Температура жана нымдуулук монитору: 6 кадам (сүрөттөр менен)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Акыркы өзгөртүү: 2024-01-30 10:42

Бул көрсөтмөдө мен сиздин жашоо бөлмөңүз үчүн температураны жана нымдуулукту кантип жасоону көрсөтөм. Түзмөктө WiFi мүмкүнчүлүктөрү бар, бул маалыматты алыскы серверге жазуу үчүн (мисалы, Raspberry Pi) жана ага кийинчерээк жөнөкөй веб -интерфейс аркылуу кирүү үчүн.

Түзмөктүн негизги бөлүктөрү ESP8266 микроконтроллери, DHT11 температура жана нымдуулук сенсору жана 16x4 символдуу ЖК. Долбоор толугу менен ачык булак, андыктан корпустун схемасын, тактасынын жайгашуусун жана дизайн файлдарын жүктөп алып, өзүңүзгө жаккан өзгөртүүлөрдү киргизиңиз.

1 -кадам: Куралдар жана тетиктер

Мониторду куруу үчүн сизге төмөнкү бөлүктөр керек болот:

1 x ESP-12F [2 €]-Менин билишимче, ESP-12E менен ESP-12F негизинен окшош, айырмасы менен ESP-12F жакшыраак антеннага ээ.

1 x DHT11 Температура жана нымдуулук сенсору [0.80 €] - DHT22 дагы иштейт, бирок корпустун 3D моделине кээ бир өзгөртүүлөрдү киргизүү керек, DHT22 дагы бир аз кымбатыраак.

1 x 16x4 Character LCD 5V [3.30 €] - Ооба, сизге 5В керек болот, анткени ПКБ иштелип чыккан, ошондуктан ЖК чыңалуу жөндөгүчүнөн эмес, 5Вдан түз иштейт. Бул чыңалуу жөндөгүчүнө жүктү азайтуу үчүн жасалды, бирок 5V дисплейлери арзаныраак болгондуктан. Бирок кабатыр болбоңуз, ESP8266 3.3Vде иштесе дагы, ал жакшы иштейт.

1 x LD1117V33 SMD Voltage Regulator, LD33 катары да белгилүү (SOT223 пакети) [0.80 €]

1 x 100nF керамикалык SMD Capacitor (0603 пакети)

1 x 10uF Tantalum SMD Capacitor (3528 пакет)

1 x 10K SMD резистору (0805 топтому)

1 x 10K Trimmer Pot (тешик аркылуу)

1 x 47Ω SMD резистору (0805 топтому) - Бул жөн гана ЖКнын жарыгына өтүүчү токту чектөө үчүн. Ар кандай каршылык баалуулуктары менен тажрыйба жүргүзүп, өзүңүзгө жаккан интенсивдүүлүктү тандап алыңыз.

1 x SMD Momentary Switch [0.80 €] - Мен колдонгон өзгөчө нерсе бул, бирок сиз каалаган изиңиз менен каалаган убактылуу алмаштырууну колдоно аласыз. Мен дагы eBayдеги бир эле өчүргүчтү бирден көп алуу менен азыраак таба алдым.

1 x 5.5x2.1mm DC Jack (Panel mount) [0.50 €] - Мен колдонгон диаметри 8 мм жана узундугу 9 мм. Аны "Panel Mount DC Jack" издеп eBayден оңой табууга болот (тиркелген сүрөттү караңыз).

1 x 2.54mm (100 миль) 40-пин Эркек пин башы (тешик аркылуу)

1 х 2.54mm (100 миль) 40-пин Machined Female Pin Header (тешик аркылуу)

1 x 2.54mm (100 миль) Jumper - Бул компьютердик платаларда колдонулгандарга окшош.

4 x M3 8mm болт

4 x M3 4x4mm Threaded Insertts - Аларды eBayден "M3 Press -In Brass Copper Inserts" издеп табууга болот (тиркелген сүрөттү караңыз).

4 x M2 12мм болт

4 x M2 гайкалар

1 x USB Type A - 5.5x2.1mm DC Plug Cable [1.5 €] - Бул сиздин түзмөгүңүздү стандарттык телефон кубаттагычынан же USB порту бар дээрлик бардык компьютерден иштетүүгө мүмкүндүк берет. Түзмөк орточо эсеп менен 300 мА эң начар абалды жана 250 мА тартат, андыктан USB 2.0 порту да жасайт.

