Propagator Thermostat Menggunakan ESP8266/NodeMCU dan Blynk: 7 Langkah (dengan Gambar)

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Terakhir diubah: 2024-01-30 09:57

Saya baru-baru ini membeli propagator berpemanas, yang akan membantu membuat benih bunga dan sayuran saya berkecambah di awal musim. Itu datang tanpa termostat. Dan karena termostat cukup mahal, saya memutuskan untuk membuatnya sendiri. Karena saya ingin menggunakan kesempatan ini untuk bermain-main sedikit dengan Blynk, saya mendasarkan termostat saya pada papan pengembangan ESP8266/NodeMCU yang saya miliki.

Untuk proyek-proyek sebelumnya, saya sering menggunakan situs-situs seperti instruksi.com untuk inspirasi dan bantuan setiap kali saya menemui jalan buntu. Tidak lebih dari adil untuk membuat kontribusi kecil sendiri, jadi inilah instruksi pertama saya!

Penafian: Proyek ini bekerja pada AC 230V yang cukup berbahaya dan sesuatu yang salah dapat membunuh Anda. Saya tidak bertanggung jawab atas segala kerusakan, cedera, atau kehilangan nyawa. Buat ini dengan risiko Anda sendiri

Langkah 1: Daftar Hal yang Saya Gunakan

1 NodeMCU V3.0

2 DS18B20 1-kawat sensor suhu

1 modul relai

1 layar LCD1602 I2C

3 tombol push berwarna

1 158x90x60 kasing dengan penutup bening

Pengisi daya telepon USB 1 5V

1 Pendek USB 2.0 A Male to B Male Micro 5 Pin Kabel Data

1 4.7kΩ Resistor

1 blok kayu lapis tahan air, sekitar 10x5x2cm

1 buah tabung plastik putih, diameter 12mm, panjang 16cm

1 kabel daya 230V dengan steker

1 soket listrik wanita 230V (2 pin)

1 soket listrik wanita 230V (3 pin)

Blok terminal 1 6 posisi 2 baris

1 kabel audio stereo dengan colokan jack stereo 3,5 mm di salah satu ujungnya

1 soket stereo 3.5mm perempuan

2 konektor kelenjar kabel M16

1 buah perspex putih sekitar 160x90

Dan beberapa kabel sambungan, tabung panas menyusut, lem, pita perekat dua sisi, cat semprot hitam, spacer kebuntuan papan PCB, baut M3 dan bor 1.5mm/6.5mm/12mm/16mm

Langkah 2: Merancang Termostat

Seperti yang dikatakan, termostat dibangun di sekitar papan pengembangan ESP8266/NodeMCU.

Suhu sebenarnya dari tanah dan udara di propagator akan diukur oleh 2 sensor suhu. Sensor ini memiliki apa yang disebut antarmuka 1-Wire, yang berarti bahwa mereka dapat dihubungkan secara paralel ke satu port input. Seperti disebutkan dalam lembar data yang sangat baik ini, bus 1-Wire membutuhkan resistor pullup eksternal sekitar 5kΩ. Saya menggunakan resistor 4.7kΩ antara garis sinyal sensor dan 3.3V dari NodeMCU.

Untuk dapat menaikkan atau menurunkan suhu tanah target yang diinginkan, 2 tombol tekan ditambahkan, serta layar LCD karakter 16x2 untuk memberikan umpan balik tentang suhu saat ini dan suhu target. Layar LCD ini memiliki lampu latar bawaan. Untuk mencegah lampu latar menyala sepanjang waktu, saya memutuskan untuk menambahkan beberapa kode untuk meredupkan layar setelah beberapa waktu. Untuk dapat mengaktifkan kembali lampu latar, saya menambahkan tombol tekan lagi. Terakhir, modul relai ditambahkan untuk menghidupkan dan mematikan kabel daya ke kabel panas di propagator.

Gambar di atas menunjukkan bagaimana komponen-komponen ini terhubung ke unit utama.

Langkah 3: Membuat Termostat 'Blynk'

Karena kita membutuhkan beberapa data dari aplikasi Blynk dalam kode kita nanti, mari kita urus dulu bisnis Blynk.

Ikuti 3 langkah pertama dari instruksi memulai Blynk.

Sekarang buat proyek baru di aplikasi Blynk. Sebagai nama proyek saya memilih 'Propagator'. Dari daftar perangkat, pilih 'NodeMCU', jenis koneksi adalah 'WiFi'. Saya suka tema gelap, jadi saya memilih 'Gelap'. Setelah menekan OK, akan muncul popup yang menyatakan bahwa Auth Token telah dikirim ke alamat email Anda. Periksa email Anda dan tuliskan token ini, kami membutuhkan kode NodeMCU nanti.

Ketuk layar kosong yang sekarang ditampilkan dan tambahkan:

• 2 pengukur (masing-masing 300 energi, jadi totalnya 600)
• 1 SuperChart (900 energi)
• 1 Tampilan Nilai (200 energi)
• 1 Penggeser (200 energi)
• 1 LED (100 energi)

Ini persis menghabiskan saldo energi 2000 gratis Anda;-)

Gambar di atas menunjukkan cara menata layar dengan elemen-elemen ini. Dengan mengetuk setiap elemen, pengaturan detail dapat disesuaikan (juga ditunjukkan pada gambar di atas).

Setelah selesai, aktifkan proyek Anda dengan memilih tombol 'play'. Aplikasi akan (tentu saja) gagal terhubung, karena belum ada yang terhubung. Jadi mari kita lanjutkan ke langkah berikutnya.

