جهاز مراقبة درجة حرارة حمام السباحة MQTT: 7 خطوات (بالصور)

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

مشاريع تينكركاد »

هذا المشروع هو رفيق لمشروعاتي الأخرى الخاصة بأتمتة المنزل ، وحدة التحكم الذكية في البيانات - تسجيل الدخول إلى Geyser ووحدة التحكم في الإضاءة والغرفة متعددة الأغراض.

إنها شاشة مثبتة بجانب المسبح تقيس درجة حرارة ماء المسبح ودرجة حرارة الهواء المحيط والضغط الجوي. ثم يعرض درجة حرارة ماء المسبح على مخطط بياني LED محلي وينقل عبر WiFi / MQTT إلى نظام منزلي - في حالتي ، نسخة متوافقة من MQTT متوافقة مع برنامج التحكم في الإضاءة. على الرغم من سهولة دمجه في أي نظام منزلي متوافق مع MQTT.

يركز هذا Instructable على تصميم وبناء مراقب حمام السباحة ، وسيتم تضمين ترقية وحدة التحكم (البرامج الثابتة الجديدة وإضافة شاشة OLED) في وحدة التحكم الأصلية قريبًا.

تشمل الميزات الرئيسية ما يلي:

• يحدد غياب التيار الكهربائي الرئيسي بجانب المسبح مصدر طاقة بطارية 18650 مع لوحة قطبية شمسية مدمجة 1 وات للحفاظ على شحن البطارية ، كما تم تحسين عمر البطارية من خلال استخدام وضع "النوم العميق" ESP8266. في نظامي ، كانت الوحدة قادرة على تشغيل "موسم حمام السباحة النشط" (من نوفمبر إلى أبريل) دون تدخل يدوي لتعبئة الشحن يدويًا.
• رسم بياني محلي اختياري مدمج 8 LED يعرض درجة حرارة المسبح في فترات زمنية بمقدار 1 درجة.
• نقل بيانات MQTT عبر اتصال WiFi المحلي إلى أي نظام مضيف متوافق.

• يتم تحقيق جميع البرمجة عبر WiFi باستخدام الشاشة كنقطة وصول وصفحات تكوين خادم الويب الداخلية مع تخزين جميع المعلمات القابلة للبرمجة في EEPROM الداخلي.

  • الفترات الزمنية بين الاستيقاظ والإرسال. فترات من 1 إلى 60 دقيقة.

  • تنسيقات موضوع / رسالة MQTT قابلة للتكوين

    • موضوعات الرسائل الفردية (على سبيل المثال ، PoolTemp ، AirTemp ، BaroPress)
    • موضوع واحد مضغوط (على سبيل المثال ، درجة حرارة المسبح + درجة حرارة الهواء + الضغط الجوي)
    • متوافق مع شاشة OLED المثبتة على وحدة تحكم في الإضاءة والغرفة متعددة الأغراض (انظر شكل العنوان على سبيل المثال)
  • شبكة WiFi SSID وكلمة المرور
  • نقطة الوصول SSID وكلمة المرور

  • التحكم في الرسم البياني LED

    • نطاق درجة الحرارة الدنيا القابلة للبرمجة (15 إلى 25 درجة مئوية)
    • قابل للبرمجة بشكل دائم ، مغلق بشكل دائم ، يعمل فقط خلال ساعات النهار

على الرغم من أنني قمت بطباعة ترتيب الضميمة / التركيب الخاص بي ثلاثي الأبعاد واستخدمت لوحة PCB من مشروع سابق ، يمكنك حرفياً استخدام ما يناسب تفضيلاتك الشخصية حيث لا يوجد شيء حاسم أو "مصبوب في الحجر". يحتوي القسم الأخير من Instructable هذا على ملفات Gerber و STL لألواح PCB وغطاء ABS الذي صممته خصيصًا لهذا المشروع

الخطوة 1: مخطط الكتلة ومناقشة حول اختيار المكونات

يوضح الرسم التخطيطي للكتل أعلاه وحدات الأجهزة الرئيسية لشاشة Pool Monitor.

المعالج

يمكن أن يكون ESP8266 المستخدم أيًا من وحدات ESP03 / 07/12 الأساسية من خلال وحدات NodeMCU و WEMOS الأكثر ملاءمة للوحة.