1 х ПХБ - Тактайдын калыңдыгы анча маанилүү эмес, ошондуктан көбүнчө ПХБ өндүрүүчүлөрү менен эң арзан вариант болгон 1.6ммге барыңыз.

3 х Быйтыкчалуу Зым (болжол менен 60 мм)

3 x Heatshrink түтүкчөлөрү (ар бири 10 мм жөнүндө)

Жана төмөнкү куралдар:

Кандооч

USBден Сериялык Конвертерге - Бул тактада ESP8266ны программалоо үчүн керек болот.

Филлипс бурагычы жана/же алты бурчтуу ачкыч - Сиз колдоно турган бурамалардын түрүнө жараша.

3D принтери - Эгерде сизде 3D принтерге кирүү мүмкүнчүлүгү жок болсо, анда сиз ар дайым жалпы пластикалык проект кутучасын колдонуп, өзүңүз Dremel менен оюңузду жасай аласыз. Мындай кутунун минималдуу ички өлчөмдөрү бийиктиги 24 мм, узундугу 94 мм жана туурасы 66 мм болушу керек. Ошондой эле ЖК орнотуу үчүн 8 мм M2 стенддерди колдонуу керек болот.

Dremel - 3D басылган корпуска барбасаңыз гана керек.

2 -кадам: PCB жасоо

Биринчи кадам ПХБ жасоо болуп саналат. Сиз муну өзүңүздүн оюңузду түшүрүп же сүйүктүү ПХБ өндүрүүчүнүн вебсайтына кирип, заказ берсеңиз болот. Эгерде сиз тактайдын түзүлүшүнө эч кандай өзгөртүү киргизүүнү пландабасаңыз, анда бул кадамга тиркелген gerber файлдары камтылган ZIP файлын кармап, аны түздөн -түз өндүрүүчүгө жөнөтсөңүз болот. Эгерде сиз өзгөртүүлөрдү киргизгиңиз келсе, KiCAD схемасы жана тактайдын жайгашуу файлдарын бул жерден тапса болот.

Колуңузду тактайга алгандан кийин, компоненттерди ширетүү убактысы келди. Бул абдан жөнөкөй болушу керек, бирок белгилей кетүү керек болгон бир нече нерселер бар. Биринчиден, азырынча ЖКнын башындагы ПХБны ширетүүгө киришпеңиз, бул корпустун иштелип чыккандыгына байланыштуу акыркы жыйын учурунда жасалышы керек. Эгерде сиз өзүңүздүн корпусуңузду жасап жатсаңыз, анда бул кеңешке көңүл бурбаңыз.

U3 туташтыргычы DHT11 сенсорунун туташа турган жери. Идеалында, сиз бул үчүн 90 ° бурчтуу иштетилген ургаачы пин башын колдонушуңуз керек. Бирок эгер мага жакпаса, аны таба албасаң, түз алып, өзүң ийип ал. Эгер кийинчерээк жасай турган болсоңуз, анда DHT11дин учтары да кыска болот, андыктан кээ бир кеңейтүүлөрдү ширетүүгө туура келет. Пиндин башы менен сенсордун ортосундагы аралык болжол менен 5 мм болушу керек.

Сиз иштетилген пин башын колдонууну каалагандыгыңыздын себеби, тешиктер кадимки ургаачы пин баштарына салыштырмалуу кичине. Ошентип, сенсордун учтары ошол жерде тыгыз байланыш түзүп отура алат. Бирок сиз DHT11ди эркек пин башына бирөө менен ширетип көрүңүз жана аны кадимки бурчтуу ургаачы төөнөгүчкө туташтырыңыз, ал дагы иштеши керек.

3 -кадам: Корпус жасоо

Эми PCB ширетилгенден кийин, корпус жасоого убакыт келди. Басып чыгаруу керек болгон эки башка бөлүк бар, корпустун негизги бөлүгү жана капкак. Капкакта дубалга орнотуу үчүн орнотуучу тешиктер бар.

