CVC pour la cave à légumes : 6 étapes

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Dernière modifié: 2024-01-30 09:05

Il s'agit d'un appareil de contrôle de la température et de l'hygrométrie dans une cave froide de deux pièces. Il contrôle également deux ventilateurs dans chaque pièce qui font circuler l'air de l'extérieur dans chaque pièce et communique avec un interrupteur intelligent dans chaque pièce connecté à un brumisateur à ultrasons. L'objectif est de contrôler la température et l'humidité dans la pièce, idéalement pour maintenir la température en dessous de 5C et une humidité d'environ 90%

L'appareil utilise un microcontrôleur ESP8266 pour lire les capteurs de température et d'humidité, pour piloter les ventilateurs et pour présenter les informations sur le réseau local dans une page Web.

Cette instructable n'entrera pas dans les détails exacts car:

1. J'ai oublié de prendre des photos au fur et à mesure que je l'ai construit, et il est maintenant installé chez le client !
2. Votre situation sera différente. Ceci est conçu comme une conception de référence, ne doit pas être exactement dupliqué.

Fournitures:

Les pièces que j'ai utilisées sont:

• Microcontrôleur NodeMCU 1.0 ESP8266. Tout ESP8266 fonctionnera, tant qu'il dispose de suffisamment de broches d'entrée et de sortie numériques libres pour votre conception. Il n'est pas anodin de savoir combien de broches SONT libres, certaines sont exposées, mais utilisées lors du démarrage ou de la transmission série.
• planche de prototypage
• fils, connecteurs
• prise femelle d'en-tête pour tenir ESP8266 et faire des connecteurs de capteur
• Capteurs de température et d'humidité DHT22
• Sonde de température DS18B20 pour usage extérieur
• câblage CAT5 déconstruit pour le câblage du capteur
• Résistances de 690 ohms pour limiter le courant de grille FET
• Résistances 10K pour tirer la ligne de données DHT22
• Résistance 2.2K pour remonter la ligne de données DS18B20
• Pilotes de puissance HEXFET IRLU024NPBF
• Ventilateurs San Ace 80 48VDC
• Alimentation MeanWell 48VDC 75 watts pour alimenter les ventilateurs
• chargeur de téléphone 5v cannibalisé pour alimenter l'ESP8266 et les capteurs
• Diverses diodes à travers le ventilateur pour empêcher le retour EMF (peut-être P6KE6 TVS ?)

Si vous souhaitez des liens supplémentaires vers l'un d'entre eux, commentez et je les ajouterai.

Étape 1: Construction - Câblage du microcontrôleur et du capteur

Le circuit est construit sur une carte de prototypage, suivant des techniques similaires à celles-ci.

1. Disposez les composants sur la carte de prototypage pour permettre un câblage facile à l'étape suivante. Je n'ai pas laissé assez d'espace autour des pilotes MOSFET et le câblage est devenu un peu serré.
2. Soudez les embases femelles en place, en les branchant sur le NodeMCU comme un gabarit pour obtenir quelques broches clouées. Retirez ensuite le NodeMCU et terminez toutes les broches. Je n'ai utilisé que des prises sur les broches qui sont utilisées pour l'alimentation et l'entrée/sortie. Cela a permis de s'assurer que l'appareil était branché avec la bonne orientation à chaque fois.
3. Soudez un connecteur mâle à l'alimentation 5VDC.
4. Soudez un connecteur femelle correspondant à la carte près des broches ESP8266 Vin et de terre, puis soudez un fil de raccordement mince entre le connecteur 5VDC et la terre aux broches de prise correspondantes. Pensez à placer ce connecteur de manière à ce qu'il gêne le port USB du NodeMCU. Vous ne voulez PAS alimenter le NodeMCU à partir de cette alimentation et de l'USB en même temps. Si vous placez le connecteur dans un endroit peu pratique, il vous sera plus difficile de le faire accidentellement.
5. Soudez les connecteurs mâles à 3 broches près des broches ESP8266 D1, D2 et D3. Laissez suffisamment de place pour les résistances de rappel et tous les fils de raccordement.
6. Construisez des connecteurs correspondants à partir d'en-têtes femelles pour les branchements de capteurs. J'ai utilisé 4 longueurs de broches, avec une broche retirée pour que les capteurs soient verrouillés afin qu'ils puissent être mal connectés. J'ai mis l'alimentation 3,3 V et la masse sur les broches 1 et 4 de chaque connecteur, et les données sur la broche 2. Il serait préférable de mettre 3,3 V et la masse l'une à côté de l'autre et les données sur la broche 4, donc si un capteur était connecté à l'envers, aucun dommage ne serait fait.
7. Soudez les résistances de rappel entre 3,3 V et les lignes de données pour chaque capteur. Le DHT22 utilise un pullup de 10K et le DS18B20 (à 3,3V) aime un pullup de 2,2K.
8. Souder le fil de raccordement entre les broches de terre de chaque connecteur et une broche de terre de la prise NodeMCU.
9. Fil de raccordement à souder entre les broches 3,3 V de chaque connecteur et la broche 3,3 du NodeMCU.
10. Fil de raccordement à souder de la broche de données d'un connecteur DHT22 à la broche D1 de la prise NodeMCU
11. Souder le fil de raccordement de la broche de données de l'autre connecteur DHT22 à la broche D2 de la prise
12. Souder le fil de raccordement de la broche de données du connecteur DS18B20 à la broche D3.
13. Mesurez à partir des emplacements d'installation des capteurs prévus jusqu'à l'emplacement de l'appareil.
14. Construisez des faisceaux de câbles de longueur appropriée. Je fais cela en démontant une longueur de câble Ethernet CAT 5, en mettant 3 des fils dans le mandrin d'une perceuse et en les torsadant ensemble. Cela donne au nouveau câble du capteur une certaine résistance mécanique contre le pliage et la rupture de fil.
15. Soudez le capteur à une extrémité du fil et une embase femelle à l'autre. Soyez prudent avec l'affectation des broches. Mettez également un réducteur de tension à chaque extrémité, par exemple du calfeutrage au silicone, de l'époxy ou de la colle chaude. Le calfeutrage au silicone est probablement le meilleur - la colle chaude peut absorber l'humidité et l'époxy peut pénétrer dans le connecteur.