لقد استخدمت ESP-12 ، إذا كان حمام السباحة الخاص بك على بعد مسافة من جهاز توجيه WiFi ، فقد تفضل ESP-07 بهوائي خارجي. تعد وحدات NodeMCU / Wemos صديقة للغاية للوحة ولكنها ستؤدي إلى زيادة طفيفة في استهلاك الطاقة بسبب منظم الجهد الإضافي على متنها و LEDS - سيؤثر ذلك على قدرة اللوحة الشمسية على الحفاظ على البطارية يوميًا وقد تحتاج إلى إجراء دوري الشحن اليدوي باستخدام منفذ USB في وحدة الشاحن.

مجسات درجة الحرارة - الشكل 2

لقد استخدمت الأنبوب المعدني المتوفر بسهولة ومنخفض التكلفة + إصدارات الكبل من مستشعرات درجة الحرارة DS18B20 التي تأتي مع حوالي 1 متر من كبل التوصيل لأنها قوية بالفعل ومقاومة للعوامل الجوية. أحدهما يستخدم الطول الكامل للكابل لقياس مياه المسبح والآخر بكابل مختصر لدرجة حرارة الهواء المحيط.

مستشعر الهواء المحيط

لقد اخترت وحدة BME280 الممتازة لقياس رطوبة الهواء المحيط والضغط الجوي. قد تتساءل لماذا لم أستخدم وظيفة قياس درجة حرارة الهواء لهذه الوحدة.

السبب بسيط - إذا ، كما فعلت في النموذج الأولي الأصلي ، استخدم هذه الوظيفة ، ينتهي بك الأمر بقياس درجة حرارة الهواء الساكن داخل الغلاف الذي يميل إلى القراءة عالية بسبب التسخين الذاتي الداخلي لمساحة الهواء في العلبة بواسطة الشمس الخارجية (يقرأ تماما في الليل!). سرعان ما تم إدراك أن مستشعر درجة حرارة الهواء يجب أن يتم تركيبه خارج العلبة ولكن في الظل بعيدًا عن ضوء الشمس المباشر ، لذلك قمت بالتبديل إلى DS18B20 ثانٍ وقدمت نقطة تثبيت صغيرة أسفل العلبة. مستشعر درجة الحرارة BME280 على الرغم من أنه لا يزال يستخدم كمقياس تشخيصي لدرجة الحرارة داخل العلبة ويمكن مراقبته على الصفحة الرئيسية لخادم التكوين.

الرسم البياني LED - الشكل 1

يتم تشغيل مخرجات LED المحلية الثمانية عالية الكثافة بواسطة شريحة موسعة PCF8574 IO والتي بدورها تقوم بتشغيل كل مؤشر LED بواسطة ترانزستور PNP 2N3906. سيشير PCF8574 إلى مؤشر LED واحد فقط في كل مرة (لتقليل استهلاك الطاقة) اعتمادًا على درجة حرارة ماء المسبح المقاسة وسيظل نشطًا حتى عندما يكون ESP8266 في وضع السكون. وبالتالي ، إذا تم تمكينه ، فسيكون الرسم البياني LED نشطًا طوال الوقت.

• إذا كانت درجة الحرارة المقاسة أقل من الحد الأدنى لدرجة الحرارة المخصصة للرسم البياني ، فسيضيء كل من LED 1 و 2.
• إذا كانت درجة الحرارة المقاسة أكبر من الحد الأدنى لدرجة الحرارة المخصصة للرسم البياني + 8 ، فسيضيء كل من مؤشر LED 7 و 8.
• إذا كان مستوى الضوء الذي تم قياسه من إخراج اللوحة الشمسية أقل من الحد المبرمج في إعداد التكوين ، فسيتم تعطيل مخرجات LED لتوفير طاقة البطارية ، وبدلاً من ذلك يمكن تعطيل الرسم البياني بشكل دائم (تعيين العتبة على 0) أو تمكينه (تم ضبط الحد على 100).
• إذا كان جهازك لا يتطلب الرسم البياني ، فما عليك سوى حذف PCF8574 و LED والترانزستورات والمقاومات المرتبطة بها

لوحة طاقة شمسية وبطارية ولوحة شحن البطارية

مصدر الطاقة الأساسي هو ببساطة بطارية LIPO بقوة 2000 مللي أمبير (أو أكبر) يتم تغذيتها من خلال الصمام الثنائي 1N4001 لتقليل جهد البطارية (الحد الأقصى للبطارية المشحونة = 4.1 فولت والحد الأقصى للجهد ESP8266 = 3.6 فولت).

