Pemanas Air ESP32 IoT: 12 Langkah

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Terakhir diubah: 2024-01-30 09:53

Cayenne IoT geyser (Tangki Air Panas di AS) adalah perangkat hemat daya yang akan membantu Anda memantau dan mengontrol air panas rumah tangga, bahkan saat Anda jauh dari rumah. Ini akan memungkinkan Anda untuk menghidupkan dan mematikan geyser, menjadwalkannya untuk on/off pada waktu tertentu, mengukur suhu geyser, mengatur suhu penyimpanan maksimum, dll. Ini dibuat untuk geyser listrik bertekanan tinggi dengan satu elemen. Ini dapat dengan mudah dimodifikasi untuk konfigurasi geyser lainnya seperti tekanan rendah, elemen ganda dll. Geyser saya juga dipasang secara vertikal.

Demi keamanan, saya menyimpan termostat mekanis saya di dalam tabungnya. Saya mengukur suhu air dengan dua sensor suhu DS18B20, satu terpasang di bagian bawah geyser saya, di bawah elemen, yang lain terpasang ke outlet air panas. Anda tidak boleh melepas termostat mekanis Anda untuk alasan keamanan. Mengganti termostat mekanis dengan sensor elektronik dapat berbahaya, karena sensor atau pengontrol mikro (perangkat keras atau lunak dapat tidak berfungsi) dan menyebabkan ledakan uap yang dapat membunuh orang.

Proyek ini melibatkan koneksi Solid State Relay secara serius dengan elemen geyser Anda. Anda mungkin memerlukan teknisi listrik yang memenuhi syarat untuk melakukannya (Berdasarkan Hukum). Jangan bekerja pada AC (Induk) Anda jika Anda tidak yakin tentang hal itu.

ESP32 Anda akan memublikasikan data ke layanan yang disebut Cayenne IoT Cloud melalui MQTT. Anda akan dapat menggunakan dasbor Cayenne untuk memantau dan mengontrol geyser Anda dan menjadwalkan waktu pemanasan.

Perlengkapan:

• ESP32 Wemos lolin atau ESP32 lainnya. ESP8266 juga akan berfungsi tetapi fungsi pin sentuh tidak akan berfungsi. Arduino dengan WiFi juga harus melakukannya
• Relai Solid State (SSR), dengan nilai 30 amp atau lebih
• Heatsink untuk SSR
• 3 (2 dapat dilakukan) Sensor suhu semikonduktor Dalas, DS18B20.
• Selubung
• Beberapa kabel jumper
• Kabel listrik yang cocok untuk arus geyser Anda
• Blok terminal
• Catu daya USB untuk ESP32
• Baterai lithium untuk memberi daya pada ESP32 jika listriknya dari.

Langkah 1: Keterampilan yang Dibutuhkan

Pemrograman ESP32 di Arduino IDE, menginstal perpustakaan

Elektronik dasar

Pengetahuan tentang listrik (Biasanya AC 110 - 240 volt)

Beberapa pengetahuan tentang cayenne.mydevices.com

Langkah 2: Profil Termo Geyser dan Penempatan Sensor

Air panas memiliki kerapatan yang lebih rendah daripada air dingin. Oleh karena itu air di bagian atas tangki akan lebih panas daripada air di bagian bawah tangki karena air panas akan naik. Outlet geyser juga biasanya di bagian atas dan inlet di bagian bawah yang selanjutnya berkontribusi pada profil panas.

Dalam proyek saya, saya menggunakan tiga sensor suhu. Satu di bagian bawah, satu di bagian atas dan sensor suhu sekitar. Berdasarkan beberapa percobaan, saya memutuskan untuk menggunakan sensor suhu bawah sebagai indikator saya bahwa tangki panas. Masalah dengan sensor atas adalah bahwa itu akan naik dengan beberapa derajat saat tab panas dibuka selama beberapa detik dan mungkin hanya ada sedikit air panas yang tersisa di bagian atas tangki. Anda dapat memutuskan untuk menggunakan beberapa rata-rata antara dua sensor.

