 Wemos lolin eller enhver anden ESP32. ESP8266 fungerer også, men touch -pin -funktionaliteten fungerer ikke. En Arduino med WiFi burde også gøre
• Solid State relæ (SSR), klassificeret 30 amp eller mere
• Kølelegeme til SSR
• 3 (2 kan gøre) Dalas halvleder temperaturfølere, DS18B20.
• Kabinet
• Nogle springkabler
• Elektriske kabler, der passer til strømmen i din gejser
• Terminalblokke
• USB -strømforsyning til ESP32
• Litiumbatteri til strøm af ESP32, hvis lysnettet er af.

Trin 1: Færdigheder påkrævet

ESP32 Programmering i Arduino IDE, installation af biblioteker

Grundlæggende elektronik

Kendskab til lysnettet (normalt AC 110 - 240 volt)

Noget kendskab til cayenne.mydevices.com

Trin 2: Thermoprofil for gejsere og sensorplacering

Varmt vand har en lavere densitet end koldt vand. Derfor vil vandet i toppen af tanken være varmere end vandet i bunden af tanken, da det varme vand vil stige. Gejserudløbet er også normalt øverst og indløbet i bunden, hvilket yderligere bidrager til varmeprofilen.

I mit projekt brugte jeg tre temperatursensorer. En i bunden, en øverst og en omgivelsestemperaturføler. Baseret på et par eksperimenter besluttede jeg at bruge bundtemperatursensoren som min indikator på, at tanken er varm. Problemet med den øverste sensor er, at den vil stige med et par grader, i det øjeblik en varm fane åbnes i et par sekunder, og der kan bare være lidt varmt vand tilbage i toppen af tanken. Du kan beslutte at bruge et gennemsnit mellem de to sensorer.

Trin 3: Byg din hardware

Tilslut SSR til PIN 15 og GND

Tilslut alle 3 DS18B20 -sensorer: Gul til PIN 16, sort til GND, rød til 3,3 volt. Brug en 4,7KOhms pull up resister mellem PIN 16 og 3,3 volt. (Husk, DS18B20 er en ledningsenhed, og flere én tråds enheder er tilladt på en bus eller pin).

Tilslut din genstart -berøringskabel til TO og nulstil ledningen til T2

Tilslut endnu ikke din build til lysnettet (AC). Tilslut endnu ikke sensorerne til din Geyser. Du skal først finde ud af, hvilken sensor der skal gå til hvilken position.

Trin 4: Registrer dig som en Cayenne -bruger

Dette er ikke en cayenne.mydevices.com tutorial. Cayenne er nulprisversionen af mydevices.com

Hvis du ikke kender cayenne, er der mere information tilgængelig på

Du skal først registrere dig på cayenne.mydevices.com og modtage et login og kodeord.

Mere information om cayenne er tilgængelig på

Det er også vigtigt at læse igennem

developers.mydevices.com/cayenne/docs/cayenne-mqtt-api/#cayenne-mqtt-api-using-arduino-mqtt for at tilføje cayenne-biblioteket til Arduino ID

Trin 5: Installer de påkrævede biblioteker i Arduino IDE

WiFiManager

ArduinoJson version 6.9.0

CayenneMQTT

OneWire

Dallas Temperatur

ArduinoOTA

Trin 6: Indlæs ESP32 Sketch

ESP32 Sketch indeholder masser af kode. Den indeholder kode til

1. https://github.com/tzapu/WiFiManager. WiFi -manager bruges til at lade din ESP32 vide, hvad dine WiFi -adgangspunters loginoplysninger er. Det bruges yderligere til at fange CayenneMQTT -detaljer, temperaturgrænser for gejseren og til at forbinde de 3 temperatursensorer med dens placering (top, bund eller omgivende)
2. Kode til cayenne API
3. OTA (Over the air -opdateringer). Du vil kunne opdatere firmware via WiFi. Du skal være på dit lokale WiFi og bruge den samme computer, som du brugte til at uploade din originale skitse.

4. DS18B20 temperaturaflæsning.

ArduinoIDE Sketch er tilgængelig på:

Trin 7: Tilføj din ESP32 til Cayenne

Du kan nu tilføje en ny enhed.