ستعمل البطاريات ذات السعة المنخفضة ولكن ليس لدي أي شعور إذا كان الشحن اليومي بواسطة الألواح الشمسية سيكون مناسبًا.

احذر البطاريات ذات السعة العالية (على سبيل المثال 6800 مللي أمبير) - فالكثير منها في السوق مزيفة. سيعملون ولكن بأي قدرة وموثوقية يمكن لأي شخص تخمينها.

يتم توصيل اللوحة الشمسية 1W 5V بمدخلات لوحة شاحن TP4056 LIPO وإخراج الأخير إلى البطارية وبالتالي سيتم شحن البطارية عندما يكون مستوى الضوء مرتفعًا بما يكفي لإنتاج جهد شحن قابل للاستخدام وأيضًا يمكن أن تكون البطارية يتم شحنها يدويًا عبر موصل USB على اللوحة TP4056.

إذا كنت تنوي استخدام تصميم مبيت مطبوع ثلاثي الأبعاد ، فيجب عليك استخدام الألواح الشمسية مقاس 110 مم × 80 مم. هناك أحجام أخرى متاحة ، لذا توخ الحذر عند الشراء حيث قد يكون ذلك أمرًا بالغ الأهمية عند اختيار نوع / حجم المسكن.

أيضا كلمة تحذير بشأن درجات الحرارة. قد يكون من الصعب تحديد الحد الأقصى الحقيقي لدرجة الحرارة لهذه الألواح الرخيصة حيث لا يتم ذكر ذلك في كثير من الأحيان - لقد وجدت 65 درجة مئوية كحد أقصى محدد على جهاز واحد ولكن لا يوجد شيء في غالبية الموردين في الموقع. ضع في اعتبارك الآن أن اللوحة حسب التصميم أ) سوداء وب) ستكون في الخارج في ضوء الشمس الساطع طوال اليوم كل يوم - قد تجد أنه من الأفضل ترك القليل من الظل على اللوحة إذا كان الجو حارًا جدًا. لم تتعرض وحدتي لأي فشل (تم تثبيتها في أوائل عام 2019) ولكن موثوقيتها ستعتمد بالتأكيد على المناخ المحلي الخاص بك وربما مكان التركيب.

أزرار الضغط - الشكل 3

قد تعتقد أن زر الضغط جيد "مجرد زر ضغط" ولكن عندما يكون في حاوية خارجة تحت أشعة الشمس والمطر على مدار الساعة طوال أيام الأسبوع ، فأنت بحاجة إلى الاهتمام بمواصفاته. كهربائيًا هو مكون بسيط ، لكن سلامة إحكام الإغلاق لمنزلك تتوقف على جودتها الميكانيكية. لقد استخدمت زر ضغط ذو قطب أحادي مقاوم للماء مقاس 12 مم شائع جدًا متاح من العديد من الموردين - وقد أثبت هذا أنه مفتاح قوي للغاية..

• يستخدم الزر 1 كزر إعادة تعيين - يستخدم لإجبار الشاشة يدويًا على إجراء قياس وإرسال النتيجة
• عند الضغط على الزر 2 فور الضغط على الزر 1 وتحريره ، سيوجه الشاشة لبدء نقطة الوصول (AP) باستخدام SSID وكلمة المرور التي قمت ببرمجتها بها مسبقًا. إذا تم تركيبه ، يضيء كل مؤشر LED بديل على الرسم البياني لفترة وجيزة للإشارة إلى بدء تشغيل نقطة الوصول.
• يتم استخدام كلا الزرين أيضًا في إجراء الإنشاء الأولي لتحميل البرنامج الثابت على ذاكرة فلاش المعالج.