Langkah 3: Bangun Perangkat Keras Anda

Hubungkan SSR ke PIN 15 dan GND

Hubungkan semua 3 sensor DS18B20: Kuning ke PIN 16, Hitam ke GND, Merah ke 3.3volt. Gunakan resistor pull up 4.7KOhms antara PIN 16 dan 3.3volt. (Ingat, DS18B20 adalah perangkat satu kabel, dan beberapa perangkat satu kabel diperbolehkan pada satu bus atau pin).

Hubungkan kabel sentuh restart Anda ke TO dan Reset kabel ke T2

Jangan hubungkan bangunan Anda ke listrik (AC). Jangan pasang sensor ke Geyser Anda. Anda harus terlebih dahulu mencari sensor mana yang harus pergi ke posisi mana.

Langkah 4: Daftar Sebagai Pengguna Cayenne

Ini bukan tutorial cayenne.mydevices.com. Cayenne adalah versi harga nol dari mydevices.com

Jika Anda tidak terbiasa dengan cabai, info lebih lanjut tersedia di

Anda harus terlebih dahulu mendaftar di cayenne.mydevices.com dan menerima login dan kata sandi.

Info lebih lanjut tentang cabai tersedia di

Penting juga untuk membaca

developers.mydevices.com/cayenne/docs/cayenne-mqtt-api/#cayenne-mqtt-api-using-arduino-mqtt untuk menambahkan pustaka cayenne ke Arduino ID

Langkah 5: Instal Perpustakaan yang Diperlukan di Arduino IDE

Manajer WiFi

ArduinoJson versi 6.9.0

Cabai rawitMQTT

OneWire

DallasSuhu

ArduinoOTA

Langkah 6: Muat Sketsa ESP32

Sketsa ESP32 berisi banyak kode. Ini termasuk kode untuk

1. https://github.com/tzapu/WiFiManager. Manajer WiFi digunakan untuk memberi tahu ESP32 Anda tentang kredensial masuk titik akses WiFi Anda. Ini selanjutnya digunakan untuk menangkap detail CayenneMQTT, batas suhu untuk geyser dan untuk menghubungkan 3 sensor Suhu ke lokasinya (Atas, bawah, atau sekitar)
2. Kode untuk API cabe rawit
3. OTA (Pembaruan melalui udara). Anda akan dapat memperbarui firmware melalui WiFi. Anda harus menggunakan WiFi lokal, menggunakan komputer yang sama dengan yang Anda gunakan untuk mengunggah sketsa asli Anda.

4. Pembacaan suhu DS18B20.

Sketsa ArduinoIDE tersedia di:

Langkah 7: Tambahkan ESP32 Anda ke Cayenne

Anda sekarang dapat menambahkan perangkat baru.

Masuk ke cayenne.mydevices.com. Di sebelah kiri Anda, Anda akan melihat menu tarik-turun Tambah Baru…… Pilih Perangkat/Widget. Sebuah halaman akan terbuka jika Anda harus memilih membawa barang Anda sendiri. Halaman baru akan terbuka dengan detail MQTT Anda. Tuliskan MQTT USERNAME, MQTT PASSWORD, CLIENT ID Anda. Anda akan memerlukan ini untuk berkomunikasi dengan Cayenne MQTT Broker (Server). MQTT USERNAME dan MQTT PASSWORD Anda akan selalu sama, tetapi ID CLIENT akan berbeda untuk setiap perangkat baru seperti ESP32, Arduino, atau Raspberry PI lainnya.

Anda juga dapat memberi nama pada perangkat Anda di formulir ini.

Langkah 8: Jalankan Sketsa Anda

Mulai ulang ESP32

Anda sekarang akan melihat titik akses WiFi baru yang disebut "Slim_Geyser_DEV". (ESP 32 akan berada dalam mode titik akses/ Ad-hoc atau mode hotspot) menggunakan pencarian/pemindaian WiFi komputer Anda.

