मगरमच्छ सौर पूल सेंसर: 7 कदम (चित्रों के साथ)

2024 लेखक: John Day | [email protected]. अंतिम बार संशोधित: 2024-01-30 09:19

यह निर्देशयोग्य दिखाता है कि पूल तापमान को मापने के लिए एक विशेष पूल सेंसर कैसे बनाया जाए और इसे वाईफाई के माध्यम से ब्लिंक ऐप और एक एमक्यूटीटी ब्रोकर को प्रेषित किया जाए। मैं इसे "क्रोकोडाइल सोलर पूल सेंसर" कहता हूं। यह Arduino प्रोग्रामिंग वातावरण और एक ESP8266 बोर्ड (Wemos D1 मिनी प्रो) का उपयोग करता है।

क्या खास है इस प्रोजेक्ट में?

• लुक बस बढ़िया है
• बिजली स्रोतों से पूरी तरह से स्वतंत्र (सौर पैनल लीपो बैटरी को खिलाता है)
• लो पावर ESP8266 वाईफाई कनेक्टेड सेंसर
• बल्कि उच्च परिशुद्धता तापमान सेंसर
• आपके मोबाइल फोन के लिए Blynk APP को अस्थायी और वोल्टेज का डेटा ट्रांसमिशन
• Blynk APP को "अंतिम अद्यतन" टाइमस्टैम्प भी भेजता है
• एक एमक्यूटीटी ब्रोकर को अस्थायी और वोल्टेज का डेटा ट्रांसमिशन
• सेल्सियस और फारेनहाइट स्विच करने योग्य
• पुन: प्रोग्राम किया जा सकता है

आपका कौशल स्तर: मध्यवर्ती से अनुभवी

आपूर्ति

इस निर्माण के लिए आपको यह जानना होगा कि इसके साथ कैसे काम करें:

• Arduino IDE (प्रोग्रामिंग वातावरण)
• एक टांका लगाने वाला लोहा
• एक ड्रिल
• एक तेज चाकू
• एपॉक्सी गोंद
• गर्म गोंद
• औद्योगिक स्प्रे फोम
• स्प्रे रंग

चरण 1: आवश्यक घटक

इस अच्छे पूल सेंसर को बनाने के लिए इन चीजों की जरूरत है:

• यहाँ पाया गया मगरमच्छ का सिर (झागदार प्लास्टिक): Amazon: Crocodile Head
• या वैकल्पिक रूप से: नाव खोल (एलीएक्सप्रेस)। इसके लिए कृपया चरण 6 देखें।
• ESP8266 Wemos D1 मिनी प्रो: (Aliexpress)
• सौर पैनल 0.25W 45x45 मिमी: (एलीएक्सप्रेस)
• **एक वर्ष के उपयोग के बाद संपादित करें: मैं 18650 जैसी मजबूत बैटरी का उपयोग करने की दृढ़ता से अनुशंसा करता हूं (उदाहरण: Aliexpress)
• बैटरी चार्जर मॉड्यूल TP4056: (Aliexpress)
• वाटरप्रूफ तापमान सेंसर DS 18b20: (Aliexpress)
• 22 एडब्ल्यूजी तार (एलीएक्सप्रेस)
• प्रोटोटाइप पीसीबी बोर्ड 5x7 सेमी (एलीएक्सप्रेस)
• 220 ओम और 4.7 kOhm प्रतिरोधक
• माइक्रोयूएसबी केबल के लिए एक छोटा यूएसबी

इसके अतिरिक्त:

• इंसोलटिंग फोम सीलेंट @ DIY बाजार या यहां: (अमेज़ॅन)
• वाटरप्रूफ पेंट @ DIY बाजार या यहां: (अमेज़ॅन)
• फिलर प्राइमर स्प्रे @ DIY बाजार या यहां: (अमेज़ॅन)
• वाटरप्रूफ कोटिंग के लिए लिक्विड एपॉक्सी @ DIY बाजार
• गर्म गोंद

USB पोर्ट के लिए वाटरप्रूफ कवर प्रिंट करने के लिए आपको 3D प्रिंटर का उपयोग करने की आवश्यकता हो सकती है।

चरण 2: इलेक्ट्रॉनिक्स

मैंने सोचा कि इनमें से कुछ DIY सार्वभौमिक प्रोटोटाइप पीसीबी के साथ शुरुआत करना सबसे आसान है और मैंने पाया कि इस उद्देश्य के लिए 5x7 सेमी बिल्कुल सही है।

