Piccolo registratore di temperatura ESP8266 (Fogli Google): 15 passaggi

2024 Autore: John Day | [email protected]. Ultima modifica: 2024-01-30 10:02

Questa è una guida su come creare il tuo registratore di temperatura abilitato WiFi assolutamente minuscolo. Si basa sul modulo ESP-01 e sul sensore di temperatura digitale DS18B20, confezionato in una custodia stampata in 3D con una batteria al litio da 200 mAh e un caricatore micro USB.

È davvero un progetto fantastico se eseguito correttamente, ma un avvertimento è molto frustrante saldare tutto manualmente e mantenerlo così piccolo senza rompere nulla e far funzionare il software è piuttosto prolisso. Quindi, per favore, leggi l'intera istruzione prima di provarla.

Se qualcuno ne costruisce uno mi piacerebbe vederlo e per cosa lo stai usando, finora l'ho usato per determinare il ciclo di lavoro del mio condizionatore in una tipica giornata estiva (50 min acceso, 20 min spento) e lo userò esso per monitorare la temperatura delle salsicce in inverno…

Passaggio 1: materiali/attrezzature

Sebbene i componenti siano pochi e lo schema abbastanza semplice, ci vuole un grande sforzo per portarli in un fattore di forma carino e funzionale…

I componenti di cui avrai bisogno sono:

• Un ESP01
• Una batteria LiPo da 200 mAh
• Un modulo caricabatterie LiPo TP4056
• Un regolatore di tensione HT7333A 3.3V
• Un sensore di temperatura DS18B20
• Due resistori SMD 4.7kΩ
• Due piccoli pulsanti

Gli strumenti/attrezzature di cui avrai bisogno sono:

• Filo isolato sottile (ho usato il filo per avvolgere il filo)
• Saldatore/stazione, saldatura, flusso e una pompa dissaldante
• Cesoie/spelafili, pinzette
• Un computer
• Una scheda di programmazione ESP01
• Una stampante 3D
• Supercolla/adesivo cianoacrilato

Fase 2: Saldatura: il piccolo filo Deep_Sleep

Una delle caratteristiche principali che un logger alimentato a batteria deve avere è una modalità a basso consumo in modo che possa durare il più a lungo possibile. L'ESP8266 ha l'ESP. DeepSleep(); opzione, ma richiede che GPIO_16 sia collegato al pin EXT_RSTB (Reset), che purtroppo per noi non è suddiviso su un modulo ESP01. Ciò significa che dobbiamo saldare a mano un filo sottile al pin corretto sul chip SMD ESP8266. Questo è abbastanza impegnativo, ma può essere fatto usando solo un normale saldatore e molta pazienza e mani ferme. GPIO_16 è l'ultimo pin sul lato del chip vicino al condensatore di disaccoppiamento poiché è sul bordo e rende molto più facile la saldatura. Buona fortuna!

Passaggio 3: prototipo

Prima di compattarlo fino all'elettronica finale da inserire nella custodia, ho realizzato un prototipo utilizzando perf-board. Questo è stato un passaggio facoltativo per verificare che tutti i componenti avrebbero funzionato insieme, poiché sarà molto più difficile risolvere i problemi una volta che sarà miniaturizzato e all'interno di una custodia rigida. Potrebbe anche essere fatto facilmente su una breadboard.

Passaggio 4: programmazione

Per programmare l'ESP8266 è possibile utilizzare un modulo di programmazione economico dalla Cina con una leggera modifica aggiungendo un pulsante per collegare GPIO_2 a terra. Il flashing di un ESP8266 non rientra nell'ambito di questa istruzione, ma può essere facilmente eseguito con lo sketch Arduino che si trova nella pagina GitHub. Assicurati di installare ArduinoJSON e la libreria OneWire e, naturalmente, i core ESP.

IMPORTANTE! Non dimenticare di caricare i dati SPIFFS sulla scheda. Il logger non si avvierà senza il file di configurazione archiviato nella memoria SPIFFS.

github.com/Luigi-Pizzolito/ESP8266-Temperatu…

Passaggio 5: Interwebz: Moduli Google

Il backend del nostro logger sarà fatto con Google Forms and Sheets e IFTTT nel mezzo. Seguire le immagini da qui è la cosa più semplice da fare.

1. Crea un nuovo modulo.
2. Acquisisci la richiesta di risposta del modulo con gli strumenti per sviluppatori di Google Chrome.
3. Annota l'URL della richiesta e richiedi i dati
4. Collega il modulo all'aggiornamento automatico di Google Sheet
5. Aggiungi grafici ai fogli

Passaggio 6: Interwebz: Webhook IFTTT

In realtà basta seguire le immagini passo passo a questo punto.

1. Crea una nuova applet IFTTT
2. Seleziona il trigger come evento di richiesta Webhook, annota il nome dell'evento.
3. Seleziona l'azione come richiesta Webhook.
4. Incolla l'URL della richiesta dal modulo Strumenti per sviluppatori di Moduli Google.
5. Imposta il metodo di richiesta su POST
6. Imposta il tipo di contenuto su "application/x-www-urlencoded"
7. Incolla i dati non elaborati della richiesta dagli Strumenti per sviluppatori dai moduli Google.
8. Trova i campi per la temperatura e la tensione e sostituisci con 'Ingredienti'; Valore1 e Valore2.
9. Fine dell'applet.