Эки бөлүк тең 0.2 мм катмардагы стандарттуу 0.4 мм саптама менен басылып чыгышы мүмкүн, менин учурда эки бөлүктү тең басып чыгаруу убактысы болжол менен 4 саат болгон. Капкак корпустун негизги бөлүгүн колдоону талап кылбайт, бирок негизинен бурамалуу оюкчалардын астындагы бөлүгү үчүн. Басып чыккандан кийин, таянычтарды алып салуу менен өтө этият болгула, мен муну менен ЖК үчүн стенддердин бирин сындыра алдым жана аны суперглей менен кайра жабыштырууга туура келди.

Корпус FreeCADда иштелип чыккан, андыктан эгер сиз кандайдыр бир өзгөртүүлөрдү киргизгиңиз келсе, анда ал абдан жөнөкөй болушу керек. Корпусту басып чыгаруу үчүн STL файлдарын, ошондой эле FreeCAD дизайн файлдарын Thingiverseден тапса болот.

4 -кадам: Мониторду чогултуу

Корпус басылып чыккандан кийин, баарын чогултууга убакыт келди. Биринчиден, ЖКны корпустун ичине коюп, солго жылдырыңыз, андыктан сенсор үчүн тешиктин ортосунда ажырым пайда болот.

Андан кийин, ПКБны анын үстүнө коюңуз, сенсор мурунтан эле пин башына тиркелет.

Андан кийин, сенсорду тешикке түртүп, ЖКны артка жылдырып, ПКБны пин башына киргизиңиз. Эми ЖКны M2 гайкалары менен болтторун колдонуп оңдоңуз жана ПКБны төөнөгүчтүн башына кошуңуз.

Андан кийин, кубат уячасын ордуна коюп, ага бир нече зымдарды туташтырып, башка учтарын ПХБга туташтырыңыз. Бул жерде кээ бир жылытуучу түтүктөрдү колдонуу жакшы идея болмок.

Акыркы этап - капкакты M3 болттор менен бурап коюу үчүн темир сайылган кыстармаларды орнотуу. Бул үчүн сиз аларды жылытуу үчүн ширетүүчүңүздү колдонушуңуз керек, андыктан алар тешиктерге түртүлүшү мүмкүн. 3D принтерлерине металл жиптерди кошуу жөнүндө көбүрөөк маалымат керек болсо, сиз бул нускаманы карап чыгсаңыз болот.

5 -кадам: Серверди орнотуу

Камтылган программаны ESP8266га жүктөөдөн мурун, дагы бир нерсени жасоо керек, бул түзмөк алган маалыматтарды каттоо үчүн серверди орнотуу. Бул үчүн сиз каалаган жеке Linux машинасын, жеке тармагыңыздагы Raspberry Piден DigitalOcean тамчысына чейин колдоно аласыз. Мен кийинчерээк бардым, бирок сиз тандаган нерсеге карабастан, процесс дээрлик окшош.

Apache, MySQL (MariaDB) жана PHP орнотуу

Адегенде биз LAMPти орнотушубуз керек, же башкача айтканда серверге Apache, MySQL (MariaDB) жана PHP орнотушубуз керек. Бул үчүн сиз бөлүштүрүүңүздүн пакет менеджерин колдонушуңуз керек, мисал үчүн мен аптты колдоном, ал пакеттеги менеджер Debian негизинен Raspbianды камтыйт.

sudo apt update

sudo apt install apache2 mysql-server mysql-client php libapache2-mod-php php-mysql

Андан кийин, эгер сиз сервериңиздин IP дарегин браузериңиздин дарек тилкесине койсоңуз, анда сиз Apacheдин демейки баракчасын көрө алышыңыз керек.

Маалыматтар базасын орнотуу

Эми бизге маалыматтарды каттоо үчүн маалымат базасы керек. Биринчиден, чуркап MySQLге тамыр катары туташыңыз, sudo mysql

Жана маалымат базасын жана ага кирүүчү колдонуучуну төмөнкүчө түзүңүз, DATABASE `сенсорлорун 'түзүү