निर्माण कदम:

1. बाहरी एंटीना का उपयोग करने के लिए D1 मिनी प्रो तैयार करें:

   1. सिरेमिक एंटीना के बगल में अनसोल्डर 0 ओम अवरोधक
   2. 0 ओम रोकनेवाला को नीचे की ओर मोड़ें और बाहरी एंटीना से कनेक्शन मिलाप करें (यहां अच्छी व्याख्या मिली - चरण 5)
2. सोल्डरिंग शुरू करने से पहले भागों को रखें और प्रोटोटाइप पीसीबी पर लेआउट के लिए निर्णय लें
3. पिनों को D1 मिनी प्रो से मिलाएं
4. स्टैंडऑफ़ पिन को प्रोटोटाइप बोर्ड से मिलाएं
5. चार्जर बोर्ड के लिए पिनों को प्रोटोटाइप PCB से मिलाएं
6. चार्जर बोर्ड को पिन से मिलाएं
7. तापमान संवेदक के केबल को 20 सेमी. की लंबाई में काटें
8. तापमान संवेदक को जोड़ने के लिए कृपया ऊपर की छवि देखें
9. केबल को सोलर पैनल से मिलाएं
10. बोर्ड को सोलर पैनल केबल्स को अभी तक न मिलाएं - इन्हें पहले मगरमच्छ के सिर से चिपकाना होगा
11. पीसीबी के सभी शेष कनेक्शनों को मिलाप करने के लिए ऊपर दिए गए फ्रिटिंग स्कीमा का पालन करें
12. एक बार जब सभी घटक कनेक्ट हो जाते हैं और सोल्डर हो जाते हैं तो बैटरी को ठीक करने के लिए कुछ गर्म गोंद का उपयोग करें कृपया ध्यान दें: ESP8266 को सोने के लिए रखने के लिए पिन D1 को पिन RST से जोड़ना आवश्यक है। कभी-कभी D1 मिनी प्रो पोर्ट D0 और RST कनेक्ट होने पर सीरियल पोर्ट के साथ समस्याएँ पैदा करता है। मैंने जो इस्तेमाल किया (ऊपर Aliexpress लिंक देखें) में यह समस्या नहीं थी। यदि आप इस समस्या का सामना कर रहे हैं तो आपको नया कोड अपलोड करने के लिए दो पिनों को अलग करने के लिए एक जम्पर या स्विच का उपयोग करने की आवश्यकता हो सकती है। लेकिन (!) तो मगरमच्छ के सिर को सील कर दिए जाने के बाद आपके पास दोबारा प्रोग्राम करने का कोई मौका नहीं है। इस मामले में आपको यूएसबी पोर्ट को बाहर लाने की भी आवश्यकता नहीं है (उदाहरण के लिए तीसरा छेद ड्रिल करने के लिए)।

चरण 3: हार्डवेयर भाग 1 (मगरमच्छ सिर की तैयारी)

इस चरण में हम मगरमच्छ के सिर के पिछले हिस्से को इलेक्ट्रॉनिक्स के लिए पर्याप्त जगह पाने के लिए तैयार करते हैं। और हम एंटीना, सौर पैनल और यूएसबी पोर्ट के लिए कुछ छेद ड्रिल कर रहे हैं। मैंने पहले यूएसबी पोर्ट के बिना अपनी परियोजना की योजना बनाई थी। लेकिन फिर मैंने सोचा कि एक बार मगरमच्छ को फिर से सील कर देने के बाद मेरे लिए कुछ सॉफ्टवेयर अपडेट करना असंभव होगा। इसलिए मैंने ESP8266 बोर्ड के बाहरी उपयोग की अनुमति देने के लिए USB के लिए एक लघु USB केबल माइक्रो-USB का उपयोग करने का निर्णय लिया। करने के लिए अगला चरण:

• कठोर सतह से 7x5 सेमी (आपके प्रोटोटाइप बोर्ड के आकार) से थोड़ा अधिक काटने के लिए एक तेज चाकू का उपयोग करें
• अंदर से नरम झाग निकालने के लिए चम्मच का प्रयोग करें
• बस सुनिश्चित करें कि आपके पास अपने केबल और अपने बोर्ड के लिए पर्याप्त जगह है
• कोशिश करें कि क्या यह फिट बैठता है और बाद में इसे कवर करने के लिए अभी भी कुछ जगह है

