Sensor Kelembaban IoT: 12 Langkah

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Terakhir diubah: 2024-01-30 09:55

Saya menginginkan sensor kelembapan yang akan memberi tahu saya saat tanaman dalam ruangan membutuhkan air. Saya menginginkan sesuatu yang dapat saya gunakan untuk memulai benih dan untuk tanaman indoor dewasa. Saya selalu khawatir bahwa saya berlebihan atau kurang menyirami mereka.

Saya telah menghabiskan sedikit waktu mengerjakan perangkat lunak IoT untuk perangkat Arduino, menggunakan perangkat lunak orang lain, saya memiliki gagasan yang cukup bagus tentang persyaratan untuk perangkat saya.

1. Saya menginginkan sesuatu yang dapat saya flash ke beberapa perangkat dan konfigurasikan melalui wifi. Saya tidak ingin harus mengubah file konfigurasi setiap kali saya mengunggah ke perangkat baru. Saya juga tidak ingin harus memasukkan kredensial atau spesifikasi lainnya dalam kode karena saya selalu bermaksud membagikan kode ini.
2. Saya juga menginginkan kerangka kerja perangkat lunak yang cukup solid yang dapat saya sesuaikan untuk proyek masa depan. Yang ini adalah sensor kelembaban. Saya mungkin membuat sensor gerak/cahaya/suara/getaran/kemiringan dan saya ingin dapat menggunakan beberapa perangkat lunak yang sama untuk itu.
3. Akhirnya saya ingin ini bertenaga baterai dan karena itu saya ingin ini bertahan lama. Saya menghabiskan beberapa waktu mencari tahu mode Deep Sleep di mana perangkat akan menghabiskan sebagian besar waktu dalam keadaan tidak aktif.

Perlengkapan

Wemos D1 Mini

Sensor Kelembaban Kapasitif

Baterai 18650

Konektor Baterai Positif dan Negatif

Sakelar Geser

Akses ke Printer 3D juga cukup penting meskipun Anda dapat menemukan cara lain untuk menghubungkan dan menyimpan bagian-bagiannya.

Berikut ini tautan ke posting Thingiverse saya dengan semua model yang saya buat.

Langkah 1: Dapatkan Perangkat Lunak

Saya menerbitkan perangkat lunak saya ke GITHUB. Itu dibangun menggunakan PlatformIO

1. Ikuti instruksi di Situs Web PlatformIO untuk menginstal VSCode dan PlatformIO
2. Unduh firmware dari repo GITHUB saya. Klik Klon atau unduh dan Unduh ZIP
3. Ekstrak dan buka folder di VSCode
4. Hubungkan Wemos D1 ke komputer Anda melalui micro USB
5. Di VSCode klik alien untuk membuka panel PlatformIO
6. Klik Bangun dan Unggah untuk mengunggah firmware ke papan Wemos

Langkah 2: Siapkan Proyek Blynk untuk Sensor Anda Bicara

Saya fokus pada dua jenis layanan MQTT dan Blynk, keduanya opsional.

Blynk adalah platform IOT yang mudah digunakan dan murah. Anda dapat membuat aplikasi sebagian besar menggunakan kredit komponen yang Anda dapatkan secara gratis. Jika Anda kehabisan kredit, Anda dapat membeli lebih banyak menggunakan pembelian dalam aplikasi.

1. Instal aplikasi Blynk di ponsel Anda
2. Buat sebuah akun
3. Buat Proyek Baru baru
4. Beri nama dan pilih Wemos D1 sebagai perangkat
5. Dapatkan Blynk Key dari email Anda, ini akan digunakan untuk mengkonfigurasi perangkat nanti
6. Silakan dan ketuk di mana saja di dasbor proyek Anda untuk menambahkan komponen
7. Pilih Layar LCD untuk saat ini tetapi Anda dapat mengubahnya untuk bagan atau komponen lain nanti. Blynk memungkinkan Anda mendaur ulang komponen sehingga Anda tidak perlu khawatir membuang-buang kredit
8. Ketuk pada layar LCD dan atur pin. Firmware menggunakan dua pin virtual. Tidak masalah yang mana yang Anda gunakan selama Anda menggunakan yang sama di aplikasi Anda sebagai firmware Anda nanti

Langkah 3: Siapkan Layanan MQTT (Asisten Rumah)

Saya sudah menggunakan Asisten Rumah untuk otomatisasi rumah saya dan berencana untuk mengatur pemberitahuan untuk tanaman yang kering atau sensor yang berhenti melaporkan (baterai mati).