ملحوظة. تم تصميم الغلاف المطبوع ثلاثي الأبعاد لهذه المفاتيح مقاس 12 مم كما هو مدرج في فاتورة المواد وعلى هذا النحو يتم تثبيتها على جانب الهيكل. إذا كنت تستخدم مسكنك الخاص ، فإنني أوصيك بوضعهم تحت السكن لحمايتهم من التعرض للطقس.

زر التبديل - الشكل 2

يستخدم هذا لإيقاف تشغيل الشاشة تمامًا عند عدم استخدامها وتخزينها. لاحظ أن البطارية واللوحة الشمسية تظلان متصلين ببعضهما البعض (لكن ليس بالإلكترونيات) وبالتالي ستستمر البطارية في تلقي الشحن إذا تعرضت اللوحة للضوء الخارجي.

الضميمة - الشكل 3

يظل هذا العنصر الأخير ولكنه مهم للغاية لأن هذا هو المكون الرئيسي الذي يوفر الحماية لجميع الأجزاء الأخرى. تتطلب الألواح الشمسية وأزرار الانضغاط ومفتاح التبديل وأجهزة استشعار LED ودرجة الحرارة حفرًا أو قطعًا في الثقوب في السكن ، لذلك يتعرض العزل المائي لخطر شديد إذا لم يتم الاعتناء بإحكام الإغلاق بعد تركيب العناصر. لقد قمت بلصق الألواح الشمسية على الغطاء ثم أغلقت بالداخل بختم السيليكون. تم وضع لوحة LED بالداخل لضمان إغلاق جميع نقاط LED من الداخل. تحصل على الصورة - امنع أي نقاط دخول محتملة. منذ أن استخدمت نموذج ABS مطبوعًا ثلاثي الأبعاد ، قمت برش الجزء الداخلي من الغلاف بما في ذلك ثنائي الفينيل متعدد الكلور الرئيسي برذاذ ختم ثنائي الفينيل متعدد الكلور (يمكنك أيضًا استخدام الطلاء فقط) كإجراء وقائي! يوضح الشكل 1 العلبة المركبة بجانب المسبح. تتضمن ملفات STL المضمنة أيضًا مجموعة تثبيت بسيطة تسمح بتجميع العلبة في الغطاء العلوي السد. يمكن تركيبه في أي مكان يناسبك وفقًا لطول كابل مستشعر درجة حرارة الماء ، والتعرض لأشعة الشمس وإمكانية عرض الرسم البياني LED إذا تم تركيبه.

الخطوة 2: فاتورة المواد

لقد قمت بتضمين فاتورة "محتملة" للمواد بناءً على اختياري للمكونات كما ذكرنا سابقًا ، لديك بالفعل قدر كبير من المرونة عندما يتعلق الأمر بجميع عناصر الإنشاء تقريبًا. لقد قمت بقص ولصق بعض العناصر من موقع التسوق عبر الإنترنت أمازون فقط كتوضيح - وليس كتوصية توريد. يمكن أن تحتوي بطارية 18650 على ألسنة لحام مباشرة للأسلاك أو يمكنك شراء نوع "قياسي" وحامل بطارية (كما فعلت أنا) لسهولة التجميع

ستحتاج أيضًا إلى غراء (يوصى بجزءين من الإبوكسي) ، وصواميل 4 × M4 ومسامير.

اعتمادًا على موقعك ، من المحتمل أن يكون لديك موردون أكثر ملاءمة و / أو أرخص. في الواقع ، إذا لم تكن في عجلة من أمرنا للمكونات ، فإن AliExpress يعد بتخفيضات كبيرة على بعض إن لم يكن كل العناصر الرئيسية.

الخطوة 3: الإنشاء الإلكتروني وتحميل البرامج الثابتة

يكشف المخطط عن "معيار ESP8266" بسيط نسبيًا بدون "مفاجآت" يتكون من متحكم دقيق ومجموعة من أجهزة الإدخال (مستشعر درجة حرارة 2 x DS18B20 ، مستشعر بيئي 1 x BME280 ، 1 x PCF8574 IO موسع ، 2 × أزرار ضغط و مجموعة بطارية / شحن / لوحة شمسية.