अब सिर में दो या तीन छेद करें:

• सौर पैनल के लिए
• एंटीना के लिए
• (वैकल्पिक) बाद में प्रोग्रामिंग को सक्षम करने के लिए यूएसबी पोर्ट के लिए

इन छेदों को फिर से गोंद और सील करने के लिए 2 घटक एपॉक्सी (5 मिनट) का उपयोग करें। पर्याप्त एपॉक्सी गोंद का प्रयोग करें! सुनिश्चित करें कि यह बाद में वाटरप्रूफ होगा!

1. सौर पैनल केबल को सिर से चिपकाएं और छेद को ठीक से सील करें
2. आंखों के बीच सोलर पैनल को गोंद दें
3. एंटीना सॉकेट को सिर से चिपकाएं और छेद को ठीक से सील करें
4. USB प्लग को गोंद करें और छेद को ठीक से सील करें

यूएसबी पोर्ट में पानी के कारण जंग से बचने के लिए I 3D-प्रिंटेड थोड़ा प्रोटेक्टिव कैप।

चरण 4: सॉफ्टवेयर

आपके पास एक रनिंग Arduino वातावरण होना चाहिए। यदि नहीं, तो कृपया इसे जांचें।

हार्डवेयर सेटअप सीधे आगे है (मेरे मैक पर):

LOLIN(WEMOS) D1 मिनी प्रो, 80 मेगाहर्ट्ज, फ्लैश, 16M (14M SPIFFS), v2 लोअर मेमोरी, अक्षम करें, कोई नहीं, केवल स्केच, 921600 on /dev/cu. SLAB_USBtoUART

यहाँ Arduino कोड प्राप्त करें: Github पर Arduino कोड

कोड Blynk को बैटरी का तापमान और वोल्टेज भेज रहा है। बस अपने मोबाइल फोन में Blynk ऐप लोड करें और एक नया प्रोजेक्ट बनाएं। इस प्रोजेक्ट के लिए Blynk आपको एक प्रामाणिक टोकन भेजेगा। इस टोकन को Settings.h फ़ाइल में दर्ज करें। डिफ़ॉल्ट सेटिंग्स भेजेगी

• वर्चुअल पिन 11. का तापमान
• वर्चुअल पिन 12. का वोल्टेज
• वर्चुअल पिन 13. के लिए अंतिम अद्यतन टाइमस्टैम्प

लेकिन इन पिनों को कोड में बदलना आसान है। V11, V12 और V13 का उपयोग करके बस सभी Blynk विजेट्स के साथ खेलें - यह मजेदार है। यदि आप इसके लिए नए हैं तो बस मेरे मित्र देबाशीष के निर्देश को पढ़ें - इसमें से अधिकांश को चरण 19 में समझाया गया है।

सॉफ्टवेयर एक MQTT ब्रोकर का उपयोग करने के लिए भी तैयार है।

Settings.h में MQTT नाम का एक ग्लोबल वेरिएबल है। आप एमक्यूटीटी का उपयोग कर रहे हैं या नहीं, इसके आधार पर इसे सही या गलत पर सेट करने की आवश्यकता है।

मेरे मामले में मैं एक एमक्यूटीटी ब्रोकर (ऑरेंज पीआई ज़ीरो, मॉस्किटो, नोड-रेड) और एक डैशबोर्ड का उपयोग कर रहा हूं जहां मेरे सभी सेंसर डेटा एक साथ आते हैं। यदि आप MQTT में नए हैं तो इसे सेट करने में Google को आपकी सहायता करने दें।

यदि आप MQTT से परिचित हैं, तो मुझे पूरा यकीन है कि आप कोड को समझेंगे।

चरण 5: हार्डवेयर भाग 2 (फिर से सील करना)

इस चरण में हमें सभी इलेक्ट्रॉनिक्स (सॉफ्टवेयर लोड और परीक्षण) को पैक करना होगा और अपने मगरमच्छ के पेट को फिर से सील करना होगा। मैं व्यक्तिगत रूप से दो संभावित समाधान देखता हूं:

1. एक ऐक्रेलिक ग्लास का उपयोग करना और इसे एपॉक्सी गोंद के साथ पेट पर जलरोधक गोंद करना। तापमान संवेदक केबल के लिए एक जलरोधक केबल डक्ट का उपयोग करें (मुझे खेद है कि मैंने इस विकल्प को नहीं चुना - आखिरकार मैं इस तरह से जाने की अत्यधिक अनुशंसा करता हूं।)
2. एक औद्योगिक फोम का उपयोग करके और अंतराल को फिर से भरें, फिर सील करने के लिए वाटरप्रूफ पेंट का उपयोग करें। और इसे फिलर और पेंट से खत्म करें।

इसलिए मैंने विकल्प 2 के लिए निर्णय लिया। चरण इस प्रकार हैं:

1. बोर्ड को मिलाप सोलर पैनल केबल
2. एंटीना केबल कनेक्ट करें
3. USB केबल को ESP8266 बोर्ड से कनेक्ट करें (और चार्जिंग बोर्ड से नहीं)
4. छेद में सभी केबल और बोर्ड को निचोड़ें
5. 5-10cm तापमान सेंसर केबल को लटका कर छोड़ दें
6. सभी अंतरालों को भरने के लिए औद्योगिक फोम का उपयोग करें (सावधान रहें - फोम बहुत अधिक फैलता है)
7. इसे सूखने दें और बाद में तेज चाकू से झाग को काट लें
8. अब कुछ वाटरप्रूफ पेंट (छतों को ठीक करने के लिए प्रयोग किया जाता है) का उपयोग करें और इसे चारों ओर पेंट करें
9. इसे सूखने दें और एक सख्त क्रस्ट बनाने के लिए फिलर पेंट स्प्रे का उपयोग करें (आपको इसे बार-बार करने की आवश्यकता है)
10. महत्वपूर्ण संपादन (पानी में कुछ हफ्तों के बाद): वास्तव में जलरोधक कोटिंग देने के लिए तरल एपॉक्सी के चारों ओर दो या तीन कोटिंग्स लागू करें।
11. इसे सूखने दें - समाप्त!

चरण 6: वैकल्पिक बिल्ड

चूंकि क्रोक के साथ पहली बिल्ड अभी भी मेरी पसंदीदा है, मुझे यह स्वीकार करना होगा कि मैंने गलत बैटरी (बहुत कमजोर) को चुना। दुर्भाग्य से मैं अब बैटरी का आदान-प्रदान नहीं कर सकता क्योंकि इसे क्रोक्स बॉडी में सील कर दिया गया है।

यही कारण है कि मैंने जरूरत पड़ने पर इलेक्ट्रॉनिक्स और बैटरी तक बेहतर पहुंच के लिए एक नाव के साथ एक और समाधान करने का फैसला किया।

परिवर्तन:

• शेल (https://www.aliexpress.com/item/32891355836.html)
• लीओन बैटरी १८६५०
• दो बोर्डों (ESP8266 और चार्जर मॉड्यूल) को माउंट करने के लिए 3D प्रिंटेड इंसर्ट

चरण 7: परिशिष्ट: अतिरिक्त डिस्प्ले/सेंसर

यदि आप केवल Blynk ऐप पर पूल डेटा प्रदर्शित करने से परे जाना चाहते हैं, तो आप इसे MQTT ब्रोकर के पास भी भेज सकते हैं। यह आपको विभिन्न उपकरणों पर अपने पूल (या अन्य) डेटा को प्रदर्शित करने के लिए कई और संभावनाओं का उपयोग करने की अनुमति देता है। एक रास्पबेरी पाई (ऊपर चित्र देखें) या एक एलईडी मैट्रिक्स डिस्प्ले पर नोड रेड डैशबोर्ड होगा। यदि आप एलईडी मैट्रिक्स में रुचि रखते हैं तो कृपया यहां कोड खोजें:

वैसे, मैंने इस प्रोजेक्ट को सोलर वेदर स्टेशन के साथ जोड़ दिया है, जिसमें इस प्रोजेक्ट से ज़ाम्ब्रेट्टी मौसम पूर्वानुमान शामिल है:

इस सोलर वेदर स्टेशन की प्रेरणा मेरे भारतीय मित्र देबाशीष से मिली। कृपया उसका निर्देश यहाँ देखें:

सेंसर प्रतियोगिता में प्रथम पुरस्कार