Миниатюрный регистратор температуры ESP8266 (Google Таблицы): 15 шагов

2025 Автор: John Day | [email protected]. Последнее изменение: 2025-01-23 15:05

Это руководство о том, как создать свой собственный крошечный регистратор температуры с поддержкой Wi-Fi. Он основан на модуле ESP-01 и цифровом датчике температуры DS18B20, упакованном в плотный корпус, напечатанный на 3D-принтере, с литиевым аккумулятором емкостью 200 мАч и зарядным устройством micro USB.

Это действительно потрясающий проект, если все сделано правильно, но предупреждаю, что очень неприятно паять все вручную и держать его таким маленьким, не ломая ничего, и заставить программное обеспечение работать довольно долго. Поэтому, пожалуйста, прочтите все инструкции, прежде чем приступать к делу.

Если кто-то построит такой, я хотел бы увидеть его и то, для чего вы его используете, до сих пор я использовал его для определения рабочего цикла моего кондиционера в типичный летний день (50 минут во включенном состоянии, 20 минут в выключенном состоянии) и буду использовать это для наблюдения за температурой сосисок зимой…

Шаг 1: Материалы / оборудование

Хотя компонентов немного, а схема довольно проста, требуется много усилий, чтобы привести их в красивый и функциональный форм-фактор …

Компоненты, которые вам понадобятся:

• Один ESP01
• Один литий-полимерный аккумулятор емкостью 200 мАч
• Один модуль зарядного устройства TP4056 LiPo
• Один регулятор напряжения 3,3 В HT7333A
• Один датчик температуры DS18B20
• Два резистора SMD 4,7 кОм
• Две крошечные кнопки

Вам понадобятся следующие инструменты / оборудование:

• Тонкий изолированный провод (я использовал обмотку)
• Паяльник / станция, припой, флюс и демонтажный насос
• Ножницы / инструменты для зачистки проводов, пинцеты
• Компьютер
• Плата для программирования ESP01
• 3D-принтер
• Суперклей / Цианакрилатный клей

Шаг 2: Пайка: крошечный провод Deep_Sleep

Одной из ключевых особенностей регистратора с батарейным питанием является режим пониженного энергопотребления, позволяющий работать как можно дольше. ESP8266 имеет ESP. DeepSleep (); вариант, но для этого требуется, чтобы GPIO_16 был подключен к выводу EXT_RSTB (Reset), который, к сожалению, для нас не сломан на модуле ESP01. Это означает, что нам нужно вручную припаять тонкий провод к правильному выводу на микросхеме SMD ESP8266. Это довольно сложно, но можно сделать, используя обычный паяльник, проявив терпение и твердые руки. GPIO_16 - это последний вывод на стороне микросхемы рядом с развязывающим конденсатором, поскольку он находится на краю, что значительно упрощает припаивание. Удачи!

Шаг 3: прототип

Перед тем, как сжать его до окончательной электроники, которая будет помещена в футляр, я сделал прототип, используя перфокарту. Это был необязательный шаг для проверки того, что все компоненты будут работать вместе, так как будет намного сложнее устранить неполадки, когда он будет уменьшен и помещен в плотный корпус. Также легко можно было сделать на макетной плате.

Шаг 4: Программирование

Для программирования ESP8266 вы можете использовать дешевый программный модуль из Китая с небольшой модификацией, добавив кнопку для подключения GPIO_2 к земле. Прошивка ESP8266 выходит за рамки этой инструкции, но это легко сделать с помощью скетча Arduino, который можно найти на странице GitHub. Обязательно установите ArduinoJSON и библиотеку OneWire и, конечно же, ядра ESP.

ВАЖНЫЙ! Не забудьте загрузить данные SPIFFS на плату. Регистратор не загрузится без файла конфигурации, хранящегося в памяти SPIFFS.

github.com/Luigi-Pizzolito/ESP8266-Temperatu…

Шаг 5. Interwebz: Google Формы

Бэкэнд нашего регистратора будет выполнен с помощью Google Forms and Sheets и IFTTT между ними. Просто следить за картинками отсюда - проще всего.

1. Сделайте новую форму.
2. Запишите запрос ответа формы с помощью инструментов разработчика Google Chrome.
3. Обратите внимание на URL-адрес запроса и данные для запроса
4. Подключите форму к автообновлению Google Таблицы
5. Добавить графики на листы

Шаг 6. Interwebz: IFTTT Webhooks

На самом деле просто следуйте пошаговым изображениям на этом этапе.

1. Создайте новый апплет IFTTT
2. Выберите триггер в качестве события запроса веб-перехватчика, обратите внимание на название события.
3. Выберите действие, которое будет запросом веб-перехватчика.
4. Вставьте URL-адрес запроса из Инструментов разработчика в Google Формы.
5. Установите метод запроса на POST
6. Установите тип контента на 'application / x-www-urlencoded'
7. Вставьте необработанные данные запроса из инструментов разработчика из Google Forms.
8. Найдите поля для температуры и напряжения и замените на «Ингредиенты»; Значение1 и значение2.
9. Готово апплет.