تخصيصات ESP8266 دبوس

• GPIO0 - زر بدء AP
• GPIO2 - غير مستخدم
• GPIO4 - I2C - SCL
• GPIO5 - I2C - SDA
• بيانات GPIO12 - DS18B20
• GPIO13 - اختبار - غير مستخدم
• GPIO14 - غير مستخدم
• GPIO16 - تنبيه النوم العميق
• ADC - جهد لوحة الطاقة الشمسية

تخصيصات دبوس PCF8574

• P0 - رسم بياني LED 1 - أدنى درجة حرارة
• P1 - رسم بياني LED 2 - الحد الأدنى لدرجة الحرارة + 1 درجة مئوية
• P2 - رسم بياني LED 3 - الحد الأدنى لدرجة الحرارة + 2 درجة مئوية
• P3 - رسم بياني LED 4 - الحد الأدنى لدرجة الحرارة + 3 درجات مئوية
• P4 - رسم بياني LED 5 - الحد الأدنى لدرجة الحرارة + 4 درجات مئوية
• P5 - رسم بياني LED 6 - الحد الأدنى لدرجة الحرارة + 5 درجات مئوية
• P6 - رسم بياني LED 7 - الحد الأدنى لدرجة الحرارة + 6 درجات مئوية
• P7 - رسم بياني LED 8 - الحد الأدنى لدرجة الحرارة + 7 درجات مئوية

تحميل البرامج الثابتة

يتم تضمين نسخة من رمز مصدر البرنامج الثابت في قسم التنزيلات. تمت كتابة الكود لإصدار Arduino IDE 1.8.13 مع الإضافات التالية….

• ESP8266 Board Manager (الإصدار 2.4.2)
• مكتبة OneWire
• مكتبة دالاس درجة الحرارة
• مكتبة إيبروم
• مكتبة Adafruit BMP085
• مكتبة PubSubClient
• مكتبة الأسلاك

تأكد من تحديد معدل الباود الصحيح على الشاشة التسلسلية (115200) ، وتعتمد اللوحة الصحيحة على إصدار شريحة ESP8266 التي تستخدمها).

إذا كنت بحاجة إلى مزيد من الإرشادات حول كيفية إعداد Arduino IDE ، فارجع إلى اثنين من التعليمات السابقة ، كلاهما يحتوي على إرشادات إعداد شاملة وهناك أيضًا العديد من مصادر r المتاحة عبر الإنترنت. إذا فشل كل شيء آخر ، أرسل لي رسالة.

لقد قمت بتضمين بناء موصل لخطوط المنفذ التسلسلي (TxD و RxD و 0V) للاتصال بجهاز الكمبيوتر الخاص بك باستخدام محول FTDI USB قياسي إلى TTL ويزودك زري الدفع بالقدرة على تشغيل ESP8266 في برمجة الفلاش الوضع. (استخدم الطاقة مع الضغط على كل من زري إعادة الضبط وبدء تشغيل AP ، وحرر زر إعادة الضبط مع الاستمرار في الضغط على زر بدء AP ، ثم حرر زر بدء AP)

ملاحظات إضافية

1. يمكن إحضار وصلات زر الضغط وإمدادات الطاقة ومستشعرات درجة الحرارة DS18B20 إلى دبابيس رأس قياسية 0.1 بوصة لسهولة توصيلات الإدخال والإخراج
2. يجب تركيب مكثف التحليل الكهربائي 100 فائق التوهج (C4) ومكثف السيراميك 100 نانوفاراد (C6) في أقرب مكان ممكن من دبابيس إمداد الطاقة في ESP8266.
3. يجب تركيب مكثف سيراميك 100nF (C5) في أقرب مكان ممكن من دبابيس الطاقة في PCF8574
4. يوضح الشكل 10 مخطط الأسلاك الكلي - يمكنك بناء جميع المكونات على لوحة واحدة أو تقسيمها إلى لوحين باستخدام ترانزستورات PCF8574 و 8 x 2N3906 (Q1 إلى Q8) و 16 x مقاومات (R3 إلى 14 و R19 إلى 22) ، C5 على أحد "لوحة الرسم البياني LED) والباقي على" لوحة التحكم "(هذا ما فعلته)

الخطوة 4: استخدام العلبة المطبوعة ثلاثية الأبعاد المتوفرة

اختيار السكن مرن حسب تفضيلاتك ومتطلبات التركيب. لقد قمت بطباعة غلاف ABS ثلاثي الأبعاد ليناسب التركيب الخاص بي وأدرجته إما لإعادة إنتاجه أو استخدامه "كمصدر إلهام" للبناء الخاص بك. يمكن طباعة ملفات STL من قسم التنزيل بدقة 0.2 مم. إذا لم يكن لديك طابعة ثلاثية الأبعاد ولا لديك صديق مع واحد ، فهناك العديد من شركات الطباعة ثلاثية الأبعاد التجارية الموجودة الآن والتي يجب أن تكون قادرة على تقديم خدمة ميسورة التكلفة لك.