Langkah 4: Kode yang Membuat Semuanya Bekerja

Sekarang saatnya memprogram ESP8266/NodeMCU kita. Saya menggunakan aplikasi Arduino IDE untuk ini, yang dapat diunduh di sini. Untuk mengaturnya untuk ESP8266/NodeMCU, lihat instruksi hebat ini oleh Magesh Jayakumar.

Kode yang saya buat untuk Propagator Thermostat saya dapat ditemukan di file Thermostat.ino di bawah ini.

Jika Anda ingin menggunakan kembali kode ini, pastikan Anda memperbarui SSID WiFi, kata sandi, dan token Otorisasi Blynk Anda di kode.

Langkah 5: Membangun Modul Sensor Suhu

Pangkal propagator akan diisi dengan lapisan pasir yang tajam atau pasir yang sangat halus setebal sekitar 2 cm. Ini akan menyebarkan panas bawah lebih merata. Untuk mengukur suhu 'tanah' dengan benar, saya memutuskan untuk menggunakan sensor suhu DS18B20 yang tahan air. Meskipun propagator saya datang dengan termometer analog onboard untuk mengukur suhu udara di dalam, saya memutuskan untuk menambahkan sensor suhu lain untuk mengukur suhu udara secara elektronik juga.

Untuk menahan kedua sensor dengan baik di tempatnya, saya membuat struktur kayu sederhana. Saya mengambil sepotong kayu lapis tahan air dan mengebor lubang 6,5 mm dari sisi ke sisi untuk menahan sensor suhu tanah, mengarahkan kabel sensor melalui blok. Di sebelah itu saya mengebor lubang 12mm di tengah blok kayu lapis, sekitar 3/4 dari tinggi total, dan lubang 6,5mm dari samping, di tengah blok, berakhir di lubang 12mm. Lubang ini menampung sensor suhu udara.

Sensor suhu udara ditutupi oleh tabung putih plastik yang pas di dalam lubang 12mm. Panjang tabung sekitar 16 cm. Tabung memiliki beberapa lubang 1,5 mm yang dibor di bagian bawah (di mana sensor berada), bagian atas dicat hitam. Idenya adalah bahwa udara di bagian hitam tabung sedikit memanas, naik ke atas dan keluar, sehingga menciptakan aliran udara di sekitar sensor. Semoga ini mengarah pada pembacaan suhu udara yang lebih baik. Terakhir, untuk menghindari pasir atau pasir masuk, lubang untuk kabel sensor diisi dengan lem.

Untuk menghubungkan sensor, saya menggunakan kabel audio stereo lama yang memiliki colokan jack stereo 3.5mm di salah satu ujungnya. Saya memotong konektor di sisi lain dan menyolder 3 kabel (kabel audio saya memiliki ground tembaga, kabel merah dan putih):

- kedua kabel hitam dari sensor (ground) menuju kabel ground dari kabel audio

- kedua kabel merah (+) masuk ke kabel merah

- kedua kabel kuning (sinyal) masuk ke kabel putih

Saya mengisolasi bagian yang disolder satu per satu dengan beberapa tabung panas menyusut. Juga menggunakan beberapa tabung panas menyusut untuk menyatukan 2 kabel sensor.

Modul Sensor Suhu yang telah selesai ditunjukkan pada gambar ke-4 di atas.

Setelah modul Sensor Suhu selesai, modul ini dipasang di tengah propagator yang dipanaskan menggunakan pita perekat dua sisi. Kawat diumpankan melalui lubang yang ada (yang harus saya perbesar sedikit untuk membuat kawat pas) di dasar propagator.

Langkah 6: Membangun Modul Termostat

ESP8266/NodeMCU, layar, relai, dan catu daya 5V terpasang dengan rapi ke dalam casing 158x90x60 mm dengan penutup transparan.

Saya membutuhkan pelat dasar untuk memasang NodeMCU, layar LCD, dan relai di dalam kasing. Saya berpikir untuk memesan pelat dasar cetak 3D, jadi saya membuat file.stl di SketchUp. Saya berubah pikiran dan membuatnya sendiri dari sepotong perspex putih 4mm. Menggunakan SketchUp, saya membuat template untuk menandai tempat yang tepat untuk lubang 3mm untuk mengebor. Lihat file.skp untuk contoh. Komponen dipasang pada pelat dasar menggunakan beberapa pengatur jarak dengan panjang yang sesuai.

Saya mengebor lubang untuk tombol dan konektor di sisi casing, memasang tombol dan konektor dan menyambungkannya menggunakan kabel berwarna berbeda untuk menghindari koneksi yang salah. Saya dengan hati-hati memasang kabel pada bagian AC 230V. Sekali lagi: AC 230V bisa berbahaya, pastikan Anda tahu apa yang Anda lakukan saat menyiapkan bagian proyek ini!

Catu daya 5V dan blok terminal disimpan di bagian bawah casing dengan pita perekat dua sisi.

Setelah menghubungkan kabel ke NodeMCU, perlu beberapa waktu untuk memperbaiki pelat dasar dalam kasing dengan beberapa baut m3.

Tindakan terakhir: pasang penutup transparan, dan selesai!

Langkah 7: Kesimpulan

Sangat menyenangkan untuk membangun termostat ini untuk propagator saya, dan untuk melacak kemajuan saya dalam membangunnya, dan menulis instruksi ini.

Termostat berfungsi seperti pesona, dan mengontrol serta memantaunya menggunakan aplikasi Blynk juga berfungsi dengan baik.

Tapi selalu ada ruang untuk perbaikan. Saya berpikir untuk meningkatkan kontrol suhu dengan menghindari 'melebihi target' terlalu banyak. Mungkin saya akan melihat apa yang disebut perpustakaan PID.

Ide lain: Saya mungkin menambahkan opsi OTA 'Over The Air' untuk memperbarui perangkat lunak NodeMCU tanpa harus membuka kasing setiap kali.