Étape 2: Construction - Pilotes de ventilateur

Cette conception utilise des ventilateurs de 48 volts pour deux raisons:

• ils étaient disponibles et semblaient être de meilleure qualité / plus efficaces que les ventilateurs 12 V plus habituels de notre tas de déchets
• ils utilisent moins de courant que les ventilateurs à basse tension, les fils peuvent donc être plus fins

Les ventilateurs à basse tension peuvent être un meilleur choix dans votre conception.

Cette section entre dans les détails sur la construction du circuit de commande en utilisant une sortie numérique de 3 volts du NodeMCU pour alimenter un ventilateur de 48 volts. Outre le logiciel, cette section est la partie la plus unique de l'appareil. Dans un premier temps, vous pourriez bénéficier de la construction du circuit sur une planche à pain.

1. En vous déplaçant de l'autre côté de la prise NodeMCU, déterminez un emplacement pour le connecteur d'alimentation 48V entrant. Il doit être adjacent à l'endroit où l'alimentation sera montée et un rail de masse sur la carte de prototypage. Ne soudez pas encore en place.
2. Examinez le schéma ci-dessus pour comprendre comment vous allez connecter tous ces composants.
3. Placez les quatre résistances de 690 ohms à proximité des broches D5, D6, D7 et D8. Ne les soudez pas encore.
4. Placez les quatre transistors dans la carte de prototypage.
5. Placez les quatre diodes de serrage dans la carte de prototypage. Pour chaque diode, alignez l'anode avec le drain du transistor et la cathode afin qu'un fil de celle-ci ait un chemin dégagé vers le rail d'alimentation 48V.
6. Quatre connecteurs pour les ventilateurs, le connecteur positif (+) vers le rail 48V et le négatif (-) vers la source du FET et l'anode de la diode
7. Ajustez maintenant tous ces emplacements jusqu'à ce que tout soit bien placé et qu'il y ait de la place pour faire passer tous les fils de raccordement.
8. Soudez le premier des quatre circuits de commande en place. Ce n'est pas grave si les autres tombent lorsque vous retournez le tableau. Les prochaines étapes se concentrent sur l'un des circuits d'entraînement. Une fois qu'il est fonctionnel, vous pouvez passer aux autres.

9. À l'aide du fil de raccordement ou des fils des composants, soudez un circuit de commande de ventilateur:

   1. une extrémité de la résistance de limitation de courant de grille aux broches D5 du nœud MCU
   2. l'autre extrémité de la résistance à la grille du FET
   3. le drain du FET à la terre
   4. la source du FET à l'anode de la diode et le négatif du connecteur du ventilateur

10. À l'aide d'un multimètre, vérifiez les connexions. Vérifiez que toutes les connexions ont une résistance nulle, mais surtout vérifiez qu'il n'y a pas de court-circuit:

    1. PAS de résistance nulle entre les 3 broches du FET
    2. PAS une résistance nulle à travers le connecteur du ventilateur du négatif au positif, et une résistance nulle du positif au négatif indiquant que la diode fonctionne.
    3. Circuit ouvert de chaque broche FET à 48V
11. Vérifiez le circuit d'une autre manière.
12. Connectez l'alimentation 5V à la carte de prototypage.
13. Connectez le négatif de votre multimètre à la terre.
14. Branchez l'alimentation 5V. Vérifiez qu'il y a 5 volts sur la broche Vin
15. Connectez l'alimentation 48V et un ventilateur. Ces ventilateurs ont un certain couple de démarrage, alors maintenez-le avec une pince. Il peut démarrer lorsque vous alimentez le circuit.
16. Insérez temporairement une extrémité d'un morceau de fil de raccordement dans la prise pour la broche D5. Mettez la broche à la terre en insérant l'autre extrémité du fil dans la broche de terre. Si le ventilateur fonctionnait, il devrait s'arrêter, car vous avez éteint le FET.
17. Déplacez le fil de la terre au VIN. Le ventilateur devrait démarrer.
18. Célébrez votre succès, coupez l'alimentation et complétez et testez les circuits de commande de ventilateur restants. Ils sont entraînés respectivement par les broches D6, D7 et D8.

Étape 3: programmer le NodeMCU et la configuration initiale

1. Téléchargez les fichiers Sketch joints dans un nouveau projet Arduino, compilez et chargez dans le NodeMCU.

   le deuxième fichier pagehtml.h contient du javascript sous la forme d'une énorme chaîne qui réside dans la mémoire ESP8266 et est le serveur avec la page Web

2. N'alimentez PAS le NodeMCU depuis la carte. Débranchez l'alimentation 5V de la carte de prototypage.
3. Déconnectez 48V de la carte principale.
4. Branchez le NodeMCU dans la prise, connectez votre câble USB et flashez le NodeMCU
5. Ouvrez le moniteur série Arduino à 115200 bauds.
6. À l'aide d'un smartphone, d'un ordinateur portable ou d'une tablette, connectez-vous au réseau RootCellarMon qui devrait apparaître car le NodeMCU agit comme un point d'accès Wi-Fi. Le mot de passe est "opensesame". J'utilise la chouette bibliothèque IOTWebConf pour permettre la configuration du SSID et du mot de passe de votre réseau.
7. Ensuite, à l'aide d'un navigateur Web sur votre appareil, accédez à http:192.168.4.1. Vous devriez voir une page comme indiqué ci-dessus mais avec des erreurs des capteurs. Cliquez sur le lien Configuration en bas.

8. Parcourez l'écran de configuration pour définir vos paramètres réseau SSID et mot de passe, puis cliquez sur APPLIQUER. Reconnectez-vous à votre réseau Wi-Fi normal. Vous devriez voir quelque chose comme ceci sur le moniteur série Arduino:

   Le mot de passe n'a pas été défini dans la configuration

   Changement d'état de: 0 à 1 Configuration du PA: RootCellarMon Avec mot de passe par défaut: Adresse IP du PA: 192.168.4.1 État changé de: 0 à 1 Connexion au PA. Déconnecté du point d'accès. Demande de redirection vers 192.168.4.1 Page non existante demandée '/favicon.ico' arguments (GET):0 Page de configuration demandée. Rendu 'iwcThingName' avec la valeur: RootCellarMon Rendu 'iwcApPassword' avec la valeur: Rendu 'iwcWifiSsid' avec la valeur: votre SSID Rendu 'iwcWifiPassword' avec la valeur: Rendu 'iwcApTimeout' avec la valeur: 30 Rendu' avec 'tasmota Rendering avec valeur: Séparateur de rendu Séparateur de rendu Formulaire de validation. Mise à jour de la configuration La valeur de l'argument 'iwcThingName' est:RootCellarMon iwcThingName='RootCellarMon' La valeur de l'argument 'iwcApPassword' est:opensesame iwcApPassword a été défini La valeur de l'arg 'iwcWifiSsid' est: votre valeur SSID iwcAp'Wifizword est:: votre mot de passe wi-fi iwcWifiPassword a été défini La valeur de l'argument 'iwcApTimeout' est: 30 iwcApTimeout='30' La valeur de l'argument 'tasmota1' est: tasmota1='' La valeur de l'argument 'tasmota2' est: tasmota2='' Saving config ' iwcThingName'= 'RootCellarMon' Saving config 'iwcApPassword'= Saving config 'iwcWifiSsid'= 'votre SSID' Saving config 'iwcWifiPassword'= Saving config 'iwcApTimeout'= '30' Saving config 'tasmota1'2'=' Saving config = '' La configuration a été mise à jour. Changement d'état de: 1 à 3 Connexion à [votre SSID] (le mot de passe est masqué) État changé de: 1 à 3 Adresse IP connectée WiFi: 192.168.0.155 Changement d'état de: 3 à 4 Connexion acceptée État changé de: 3 à 4

9. Notez l'adresse IP attribuée à votre appareil. Ci-dessus, il s'agit de 192.168.0.155.
10. Reconnectez votre ordinateur portable/tablette/téléphone à votre réseau normal si ce n'est pas déjà fait.
11. Accédez à la nouvelle adresse de l'appareil, 192.168.1.155 dans mon cas. Vous devriez revoir la page principale.

