عداد الطاقة متعدد الوظائف DIY V2.0: 12 خطوة (بالصور)

2024 مؤلف: John Day | [email protected]. آخر تعديل: 2024-01-30 07:36

في هذا Instructable ، سأوضح لك كيفية صنع مقياس طاقة متعدد الوظائف يعتمد على Wemos (ESP8266). هذا العداد الصغير هو جهاز مفيد للغاية يراقب الجهد والتيار والطاقة والطاقة والسعة. بصرف النظر عن هذه ، فإنه يراقب أيضًا درجة الحرارة المحيطة وهو أمر مهم لتطبيق الطاقة الشمسية الكهروضوئية. هذا الجهاز مناسب لأي جهاز DC تقريبًا. يمكن أيضًا استخدام هذا العداد الصغير لقياس السعة الحقيقية لحزمة البطارية أو بنك الطاقة باستخدام حمولة وهمية. يمكن للمقياس قياس ما يصل إلى نطاق الجهد من 0 - 26V والحد الأقصى للتيار 3.2A.

هذا المشروع هو استمرار لمشروع عداد الطاقة السابق.

فيما يلي الميزات الجديدة المضافة إلى الإصدار السابق

1. مراقبة المعلمات من الهاتف الذكي

2. مجموعة السيارات من المعلمات

3. مراقبة فاتورة الكهرباء

4. جهاز اختبار USB

استلهمت من المشروعين التاليين

1. مراقب الطاقة - مستشعر التيار المستمر والجهد (INA219)

2. اصنع عداد / مسجل الطاقة الخاص بك

أود أن أتقدم بشكر خاص إلى مؤلفي المشروع المذكورين أعلاه.

اللوازم:

المكونات المستخدمة:

1. Wemos D1 Mini Pro (أمازون)

2. INA219 (أمازون)

3. شاشة OLED مقاس 0.96 بوصة (Amazon)

4. مستشعر درجة الحرارة DS18B20 (أمازون)

5. بطارية ليبو (أمازون)

6. المحطات اللولبية (الأمازون)

7. رؤوس الإناث / الذكور (أمازون)

8. مجلس مثقوب (الأمازون)

9. 24 AWG Wire (أمازون)

10. تبديل الشرائح (أمازون)

11. منفذ USB ذكر (أمازون)

12. 11. USB Female Port (Amazon)

12. مواجهات ثنائي الفينيل متعدد الكلور (أمازون)

13. الألواح الشمسية (الفولتية)

الأدوات والأدوات المستخدمة:

1. لحام الحديد (أمازون)

2. أداة تعرية الأسلاك (أمازون)

3. مالتيميتر (أمازون)

الخطوة 1: الخطوة 1: كيف يعمل؟

قلب عداد الطاقة هو لوحة Wemos القائمة على ESP8266. يستشعر ESP8266 التيار والجهد باستخدام مستشعر التيار INA219 ودرجة الحرارة بواسطة مستشعر درجة الحرارة DS18B20. وفقًا لهذا الجهد والتيار ، يقوم المرساب الكهروستاتيكي بالحسابات لحساب القدرة والطاقة والسعة. من استهلاك الطاقة ، يتم احتساب فاتورة الكهرباء بناءً على معدل الطاقة (السعر لكل كيلو وات ساعة).

المخطط الكامل مقسم إلى 4 مجموعات

1. Wemos D1 Mini Pro

يتم توفير الطاقة المطلوبة للوحة Wemos من LiPovBattery من خلال مفتاح منزلق.

2. جهاز الاستشعار الحالي

جهاز الاستشعار الحالي INA219 متصل بلوحة Arduino في وضع اتصال I2C (SDA و SCL pin).

3. شاشة OLED

على غرار المستشعر الحالي ، يتم توصيل شاشة OLED أيضًا بلوحة Arduino في وضع الاتصال I2C. ومع ذلك ، فإن عنوان كلا الجهازين مختلف.

4. مستشعر درجة الحرارة

لقد استخدمت هنا مستشعر درجة الحرارة DS18B20. يستخدم بروتوكول أحادي السلك للتواصل مع Arduino.