Masuk ke titik akses baru ini. Kata sandi/Kunci Keamanan adalah kata sandi.

Browser Anda harus pergi ke halaman arahan "192.168.4.1", jika tidak, lakukan secara manual.

Pergi ke Konfigurasi WiFi

Halaman konfigurasi sekarang harus terbuka. Seharusnya secara otomatis memindai titik akses internet Anda, pilih, ketikkan kata sandi, detail Cayenne MQTT. Sisanya biarkan sama. Semua nilai suhu adalah metrik (Deg Celcius).

Tekan simpan. ESP32 sekarang akan mencoba terhubung ke wifi Anda dan server Cayenne.

Putuskan sambungan dari "Slim_Geyser_DEV" dan sambungkan komputer Anda ke titik akses rumah Anda.

Langkah 9: Membangun Dasbor Cayenne Anda

Sekarang Anda harus masuk ke cayenne.mydevices.com menggunakan kredensial cayenne Anda.

Perangkat Anda harus terdaftar di bilah menu kiri (Milik saya adalah Geyser_DEV).

Sekarang Anda dapat menambahkan semua sensor dan relai (atau saluran) ke dasbor Anda dengan mengeklik tanda tambah.

Pada Ikon saluran 0, klik pengaturan dan ubah nama menjadi "Suhu Bawah Geyser". Pilih Ikon yang sesuai (Suhu Probe) dan pilih jumlah desimal sebagai 1. Lakukan hal yang sama untuk saluran 1, 2, 5, 6

Untuk Saluran 4 dan 8, ubah angka desimal menjadi 0 dan beri nama "**Status Geyser (1=ON, O=OFF)**"

dan "*Mode Pemanasan Otomatis (0=Manual, 1=Otomatis)*" masing-masing.

Saluran 3 dan 7 harus menjadi tombol

Pergi ke Tambahkan item menu Baru di bilah menu kiri, buka Perangkat/Widget> Widget Kustom> Tombol

Beri nama Tombol "Switch Geyser on/off", Pilih nama Device (Geyser_DEV), DATA=Digital actuator, Channel 3, Unit=Digital I/O, Icon=toggle switch. Klik tambahkan Widget.

Lakukan hal yang sama untuk Saluran 7

Saluran 9 harus dikonversi ke penggeser

Buka item menu Tambah Baru di bilah menu kiri, buka Perangkat/Widget> Widget Kustom> Slider dan pilih nilai yang sesuai seperti pada gambar.

Anda sekarang dapat memindahkan widget Anda.

Langkah 10: Mencari Tahu Posisi Sensor

Karena ketiga sensor Temp terhubung ke pin yang sama (One Wire Bus), Anda harus mencari tahu sensor apa yang harus dibawa kemana.

Periksa dasbor Cayenne Anda dan perhatikan tiga suhu. Mereka harus kurang lebih sama. Panaskan satu dengan air hangat atau tangan Anda. Perhatikan sensor yang memanas di dashboard. Label sensor Anda sesuai. Lakukan ini untuk 2 sensor lainnya.

Langkah 11: Bermain-main (Menguji) Dasbor Anda

Bermain-main dengan kontrol di dasbor. Alihkan sakelar hidup/mati dan lihat apakah lampu LED SSR menyala. Juga aktifkan mode pemanasan Otomatis, panaskan sensor bawah dan lihat apakah sakelar SSR ketika suhu yang diinginkan tercapai.

Anda sekarang dapat menghubungkan 2 Sensor ke geyser dan sensor suhu sekitar ke posisi yang sesuai. Anda juga dapat menghubungkan SSR ke listrik Anda.

Langkah 12: Menjadwalkan Geyser Anda

Anda sekarang dapat menjadwalkan acara hidup/mati dengan Geyser Anda

Di Dasbor, pilih Tambah Baru>Acara