Anda dapat menemukan informasi untuk mengatur HA di sini jika Anda mau atau Anda dapat mengatur Layanan Nyamuk untuk MQTT.

Dalam kedua kasus, Anda ingin mengetahui alamat ip, id pengguna, dan kata sandi Anda.

Jika Anda menggunakan Home Assistant, Anda akan menyiapkan sensor pada platform MQTT tetapi Anda memerlukan chipid. Firmware akan menerbitkan pesan dengan topik [chip id]/kelembaban dengan nilai pembacaan kelembapan

Berikut adalah contoh konfigurasi sensor untuk Asisten Rumah

state_topic: "ESP6e4bac/kelembaban/"

device_class: kelembaban

Langkah 4: Konfigurasi Firmware

1. Saat papan diatur ulang Ini akan memulai titik akses wifi WifiMoisture
2. Hubungkan ke sana menggunakan ponsel atau komputer Anda
3. Buka browser dan navigasikan ke 192.168.4.1
4. Anda akan melihat formulir web
5. Tambahkan kredensial wifi Anda.
6. Anda dapat mengatur interval tidur dalam hitungan menit, tetapi saya sarankan Anda membiarkannya di default (maks untuk perangkat Anda)
7. Tambahkan Blynk Key, dan/atau pengaturan MQTT
8. tekan kirim

Anda dapat memasukkan kunci Blynk dan atau kredensial MQTT tergantung pada bagaimana Anda ingin melacak kelembapan. Ini harus bekerja dengan baik tetapi saya berencana untuk menggunakan keduanya.

Saya menggunakan Asisten Rumah untuk otomatisasi rumah saya dan akan menyiapkan peringatan berdasarkan MQTT tetapi saya juga menggunakan grafik di Blynk untuk melacak hal-hal secara real time.

Saya akan menyarankan melakukan konfigurasi ini dengan perangkat Wemos masih terhubung ke PC Anda dan saat menjalankan monitor serial. Jika Anda salah mengetik atau memiliki masalah lain, Anda memerlukan keluaran serial untuk mendiagnosis.

Langkah 5: Mencetak Bagian

Pergi ke posting Thingiverse saya, dapatkan bagian-bagiannya dan cetak yang terbaru (v2 pada saat penulisan).

Tidak ada yang memerlukan penopang apa pun, tetapi pastikan bukaan menghadap ke atas sehingga Anda tidak memiliki area menjorok yang besar.

Langkah 6: Hubungkan Semuanya

Anda akan ingin memasang semuanya sebelum memasukkannya ke dalam kotak, tetapi ada beberapa bagian tercetak yang perlu Anda rakit selama pemasangan. Kami akan mengambil langkah ini satu per satu

Langkah 7: Mulai Dengan Baterai

Rakitan Baterai dibuat dari dudukan yang dicetak, konektor positif dan negatif, dua kabel hitam dan satu merah.

Setelah Anda mencetak dudukan baterai, masukkan konektor positif dan negatif ke kedua ujungnya dengan tab mencuat di bagian bawah.

Balikkan dudukan baterai, lipat tab dan tambahkan setetes solder ke dalamnya

Putar ujung kedua kabel hitam dan timah dengan solder

Tin ujung kabel merah dengan solder

Kemudian solder kabel hitam ke konektor negatif (yang memiliki pegas) dan kabel merah ke konektor positif.

Terakhir, lipat tab agar menempel rata di sisi dudukan baterai.

Langkah 8: Pasang Sakelar

Firmware ini dimaksudkan untuk memaksimalkan penggunaan baterai menggunakan mode Deep Sleep chip.

Perangkat bangun mengambil dan menerbitkan bacaan dan kemudian kembali tidur. Agar chip untuk bangun sendiri ada koneksi yang dibuat antara D0 dan RST.

Saya menggunakan ketiadaan koneksi itu untuk memberi tahu perangkat bahwa Anda ingin (kembali) mengonfigurasinya. Pertama kali Anda memulai perangkat masuk ke mode konfigurasi karena belum ada konfigurasi yang disimpan. Sekarang, jika Anda ingin mengubah konfigurasi itu, balikkan sakelar dan siklus daya atau tekan pin reset.

Saya juga menemukan bahwa terkadang saya perlu memutuskan koneksi D0-RST untuk mem-flash firmware versi baru. Saklar bekerja untuk itu juga.

Pengkabelan sakelar sederhana, kabel di satu sisi ke pin RST dan kabel tengah ke pin D0. Sebelum menyolder ini, geser blok sakelar yang dicetak ke sakelar.