"Сенсорлорду" КОЛДОНУУ; CREAB TABLE `temperatur` (` id` bigint (20) NOT NULL AUTO_INCREMENT, `client_id` smallint (6) NOT NULL,` value` smallint (6) NOT NULL, `created_at` timestamp NOT NULL DEFAULT CURRENT_TIMESTAMP, PRIMARY KEY (` id`)) ENGINE = InnoDB; TABLE `нымдуулугун түзүү '(` id` bigint (20) NOT NULL AUTO_INCREMENT, `client_id` smallint (6) NULL эмес,` value` smallint (6) NULL эмес, `created_at` убакыт белгиси NULL DEFULT CURRENT_TIMESTAMP, БАШКЫ АЧКЫЧ (“id`)) ENGINE = InnoDB; CREATE USER '[username]'@'localhost' IDENTIFIED BY '[password]'; 'Сенсорлорго' бардык артыкчылыктарды берүү.* TO 'сенсорлорго'@'localhost'; ЧЫГУУ

Сизге жаккан MySQL колдонуучусу үчүн [колдонуучу аты] менен [сырсөздү] чыныгы колдонуучу аты менен сырсөзгө алмаштырууну унутпаңыз. Ошондой эле, аларды жазып алыңыз, анткени кийинки кадам үчүн сизге керек болот.

Журналды жана веб интерфейсинин скрипттерин конфигурациялоо

Apacheтин демейки виртуалдык хостунун документ тамыры болгон/var/www/html каталогун өзгөртүп, демейки веб -баракчаны камтыган HTML файлын өчүрүп, анын ичиндеги журналды жана веб интерфейсинин скрипттерин жүктөп алыңыз.

cd/var/www/html

sudo rm index.html sudo wget https://raw.githubusercontent.com/magkopian/esp-arduino-temp-monitor/master/server/log.php sudo wget https://raw.githubusercontent.com/magkopian/esp- arduino-temp-monitor/master/server/index.php

Азыр нано аркылуу журналдын скриптин түзөтүңүз, sudo nano log.php

Сиз [колдонуучу аты] менен [сырсөздү] мурунку кадамда түзгөн MySQL колдонуучусунун логин жана сырсөзү менен алмаштырышыңыз керек болот. Ошондой эле, [кардар ачкычын] уникалдуу сапка алмаштырып, ага көңүл буруңуз. Бул сырсөз катары колдонулат, ошондуктан монитор серверге өзүн тастыктай алат.

Акырында, index.phpди нано менен түзөтүңүз, sudo nano index.php

жана [колдонуучу аты] менен [сырсөздү] MySQL колдонуучусунун логин жана сырсөзү менен, сиз журналдын скриптиндей эле алмаштырыңыз.

HTTPSти орнотуу (Милдеттүү эмес)

Бул ыктыярдуу болушу мүмкүн, бирок ESP8266 менен сервердин ортосундагы байланыш Интернет аркылуу болсо, анда кээ бир шифрлөөнү колдонуу сунушталат.

Тилекке каршы, сиз жөн гана күбөлүктү алуу үчүн Let Encrypt сыяктуу нерсени колдоно албайсыз. Себеби, жок эле дегенде, жазуу учурунда, ESP8266 үчүн HTTP кардар китепканасы дагы деле http.begin () деп атаганда, экинчи аргумент катары сертификаттын манжа изин талап кылат. Бул Let Encrypt сыяктуу нерсени колдонсоңуз, ар бир жаңыртуудан кийин сертификаттын манжа изин жаңыртуу үчүн ар 3 айда микрофонду чипке жаңыртып туруу керек болот.

Мунун бир жолу-бул өтө узак убакыттан кийин (мисалы, 10 жыл) аяктаган өз алдынча кол коюлган тастыктаманы түзүү жана журналдын скриптин өзүнүн жеке доменинде виртуалдык хостунда сактоо. Ошентип, сиз ишенимдүү органдын тиешелүү сертификатын колдоно турган өзүнчө субдомендеги маалыматтарга жетүү үчүн веб интерфейсине ээ боло аласыз. Бул учурда өз алдынча кол коюлган күбөлүктү колдонуу коопсуздук маселеси эмес, анткени уникалдуу түрдө тастыктаган сертификаттын манжа изи микрофондго каттуу коддолот жана сертификатты ESP8266 гана колдонот.