الخطوة 2: تحضير دبابيس الرأس

لتركيب Arduino وشاشة OLED ومستشعر التيار ومستشعر درجة الحرارة ، فأنت بحاجة إلى بعض رؤوس الأنثى المستقيمة. عند شراء الرؤوس المستقيمة ، ستكون طويلة جدًا لاستخدام المكونات. لذلك ، سوف تحتاج إلى تقليمهم إلى الطول المناسب. لقد استخدمت القراص لتقليصها.

فيما يلي تفاصيل حول الرؤوس:

1. لوحة Wemos - 2 × 8 دبابيس

2. INA219-1 × 6 دبابيس

3. OLED - 1 × 4 دبابيس

4. درجة الحرارة. المستشعر - 1 × 3 دبابيس

الخطوة 3: لحام الرؤوس الأنثوية

بعد تحضير دبوس الرؤوس الأنثوي ، قم بلحامهم باللوحة المثقبة.

بعد لحام دبابيس الرأس ، تحقق مما إذا كانت جميع المكونات مناسبة تمامًا أم لا.

الخطوة 4: محطات برغي اللحام ومنفذ USB والمفتاح

أولا لحام 3 محطات المسمار ، وتستخدم محطات المسمار لتوصيل 1. المصدر 2. تحميل و 3. البطارية

تُستخدم الأطراف العلوية لتوصيل المصدر والحمل ويتم استخدام الطرف السفلي الموجود بجانب المحول لتوصيل حزمة البطارية.

ثم جندى مفتاح الشريحة. يقوم مفتاح الانزلاق بتشغيل وإيقاف الطاقة إلى لوحة Wemos.

أخيرًا لحام منفذ USB الأنثوي. حجم أرجل التثبيت لمنفذ USB أكبر قليلاً من الثقوب الموجودة في الفتحة المثقبة ، لذلك عليك جعل الفتحة أوسع باستخدام المثقاب. ثم اضغط على منفذ USB في تلك الثقوب ولحام جميع المسامير.

الخطوة الخامسة: تحضير مستشعر INA219

يأتي مستشعر INA219 مزودًا بشرائط رأس ذكر 6 دبابيس وطرف لولبي. دبابيس رأس الذكور مخصصة لاتصال I2C مع متحكم ومحطة المسمار لتوصيل خط الطاقة لقياس التيار.

لقد قمت هنا بلحام دبابيس الذكور ذات 6 دبابيس في INA219 وتركت طرف المسمار للنظر في المظهر الجمالي. ثم أقوم مباشرة بلحام سلكين بلوحة اللحام المعطاة لطرف المسمار كما هو موضح في الصورة أعلاه.

الخطوة 6: قم بتركيب مستشعر درجة الحرارة

أنا هنا أستخدم مستشعر درجة الحرارة DS18B20 في حزمة TO-92. من خلال التفكير في الاستبدال السهل ، استخدمت رأسًا نسائيًا بثلاثة أسنان. ولكن يمكنك لحام المستشعر مباشرة باللوحة المثقبة.

يظهر مخطط دبوس DS18B20 في الصورة أعلاه.

الخطوة 7: اصنع الدائرة

بعد لحام الرؤوس الأنثوية والمحطات اللولبية ، يجب عليك الانضمام إلى الفوط وفقًا للرسم التخطيطي الموضح أعلاه.

الاتصالات جميلة ومباشرة

INA219 / OLED -> Wemos

VCC -> VCC

GND -> GND

SDA -> D2

SCL-> D1

DS18B20-> Wemos

GND -> GND

DQ -> D4 من خلال مقاوم سحب 4.7K

VCC -> VCC

أخيرًا ، قم بتوصيل المحطات اللولبية حسب التخطيطي.

لقد استخدمت أسلاك ملونة 24AWG لعمل الدائرة. جندى السلك حسب مخطط الدائرة.

الخطوة 8: تحضير حزمة البطارية

لقد استخدمت هنا حزمة بطارية 700 مللي أمبير لتشغيل لوحة Wemos. يتم تثبيت حزمة البطارية على الجانب الخلفي من لوحة الدائرة. لتركيب البطارية ، استخدمت شريط 3M على الوجهين.

أفكار قليلة:

1. إذا كنت لا ترغب في استخدام حزمة بطارية ، فيمكنك استخدام مصدر طاقة لتشغيل لوحة Wemos باستخدام دائرة منظم الجهد.