Langkah 9: Solder Sisa Koneksi

Sekarang setelah unit baterai dan blok sakelar terhubung, inilah saatnya untuk memasang semua koneksi lainnya.

1. Solder kabel merah dari baterai ke pin 3.5v pada Wemos
2. Solder salah satu kabel hitam dari baterai ke pin Ground pada Wemos
3. Solder kawat dengan kedua ujungnya dilucuti ke pin A0. Kami akan menghubungkan ini ke kabel kuning pada sensor
4. Solder kabel merah dengan kedua ujungnya dilucuti ke pin D1 pada Wemos. Ini akan diubah menjadi TINGGI oleh firmware untuk memberi daya pada sensor

Anda juga dapat memotong tajuk betina dari sensor dan menyoldernya langsung ke Wemos. Saya tidak melakukan itu tetapi tidak ada yang salah dengan itu selama Anda tidak berencana untuk membongkar ini nanti.

Langkah 10: Masukkan Semuanya ke dalam Kotak

Saya mencoba membuat semuanya pas tetapi tidak terlalu memaksakan tetapi setiap cetakan sedikit berbeda.

1. Masukkan Wemos. tekan usb end terlebih dahulu. Pastikan itu berbaris dengan baik. Jika Anda tidak memilikinya tepat di sudut maka bagian belakang tidak akan masuk dengan mudah.
2. Kemudian masukkan sensornya. Dengan kabel yang sudah terhubung, geser ke dalam secara miring dan ketika berada di posisi yang tepat, tekan ke bawah. Kotak harus memegang braket kabel.
3. Kemudian pasang dudukan baterai pada tempatnya. Anda mungkin perlu sedikit melenturkan dinding kotak. Manfaatkan fakta bahwa satu sisi terbuka (saya dapat membuat kedua sisi terbuka di revisi berikutnya). Temukan dua bantalan melingkar di bagian bawah kotak dan tekan dudukan baterai ke atasnya.
4. Terakhir, pasang sakelar dari bagian dalam kotak. Pasang dua sekrup 1,7mm x 8mm dari luar untuk memastikan memberi tekanan pada blok sakelar yang dicetak. Sekrup harus memegang blok yang dicetak tetapi ingat bagian yang dicetak lunak dan sekrup akan melucuti lubang dengan mudah.

Setelah semuanya ada di dalam kotak, luangkan beberapa menit untuk mengatur kabel. Anda mungkin dapat menggesernya di samping dudukan baterai tetapi tergantung pada kabel Anda yang dapat menyebabkan sisi-sisinya melebar.

Langkah 11: Nyalakan dan Ambil Bacaan Pertama Anda

Terakhir, pastikan sakelar dibalik untuk menghubungkan pin D0 dan RST dan memasukkan baterai.

pasang tutupnya dan kencangkan di 6 sekrup untuk menahannya di tempatnya (atau tutupnya tidak bisa menahan gesekan).

Perangkat harus segera membaca, pergi tidur untuk waktu yang dikonfigurasi, dan kemudian mengambil yang lain.

Sekarang setelah Anda menjalankannya, Anda dapat mengatur bagan di Blynk, mengatur pemberitahuan di HomeAssistant, atau salah satu dari berbagai opsi lain untuk melacak kelembapan dan menjaga tanaman Anda tetap hidup.

Langkah 12: Iterasi Berikutnya

Di masa depan saya mungkin akan memperbarui perangkat lunak MQTT untuk mengatakan lebih dari sekadar pembacaan mentah. Salah satu pin blynk menerbitkan interpretasi jadi saya setidaknya ingin menambahkannya ke MQTT. Saya juga perlu memasukkan yang terakhir

Saya juga berencana untuk menambahkan rentang bacaan ke halaman pengaturan atau membangun mode kalibrasi. Idenya adalah Anda menggunakan halaman konfigurasi untuk memasukkannya ke mode kalibrasi. Kemudian dibutuhkan sejumlah pembacaan dalam urutan yang cukup cepat dengan menjaga yang tertinggi sebagai "Kering" dan terendah sebagai "Basah".

Saya juga berpikir saya dapat membuat perangkat lebih kecil menggunakan baterai yang lebih kecil atau menumpuk beberapa bagian. Selalu ada pekerjaan yang harus dilakukan pada model.

Akhirnya ada papan lain selain dari Wemos D1 Mini yang memiliki dudukan baterai dan/atau pengisi daya di dalamnya. Menggunakan ini mungkin menghemat ruang dan membuat saya tidak perlu membuka casing nanti.