العناصر المطبوعة الفردية هي:

• أ. قاعدة الضميمة
• ب- غطاء الضميمة
• مفصل المفصل
• د. محول تركيب المفصل الضميمة
• E. جبل استشعار الهواء
• و. أرفق دليل كبل المستشعر
• قضيب 2 × (طول قصير وممتد - يسمح بتغيير طول مجموعة التركيب الكلية)
• H. وير غطاء محول أعلى
• J. وير غطاء أسفل محول

هناك حاجة أيضًا إلى مسامير وصواميل ملولبة 4 × M4

ملحوظات

1. عند لصق العناصر ، أوصي باستخدام راتينج إيبوكسي مكون من جزأين أو أي غراء مناسب مقاوم للعوامل الجوية.
2. الصق اللوح الشمسي بالغطاء B واستخدم مانع التسرب السليكوني داخل الغطاء لمنع أي تسرب للماء في الوجوه المتصلة.
3. يتم لصق الجزء E على الجزء E في أي وقت لتركيب مستشعر الهواء. يجب أن يكون كل مستشعر الهواء أسفل قاعدة السكن بعيدًا عن أي منظر مباشر لأشعة الشمس (المرجع الشكل 5 أ)
4. يجب أيضًا لصق الجزأين F و D بقاعدة جزء الإحاطة E.
5. تتلاءم مجموعة مفصل التثبيت (G و C و G) معًا لتناسب الدفع وعندما يتم محاذاة الثقوب من خلالها ، يمكن تأمينها باستخدام مسامير وغسالات ملولبة 2 × M4 (لا تشد حتى يتم تركيب التجميع الكامل وتحديد الاتجاه المطلوب - لا تفرط في إحكام ربطها لمنع تشقق التركيبات البلاستيكية). اقطع البراغي بطول مناسب إذا لزم الأمر.
6. قم بتركيب الأجزاء H & J على غطاء صفيحة السد المعدل في نقطة لا يوجد فيها خطر التداخل المادي أو الإجهاد من أي حزام غطاء حمام السباحة وما إلى ذلك (المرجع الشكل 5 C و E & F). إذا كان غطاء لوحة السد له سطح منحني ، أقترح عليك استخدام مادة مانعة للتسرب من السيليكون أو إبوكسي لزيادة ربط الجزء J بالجانب السفلي من غطاء السد.
7. الآن يمكن تركيب مجموعة العلبة على لوحة غطاء السد باستخدام مجموعة المفصل (2xG & C). مجموعة المفصل هذه عبارة عن دفع محكم يتناسب مع كل من قاعدة العلبة وغطاء لوحة السد ، مما يسمح بإزالة الوحدة بسهولة للتخزين الشتوي و / أو الصيانة. لا تلصق هذا في مكانه. مرجع الشكل 5 د
8. يوضح الشكل 4 كل جزء وكيف يتناسبان معًا. لتركيب التثبيت ، قمت بحفر ثقب في غطاء السد العلوي الخاص بي لتوفير نقطة تثبيت لمفصل التثبيت (يوفر هذا إمكانية تعديل ثلاثية الأبعاد للإسكان بالنسبة إلى حامل التثبيت)

الخطوة 5: خادم التكوين (نقطة الوصول)

يتم تخزين جميع إعدادات مستخدم الشاشة في EEPROM ويمكن مراقبتها وتغييرها عبر خادم الويب المدمج الذي يمكن الوصول إليه عند وضع الشاشة في وضع نقطة الوصول (AP).