2. يمكنك إضافة لوحة شحن TP4056 لشحن بطارية LiPo.

الخطوة 9: تصاعد المواجهات

بعد اللحام والأسلاك ، قم بتركيب المواجهات في 4 زوايا. سيوفر خلوصًا كافيًا لمفاصل وأسلاك اللحام من الأرض.

الخطوة 10: البرامج والمكتبات

1. إعداد Arduino IDE لمجلس Wemos

لتحميل كود Arduino على لوحة Wemos ، عليك اتباع هذه التعليمات

اضبط اللوحة الصحيحة ومنفذ COM.

2. تثبيت المكتبات

ثم عليك استيراد المكتبة إلى Arduino IDE الخاص بك

قم بتنزيل المكتبات التالية

1. مكتبة بلينك

2. Adafruit_SSD1306

3. Adafruit_INA219

4. دالاس درجة الحرارة

5. OneWire

3. رسم اردوينو

بعد تثبيت المكتبات أعلاه ، الصق كود Arduino الموضح أدناه ، أدخل رمز المصادقة من الخطوة 1 ، ssid ، وكلمة المرور لجهاز التوجيه الخاص بك.

ثم قم بتحميل الكود.

الخطوة 11: التواصل مع تطبيق Blynk

نظرًا لأن لوحة Wemos تحتوي على شريحة WiFi مدمجة ، يمكنك توصيلها بجهاز التوجيه الخاص بك ومراقبة جميع المعلمات من هاتفك الذكي. لقد استخدمت هنا تطبيق Blynk لإنشاء تطبيق مراقبة الهاتف الذكي.

Blynk هو تطبيق يسمح بالتحكم الكامل في Arduino و ESP8266 و Rasberry و Intel Edison والمزيد من الأجهزة. t متوافق مع كل من Android و iPhone.

في Blynk كل شيء يعمل على ⚡️Energy. عندما تنشئ حسابًا جديدًا ، تحصل على 200000 ينًا لبدء التجربة ؛ كل قطعة تحتاج إلى بعض الطاقة لتعمل.

اتبع الخطوات التالية:

الخطوة 1: قم بتنزيل تطبيق Blynk

1. لنظام Android

2. آيفون

الخطوة 2:

احصل على Auth Token لتوصيل تطبيق Blynk وجهازك ، فأنت بحاجة إلى Auth Token.

1. قم بإنشاء حساب جديد في تطبيق Blynk.

2. اضغط على رمز QR في شريط القائمة العلوي.

قم بإنشاء نسخة من هذا المشروع عن طريق مسح رمز الاستجابة السريعة الموضح أعلاه. بمجرد اكتشافه بنجاح ، سيكون المشروع بأكمله على هاتفك على الفور.

3. بعد إنشاء المشروع ، سيرسل لك فريق Blynk رمز Auth عبر معرف البريد الإلكتروني المسجل.

4. تحقق من صندوق البريد الإلكتروني الخاص بك وابحث عن رمز المصادقة.

الخطوة 12: اختبار الدائرة

لاختبار اللوحة ، قمت بتوصيل بطارية 12V كمصدر و 3W LED كحمل.

يتم توصيل البطارية بطرف المسمار المصدر ويتم توصيل LED بطرف لولب التحميل. يتم توصيل بطارية LiPo بطرف المسمار اللولبي للبطارية ثم قم بتشغيل الدائرة باستخدام مفتاح الانزلاق. يمكنك رؤية جميع المعلمات معروضة على شاشة OLED.

المعلمات في العمود الأول هي 1. الجهد 2. التيار 3. الطاقة المعلمات في العمود الثاني هي 1. الطاقة 2. السعة 3. درجة الحرارة

افتح الآن تطبيق Blynk لمراقبة جميع المعلمات المذكورة أعلاه من هاتفك الذكي.

للتحقق من الدقة ، استخدمت جهاز القياس المتعدد والمختبر كما هو موضح أعلاه. الدقة قريبة منهم.

أنا راضٍ حقًا عن هذه الأداة بحجم الجيب.

شكرًا على قراءة Instructable الخاص بي. إذا كنت تحب مشروعي ، فلا تنس مشاركته.

التعليقات وردود الفعل هي دائما موضع ترحيب.