Log ind på cayenne.mydevices.com. Til venstre vil du se en rullemenu Tilføj nyt …… Vælg enhed/widget. En side åbnes, hvis du skulle vælge at bringe din egen ting med. En ny side åbnes med dine MQTT -detaljer. Skriv dit MQTT -BRUGERNAVN, MQTT -PASSORD, KLIENT -ID ned. Du skal bruge dette for at kommunikere med Cayenne MQTT Broker (server). Dit MQTT BRUGERNAVN og MQTT PASSWORD vil altid være det samme, men KLIENT -ID'et vil være forskelligt for hver ny enhed som en anden ESP32, Arduino eller Raspberry PI.

Du kan også give din enhed et navn på denne formular.

Trin 8: Kør din skitse

Genstart ESP32

Du skulle nu se et nyt WiFi -adgangspunkt kaldet "Slim_Geyser_DEV". (ESP 32 vil være i adgangspunkttilstand/ Ad-hoc- eller hotspot-tilstand) ved hjælp af din computers WiFi-søgning/ -scanning.

Log ind på dette nye adgangspunkt. Adgangskoden/sikkerhedsnøglen er adgangskoden.

Din browser skal gå til landingssiden "192.168.4.1", hvis ikke, gør det manuelt.

Gå til Konfigurer WiFi

Konfigurationssiden skal nu åbne. Det skulle automatisk have scannet efter dit internetadgangspunkt, vælg det, indtast adgangskoden, Cayenne MQTT -oplysninger. Lad resten være det samme. Alle temp værdier er metriske (Deg Celcius).

Tryk på Gem. ESP32 vil nu forsøge at oprette forbindelse til din wifi og Cayenne -serveren.

Afbryd forbindelsen til "Slim_Geyser_DEV", og tilslut din computer til dit hjemmeadgangspunkt.

Trin 9: Byg dit Cayenne -instrumentbræt

Nu skal du logge ind på cayenne.mydevices.com ved hjælp af dine cayenne -legitimationsoplysninger.

Din enhed skal vises på menulinjen til venstre (Mine er Geyser_DEV).

Du kan nu tilføje alle dine sensorer og relæet (eller kanaler) til dit dashboard ved at klikke på tilføjelsestegnene.

På kanal 0 -ikonet skal du klikke på indstillinger og ændre navnet til "Geyser Bottom TEMP". Vælg en passende ikon (temperaturprobe), og vælg antallet af decimaler som 1. Gør det samme for kanal 1, 2, 5, 6

For kanal 4 og 8 skal du ændre antallet af decimaler til 0 og navngive dem "** Geyser Status (1 = ON, O = OFF) **"

og "*Automatisk opvarmningstilstand (0 = Manuel, 1 = Auto)*".

Kanal 3 og 7 skal være knapper

Gå til Tilføj nyt menupunkt i venstre menulinje, gå til Enhed/widget> Tilpassede widgets> Knap

Navngiv knappen "Slå Geyser til/fra", Vælg enhedsnavn (Geyser_DEV), DATA = Digital aktuator, Kanal 3, Enhed = Digital I/O, Ikon = vippekontakt. Klik på tilføj widget.

Gør det samme for kanal 7

Kanal 9 skal konverteres til en skyder

Gå til Tilføj nyt menupunkt i venstre menulinje, gå til Enhed/widget> Tilpassede widgets> Skyder og vælg de relevante værdier som på billedet.

Du kan nu flytte dine widgets rundt.

Trin 10: Find ud af sensorernes positioner

Da de tre Temp -sensorer er forbundet til den samme pin (One Wire Bus), bør du finde ud af, hvilken sensor der skal gå hvor.

Tjek dit Cayenne -instrumentbræt, og notér de tre temperaturer. De burde være mere eller mindre ens. Varm en op med varmt vand eller din hånd. Bemærk sensoren, der varmes op på instrumentbrættet. Mærk din sensor i overensstemmelse hermed. Gør dette for de andre 2 sensorer.

Trin 11: Leg rundt (test) dit instrumentbræt

Leg rundt med kontrolelementerne på instrumentbrættet. Slå tænd/sluk -knappen til og se, om SSR -lysdioden lyser. Tænd også for Auto opvarmningstilstand, varm bundføleren og se om SSR -kontakten når den ønskede temperatur er nået.

Du kan nu tilslutte de 2 sensorer til gejseren og omgivelsestemperaturføleren til en passende position. Du kan også tilslutte SSR til dit lysnettet.

Trin 12: Planlægning af din gejser

Du kan nu planlægge on/ off begivenheder med din Geyser

Vælg Tilføj ny> Begivenhed på betjeningspanelet