Passaggio 7: Interwebz: configura il tuo logger

Segui le immagini…

1. Visita la documentazione di IFTTT Maker Webhooks qui:
2. Copia l'URL del trigger, dopo aver inserito il nome dell'evento.
3. Accedi alla modalità di configurazione sul tuo TinyTempLogger tenendo premuto il pulsante di configurazione e premendo il pulsante di ripristino, connettiti a ESP_Logger e apri 192.168.4.1
4. Inserisci il tuo URL, diviso in Host e URI
5. Immettere 'value1' e 'value2' come nomi per i parametri.
6. Fare clic su salva quindi ripristinare.

Il tuo logger dovrebbe ora essere in grado di pubblicare dati su Fogli Google, tramite il relè IFTTT.

Passaggio 8: Saldatura: batteria, caricabatterie e regolatore

A questo punto, dovresti avere un prototipo completamente funzionante su breadboard/perf-board. Durante i prossimi passaggi, saldare tutti i componenti in stile dead-bug, nel fattore di forma più piccolo possibile.

Inizia saldando la batteria, il regolatore e il caricabatterie tra loro, secondo lo schema.

Lo schema può essere trovato anche sulla pagina GitHub.

Passaggio 9: saldatura: rimuovere le intestazioni dei pin

IMPORTANTE! Prima di rimuovere le intestazioni dei pin assicurati di aver flashato il programma e lo SPIFFS e di aver prototipato il circuito e confermato che funziona! La memoria lampeggiante dopo questo passaggio sarà una seccatura!!

PROCEDERE SOLO se il circuito è perfettamente funzionante come prototipo.

Rimuovere le intestazioni dei pin è un po 'impegnativo, la mia strategia è semplicemente applicare il flusso e provare a riscaldare tutti i pin contemporaneamente con la saldatura mentre uso le pinzette per estrarre i pin. Quindi uso la pompa di saldatura dal basso e il ferro dall'alto per sciogliere la saldatura che è bloccata nei fori e aspirarla. Fai attenzione a non rompere il delicato filo del sonno profondo.

Passaggio 10: saldatura del resistore SMD, modifica della corrente del modulo caricabatterie

Prima di utilizzare il modulo di ricarica LiPo con la nostra piccola batteria da 200 mAh, dobbiamo modificarlo. Per impostazione predefinita, questi moduli caricano la cella a 500 mA, che è troppo alto per batterie piccole. Modificando il resistore impostato per la corrente SMD da 1.2kΩ(122) a 4.7kΩ(472) possiamo ridurre la corrente a ~150mA. In questo modo la nostra cella durerà più a lungo.

Passaggio 11: saldatura: pulsanti

La prima cosa che ho saldato all'ESP-01 sono stati i pulsanti, ho solo usato un filo sottile "avvolgente" e pulsanti a montaggio superficiale, basta seguire lo schema e mantenere tutto il più piccolo possibile.

Passaggio 12: Saldatura: DS18B20

Successivamente ho saldato il sensore di temperatura DS18B20, prima ho tagliato i suoi cavi e saldato un resistore a montaggio superficiale da 4,7 kΩ tra i pin VCC e DATA, quindi è stato solo seguendo lo schema per collegarlo all'ESP.

Passaggio 13: Saldatura: collega tutto insieme

L'ultima cosa rimasta da fare per quanto riguarda la saldatura era unire i cavi di alimentazione provenienti dalla batteria all'ESP, quindi la saldatura era finalmente terminata!

Passaggio 14: tempo di stampa 3D e assemblaggio finale

Per completare l'assemblaggio dopo essersi assicurati che tutto funzionasse ancora dopo essere stato saldato, era tempo di stampare in 3D la custodia. Ho iniziato misurando le dimensioni e realizzando il modello in Fusion 360, a meno che tu non sia riuscito a rendere il tuo piccolo o delle stesse dimensioni del mio, potresti dover modificare il modello Fusion 360. In caso contrario, gli STL per la parte superiore e inferiore del case e le tastiere sono pronti per la stampa. Ho usato Cura per affettare con una risoluzione di 0,1 mm, riempimento del 20%, filamento ABS e "Stampa pareti sottili" abilitati. Assicurati di abilitarlo, altrimenti l'unione sottile che allinea le due metà della custodia non verrà stampata.

STL e file fusion 360 sono su GitHub.

github.com/Luigi-Pizzolito/ESP8266-Temperatu…

Dopo la stampa era solo un caso (gioco di parole) di farcire tutto e chiuderlo con una super colla. È una vestibilità molto stretta e ci vorrà molta pazienza. Consiglio qualcosa come Scotch Weld perché è leggermente più spesso, la super colla tende ad essere molto sottile e copre tutto e si attacca ovunque (comprese le dita).

Passaggio 15: completare

Ecco qua, un registratore di temperatura abilitato WiFi assolutamente minuscolo. Buona fortuna se provi ad assemblare il tuo e tanta pazienza nel rendere queste cose piccole ma comunque funzionanti.