Шаг 7: Interwebz: настройка регистратора

Следите за картинками…

1. Посетите документацию по IFTTT Maker Webhooks здесь:
2. Скопируйте URL-адрес триггера после ввода имени события.
3. Войдите в режим настройки на вашем TinyTempLogger, удерживая кнопку настройки и нажимая кнопку сброса, подключитесь к ESP_Logger и откройте 192.168.4.1
4. Введите свой URL, разделенный на Host и URI
5. Введите «значение1» и «значение2» в качестве имен параметров.
6. Нажмите «Сохранить», затем «Сбросить».

Теперь ваш регистратор должен иметь возможность отправлять данные в Google Таблицы через реле IFTTT.

Шаг 8: Пайка: аккумулятор, зарядное устройство и регулятор

К этому моменту у вас должен быть полнофункциональный прототип на макетной плате. В течение следующих нескольких шагов мы спаяем все компоненты в стиле «мертвого жучка» в минимально возможном форм-факторе.

Начните с припаивания аккумулятора, регулятора и зарядного устройства друг к другу согласно схеме.

Схему также можно найти на странице GitHub.

Шаг 9: Пайка: удалите заголовки контактов

ВАЖНЫЙ! Перед удалением заголовков контактов убедитесь, что вы прошили программу и SPIFFS, создали прототип схемы и подтвердили, что она работает! Прошивать память после этого шага будет сложно !!

ПРОДОЛЖАЙТЕ ТОЛЬКО, если схема полностью работоспособна в качестве прототипа.

Удаление заглушек для штырей - это немного сложная задача, моя стратегия состоит в том, чтобы просто нанести флюс и попытаться нагреть все штырьки одновременно с припоем, используя пинцет, чтобы вытащить штифты. Затем я использую паяльный насос снизу и утюг сверху, чтобы расплавить припой, застрявший в отверстиях, и высосать его. Будьте осторожны, чтобы не порвать тонкую проволоку для глубокого сна.

Шаг 10: Пайка резистора SMD, изменение тока модуля зарядного устройства

Перед тем, как использовать модуль зарядки LiPo с нашей небольшой батареей емкостью 200 мАч, нам необходимо его модифицировать. По умолчанию эти модули заряжают элемент до 500 мА, что слишком много для небольших батарей. Изменив резистор установки тока SMD с 1,2 кОм (122) на 4,7 кОм (472), мы можем уменьшить ток до ~ 150 мА. Так наша клетка прослужит дольше.

Шаг 11: Пайка: кнопки

Первым, что я припаял к ESP-01, были кнопки, я просто использовал тонкий провод и кнопки для поверхностного монтажа, просто следуйте схеме и старайтесь, чтобы все было как можно меньше.

Шаг 12: Пайка: DS18B20

Затем я припаял датчик температуры DS18B20, сначала я обрезал его выводы и припаял резистор 4,7 кОм для поверхностного монтажа между выводами VCC и DATA, затем он просто следовал схеме, чтобы подключить его к ESP.

Шаг 13: Пайка: прикрепите все вместе

Последнее, что оставалось сделать, это соединить провода питания, идущие от батареи к ESP, и, наконец, пайка была сделана!

Шаг 14: время 3D-печати и окончательная сборка

Чтобы завершить сборку, убедившись, что все по-прежнему работает после пайки, пришло время напечатать для него корпус на 3D-принтере. Я начал с измерения размеров и создания модели в Fusion 360, если только вам не удалось сделать свою такую же маленькую или такую же, как у меня, вам может потребоваться настроить модель Fusion 360. В противном случае STL для верхней и нижней части корпуса и контактных площадок готовы к печати. Я использовал Cura для нарезки с разрешением 0,1 мм, заполнением 20%, нитью ABS и включенной «Печать тонких стен». Обязательно включите это, иначе тонкое соединение, выравнивающее две половинки корпуса, не будет напечатано.

Файлы STL и fusion 360 находятся на GitHub.

github.com/Luigi-Pizzolito/ESP8266-Temperatu…

После распечатки это был просто случай (каламбур), чтобы все запихнуть в него и закрыть суперклеем. Это очень плотно прилегает, и потребуется много терпения. Я рекомендую что-то вроде Scotch Weld, потому что он немного толще, суперклей, как правило, очень тонкий, покрывает все и прилипает везде (включая пальцы).

Шаг 15: Завершите

Вот он, крошечный регистратор температуры с поддержкой Wi-Fi. Удачи вам, если вы попытаетесь собрать свои собственные, и проявите терпение, сделав эти штуки маленькими, но все же функциональными.