للقيام بذلك ، يجب على المستخدم أولاً الضغط على زر إعادة الضبط وتحريره ثم فورًا بعد التحرير ، اضغط مع الاستمرار على زر التكوين الثاني لمدة 1 إلى 3 ثوانٍ. عند تحرير زر التكوين ، إذا تم تركيبه ، سيضيء كل مؤشر LED بديل على الرسم البياني لعدة ثوانٍ ، وفي الوقت نفسه ستبدأ نقطة الوصول.

إذا فتحت إعدادات شبكات WiFi على جهاز الكمبيوتر أو الهاتف المحمول الخاص بك ، فسترى AP SSID يظهر في قائمة الشبكات المتاحة. إذا كانت هذه هي المرة الأولى التي تبدأ فيها نقطة الوصول ، فسيظهر هذا كـ HHHHHHHHHHHHHHHHHHHH - الإعداد (الاسم الافتراضي) وإلا فسيكون هو الاسم الذي قمت بتعيينه لـ AP في إعدادات WiFi متبوعًا بـ "-Setup".

حدد SSID وأدخل كلمة المرور (الافتراضي هو "password" بدون علامتي الاقتباس إلا إذا قمت بتعيينه على شيء آخر.

سيتصل جهاز الكمبيوتر / الهاتف المحمول الخاص بك بـ AP. افتح الآن متصفح الويب المفضل لديك وأدخل 192.168.8.200 في حقل عنوان URL.

سيفتح المستعرض الخاص بك في الصفحة الرئيسية لخادم ويب التكوين - ارجع إلى الشكل 6.

هنا سوف تكون قادرًا على قراءة القيم المقاسة الحالية والأزرار الخاصة بشبكة WiFi وصفحات إعداد الجهاز الأخرى. الزر السفلي هو آخر شيء تضغط عليه عندما تقوم بتغيير جميع المعلمات التي تحتاج إليها (إذا لم تضغط عليه ، فسيظل جهاز العرض قيد التشغيل ويستنزف البطارية باستمرار….

الشكل 7

هذه هي صفحة إعدادات WiFi & MQTT. ستتمكن من رؤية الشبكة المخزنة الحالية وتفاصيل MQTT بالإضافة إلى جميع الشبكات المتاحة داخل نطاق الشاشة بما في ذلك الشبكة التي تريد الاتصال بها.

اعدادات الواي فاي

يسمح لك الحقل A & B بإدخال تفاصيل SSID وكلمة المرور المطلوبة لشبكتك ، C هو الاسم الذي تريد منحه لجهازك وسيكون هذا هو اسم AP SSID في المرة التالية التي تبدأ فيها تشغيله. أخيرًا ، الحقل D هو كلمة المرور التي تريد منحها AP.

إعدادات MQTT

هنا ستقوم بتعيين اسم وسيط MQTT (E) الذي تستخدمه والأهم من ذلك ما إذا كان وسيط MQTT وسيطًا قائمًا على السحابة أو وسيطًا محليًا (على سبيل المثال Raspberry Pi) متصل بشبكة WiFi المنزلية.

إذا كنت قد حددت مسبقًا الوسيط المستند إلى السحابة ، فسترى حقلين إضافيين لإدخال اسم المستخدم وكلمة المرور الخاصين بالوسيط.

لاحظ أنه إذا تركت أي حقل فارغًا ، فلن يتم تحديث هذا الحقل - وهذا يسمح لك بإجراء تحديثات جزئية على الإعدادات دون الحاجة إلى إدخال جميع الحقول.

العنوان الافتراضي في الإصدار الأول هو Broker name هو MQTT-Server وهو متصل محليًا.

الشكل 8

يعرض هذا الجزء المتبقي من صفحة إعدادات الجهاز التي يمكن الوصول إليها من خلال زر "إعدادات الجهاز" في الصفحة الرئيسية.

يحتوي هذا على تنسيقين بناءً على ما إذا كانت إعدادات MQTT مضبوطة على "HAS HouseNode Compatible" أو موضوعات فردية / مضغوطة

متوافق مع HAS HouseNode

يوجه هذا الشاشة لتنسيق بيانات MQTT الخاصة بها للسماح بعرض قياسات البيانات على إحدى شاشات OLED القابلة للتمرير على ما يصل إلى 5 من وحدات التحكم المنزلية الموضحة في "وحدة التحكم في الإضاءة والغرف متعددة الأغراض" القابلة للتوجيه السابقة الخاصة بي. (راجع قسم الافتتاح للحصول على صورة لبيانات Housenode المعروضة. تم وصف هذا بمزيد من التفصيل في Instructable المرتبط (تم التحديث في نوفمبر 2020).