Баштоодон мурун, менимче, сизде домендик аталыш бар жана сиз ага субдомендерди түзө аласыз. Ошентип, 10 жылдан кийин мөөнөтү аяктаган сертификатты түзүү үчүн төмөнкү буйрукту аткарыңыз жана суроолорго жооп бериңиз.

sudo openssl req -x509 -түйүндөр -күндөр 3650 -жаңы rsa: 2048 -keyout /etc/ssl/private/sensors.key -out /etc/ssl/certs/sensors.crt

Бул өзүн өзү күбөлөндүргөн сертификат болгондуктан, жалпы суроолорго жооп берүүдөн башка, көпчүлүк суроолорго жооп бересиз. Бул жерде сиз бул виртуалдык хост үчүн колдонула турган субдоменди толук камсыз кылышыңыз керек. Бул жерде бере турган субдомен кийинчерээк виртуалдык хост конфигурациясында орното турган ServerName менен бирдей болушу керек.

Андан кийин жаңы виртуалдык хост конфигурациясын түзүңүз, sudo nano /etc/apache2/sites-available/sensors-ssl.conf

төмөнкү мазмун менен, ServerName [subdomain] DocumentRoot/var/www/sensors SSLEngine ON SSLCertificateKeyFile /etc/ssl/private/sensors.key SSLCertificateFile /etc/ssl/certs/sensors.crt Options +FollowSymlinks -Indexes AllowOverrors All ErrorLOG_ APDIRGIR_Google_Ar_Log_ {/$ error-ssl.log CustomLog $ {APACHE_LOG_DIR} /sensors-access-ssl.log бириктирилди

Дагы, [субдоменди] күбөлүк менен колдонгон субдоменге алмаштырууну унутпаңыз. Бул жерде сиз Apacheтин демейки виртуалдык хостун өчүрүшүңүз керек болот, sudo a2dissite 000-демейки

документтин түп каталогунун атын өзгөртүү, sudo mv/var/www/html/var/www/сенсорлор

жана акыры жаңы виртуалдык хостту иштетип, Apacheди кайра баштаңыз, sudo a2ensite сенсорлору-ssl

sudo systemctl apache2 кайра баштайт

Акыркы нерсе - сертификаттын манжа изин алуу, анткени сиз аны микрофондогу коддо колдонушуңуз керек.

openssl x509 -noout -fingerprint -sha1 -inem pem -in /etc/ssl/certs/sensors.crt

Http.begin () манжа изинин байттарынын ортосундагы чекиттердин боштук болушун күтөт, андыктан аны кодуңузда колдонуудан мурун эки чекиттин боштук менен алмаштырышыңыз керек болот.

Эми, эгерде сиз веб-интерфейс үчүн жаңы субдоменди орнотуу жана жаңы виртуалдык хост конфигурациясын түзүү үчүн өзүнө кол койгон сертификатты колдонууну каалабасаңыз, sudo nano /etc/apache2/sites-available/sensors-web-ssl.conf

төмөнкү мазмун менен, ServerName [subdomain] DocumentRoot/var/www/sensors #SSLEngine ON #SSLCertificateFile /etc/letsencrypt/live/[subdomain]/cert.pem #SSLCertificateKeyFile /etc/letsencrypt/live/[subdomain]/privkey.ifice /CSSLELCine /letsencrypt/live/[subdomain]/chain.pem Options +FollowSymlinks -Indexes AllowOverride All ErrorLog $ {APACHE_LOG_DIR} /sensors-web-error-ssl.log CustomLog $ {APACHE_LOG_DIR} /sensors-web-access-ss

[Субдоменди] веб интерфейси үчүн орнотулган субдоменге алмаштырууну унутпаңыз. Кийинки, жаңы виртуалдык хостту иштетип, Apacheти өчүрүп күйгүзүңүз, certbotту орнотуңуз жана Let the Encrypt'тен жаңы субдоменге сертификат алыңыз, sudo a2ensite сенсорлору-web-ssl

sudo systemctl apache2 кайра баштоо sudo apt update sudo apt install certbot sudo certbot certonly --apache -d [субдомен]

Тастыктаманы алгандан кийин SSLEngine, SSLCertificateFile, SSLCertificateKeyFile жана SSLCertificateChainFile линияларына комментарий бербөө үчүн виртуалдык хост конфигурациясын кайра түзөтүп, Apacheди өчүрүп күйгүзүңүз.