Étape 4: Connecter le tout ensemble

1. Débranchez le câble USB.
2. Connectez l'alimentation 5 volts. Et actualisez la page Web. Vous devriez voir le rythme cardiaque augmenter régulièrement.
3. La LED de l'ESP8266 doit clignoter toutes les 5 secondes pendant la lecture des capteurs.
4. Connectez les capteurs et vous devriez commencer à obtenir des lectures. À l'origine, j'avais un DHT22 à l'extérieur, mais je le trouvais peu fiable, alors je suis passé au DS18B20, plus simple et mieux protégé.
5. Si vous rencontrez des problèmes de lecture, vous pouvez déconnecter l'alimentation 5 V, alimenter le NodeMCU avec USB et charger des exemples de croquis pour chaque capteur afin de résoudre le problème. C'est presque toujours un mauvais fil.
6. Connectez l'alimentation 48V et les ventilateurs. Cliquez sur les boutons de contrôle du ventilateur.
7. Construisez deux commutateurs intelligents basés sur Tasmota. J'ai utilisé des commutateurs Sonoff Basic. Il existe des tutoriels sur la façon de les flasher avec Tasmota ailleurs, y compris la propre page d'arendst.
8. Consultez la liste des clients de votre routeur et identifiez les adresses IP attribuées à chaque commutateur intelligent. Définissez ces adresses comme réservées, de sorte que les commutateurs obtiennent toujours la même adresse.
9. Essayez de contrôler directement les commutateurs intelligents, par exemple

192.168.0.149/cm?cmnd=Power%20ONhttps://192.168.0.149/cm?cmnd=Power%20OFF

• Cliquez sur Configurer en bas de la page principale et définissez les adresses des commutateurs intelligents comme indiqué dans la capture d'écran ci-dessus. Juste l'adresse IP, le reste de l'URL est intégré au logiciel exécuté sur l'ESP8266. Vous aurez peut-être besoin de user:password de "admin":"opensesame", ou de tout ce que vous avez changé le mot de passe, pour accéder à la page de configuration.

Étape 5: Installation

J'ai monté les pièces de l'appareil sur un petit morceau de contreplaqué, avec le couvercle d'un récipient alimentaire en plastique entre le contreplaqué et le couvercle. Cet arrangement a été vissé au mur de la cave à légumes. Parce que le couvercle est légèrement décollé du mur, le corps du récipient alimentaire peut facilement être encliqueté pour fournir un étui de protection. Tout le câblage est acheminé à travers le couvercle fixe jusqu'au circuit imprimé.

Les capteurs et le câblage du ventilateur ont été fixés aux murs sans serrer, car des travaux futurs sont prévus dans la cave à légumes - éventuellement des murs en plâtre et des étagères supplémentaires.

Étape 6: Résumé

Il s'agit d'une expérience, nous ne savons donc pas quelles parties du système se révéleront à la fin.

Quelques premières notes sur la façon de faciliter le succès:

• Les fans peut-être inutiles. La convection naturelle peut suffire. Les évents d'admission et d'échappement sont placés près du sol et du plafond respectivement, de sorte que l'air chaud soit évacué et l'air froid introduit.
• Assurez-vous que le wi-fi est OK dans la cave à légumes avant de commencer le projet. Dans notre cas, nous devions installer un prolongateur wifi dans la pièce au-dessus de la cave à légumes.
• Si le wi-fi n'est pas bon, une conception de fréquence radio filaire ou différente peut être nécessaire.
• Peignez la carte sur laquelle les composants sont montés ou utilisez du plastique ou quelque chose de moins affecté par l'humidité.
• Quatre ventilateurs en fonctionnement consomment environ 60 watts, l'alimentation est probablement efficace à 80% au moins. Ainsi, le chauffage à l'intérieur du boîtier est au maximum de 20% * 60 ou 12 watts. La surchauffe ne devrait pas être un problème, surtout dans une cave froide. Si votre boîtier est plus hermétique, vous voudrez peut-être percer des trous de ventilation.
• Il existe des projets qui ajoutent des capteurs environnementaux aux prises intelligentes basées sur Tasmota. L'un d'eux pourrait être une bonne alternative pour cette application.