Эми сиз ESP8266дан маалыматтарды серверге жөнөтүү үчүн өз алдынча кол коюлган тастыктаманы колдонгон биринчи субдоменди колдонсоңуз болот, экинчисин браузериңизден веб интерфейсине кирүү үчүн колдонсоңуз болот. Certbot демейки боюнча иштетилүүгө тийиш болгон systemd таймерин колдонуп, сертификатты шифрлеп коёлу, ар бир 3 айда автоматтык түрдө жаңыртууга кам көрөт.

6 -кадам: ESP8266ны программалоо

Акыр -аягы, микроконтроллерге микрофонду жүктөө гана калды. Бул үчүн, бул жерден камтылган программанын баштапкы кодун жүктөп алып, Arduino IDE аркылуу ачыңыз. Сиз [SSID] менен [Сырсөздү] WiFi тармагыңыздын чыныгы SSID жана сырсөзү менен алмаштырышыңыз керек болот. Сиз ошондой эле sprintf функциясы чалуусунда [Кардар ID] жана [Кардар ачкычын] сервердеги PHP скриптинде колдонулган чалуулар менен алмаштырышыңыз керек болот. Акырында, сиз [Хостту] домендик аталышка же сервердин IP дарегине алмаштырышыңыз керек болот. Эгерде сиз HTTPS колдонуп жатсаңыз, сиз дагы сертификатыңыздын манжа изин http.begin () функциясын чакырууда экинчи аргумент катары беришиңиз керек болот. Мен сертификаттын манжа изин кантип алууну мурунку кадамдагы "HTTPSти орнотуу" бөлүмүндө түшүндүрдүм.

Андан кийин, эгер сизде буга чейин жок болсо, Arduino IDEнин Башкаруу Менеджери аркылуу ESP8266 Community негизги пакетин орнотушуңуз керек болот. Бул бүткөндөн кийин, такталар менюсунан NodeMCU 1.0 (ESP-12E Module) тандаңыз. Андан кийин, SimpleDHT китепканасын Китепкана менеджери аркылуу орнотушуңуз керек. Акырында, IDE терезеңиздин жогорку сол бурчундагы Текшерүү баскычын басып, код катасыз түзүлүп жаткандыгын текшериңиз.

Эми, акыры, микроконтроллерге микрофонду өрттөө убактысы келди. Бул үчүн JP1 секиргичин оңго жылдырыңыз, ошондуктан ESP8266 GPIO0 жерге туташтырылат, ал программалоо режимин иштетет. Андан кийин, USBңизди P1 деп белгиленген программалоо башына секирүүчү зымдарды колдонуп, сериялык конвертерге тиркеңиз. Программалоо тилкесинин 1 -пини жерге, 2 -пинке ESP8266дын кабыл алуу түйүнү жана 3 -өткөргүчкө өткөргүч. Сизге USB конвертеринин сериялык конвертерине өтүү үчүн ESP8266 алышы керек, кабыл алуу жана албетте жерге.

Акыр -аягы, USB туташууңузду DC DC кабелине колдонуп, 5В менен түзмөктү кубаттаңыз жана USBди сериялык конвертерге компьютериңизге туташтырыңыз. Эми сиз IDEдеги куралдар менюсун ачаарыңыз менен ESP8266 туташкан виртуалдык сериялык портту көрө алышыңыз керек. Эми, жөн гана Жүктөө баскычын чыкылдатыңыз! Эгерде баары күтүлгөндөй болсо, сиз түзмөктүн ЖКнын температурасын жана нымдуулугун окуй аласыз. ESP8266 тармагыңызга туташып, сервер менен байланыша баштагандан кийин, учурдагы күн менен убакыт дисплейде да көрүнүшү керек.

Бир нече сааттан кийин сервер жакшы көлөмдөгү маалыматтарды чогулткандан кийин, сиз http (s): // [host] /index.php?client_id= [client id] дарегине кирип, температура жана нымдуулук диаграммаларын көрө алышыңыз керек. Бул жерде [хост] же сервердин IP дареги же веб -интерфейс үчүн колдонгон субдомен, жана [кардардын идентификатору], эгер сиз аны демейки мааниге калтырсаңыз, ал 1 болушу керек.