ستحتاج إلى إدخال اسم المضيف الخاص بـ HouseNode الذي تريد إرسال بيانات القياس إلى (الحقل ب)

الحقل C هو رقم الشاشة الذي تريد عرض البيانات (سيكون هذا منطقيًا عندما تقرأ تعليمات التحكم!

الحقل أ هو تمكين / تعطيل بسيط لإطار البيانات هذا - إذا تم تعطيله ، فلن يتم إرسال البيانات.

يتكرر هذا لما يصل إلى 5 HouseNodes مما يتيح لك إرسال نفس البيانات إلى ما يصل إلى 5 شاشات تحكم موزعة في منزلك.

موضوع واحد

يتم إرسال كل قياس للشاشة كرسالة MQTT منفصلة باستخدام الموضوعات "Pool / WaterTemp" و "Pool / AirTemp" و "Pool / BaroPress". يتيح لك ذلك تحديد المعلمة بسهولة التي يريد الجهاز الرئيسي للاشتراك في MQTT قراءتها مباشرةً بدلاً من استيعاب كل شيء مع موضوع مضغوط واستخراج ما تريد استخدامه.

موضوع مضغوط

يتم دمج جميع القياسات الثلاثة في موضوع واحد متوافق مع Home Assitant إذا كان جهاز MQTT المشترك الخاص بك يفضل التنسيق: Pool / {"WaterTemp": XX. X، "AirTemp": YY. Y، "BaraPress": ZZZZ. Z} حيث XX. X و YY. Y a و ZZZZ. Z هي درجة حرارة الماء المقاسة ('C) ودرجة حرارة الهواء (' C) والضغط الجوي (mB)

في هذه الصفحة أيضًا ، لديك القدرة على تحديد ما إذا كان مؤشر LED للرسم البياني مطفأ في الليل (موصى به) لتوفير استهلاك البطارية غير الضروري. يتم تحديد ذلك من خلال مستوى الضوء المقاس (LL) للوحة الشمسية ويتم تمثيله بقياس من 0٪ (داكن) إلى 100٪ (ساطع). يمكنك تعيين عتبة بين 1 و 99٪ لتحديد عتبة الضوء التي سيتم تعطيل LED تحتها. 0٪ سيعطل الرسم البياني بشكل دائم وسيضمن 100٪ أنه يعمل طوال الوقت.

يمكنك أيضًا ضبط الفاصل الزمني بين عمليات إرسال البيانات بين نطاق من 1 إلى 60 دقيقة. من الواضح أنه كلما كان الفاصل الزمني أطول ، كانت إدارة الطاقة أفضل ويجب أن تتذكر أن درجة حرارة المسبح ليست قياسًا سريع التغير مما يعني أن الفاصل الزمني بين 30 و 60 دقيقة يجب أن يكون جيدًا.

قد تلاحظ أنه في المرة الأولى بعد الإنشاء الأولي ، يُشار إلى مستشعر الهواء (الرصاص القصير) على الشاشة كدرجة حرارة الماء والعكس صحيح! (تم الاختبار عن طريق إمساك المستشعر بيدك و / أو إسقاط المستشعر في كوب من الماء الساخن أو البارد). إذا كانت هذه هي الحالة ، فإن مربع البيانات "DS18B20 pool وعناوين فهرس الهواء" يسمح لك بعكس رقم الفهرس (0 أو 1) من المستشعرات - ستحتاج إلى تحميل الإعداد وإعادة تشغيل الجهاز قبل أن تقوم معالجة المستشعر كن على صواب.

أخيرًا والأهم ، تذكر أنه في أي صفحة قمت فيها بتغيير القيم ، يجب عليك الضغط على الزر "تحميل إعدادات جديدة على الجهاز" وإلا فلن يقوم جهاز العرض بتحديث ذاكرة EEPROM الخاصة به!

إذا كنت راضيًا عن جميع تغييرات الإعدادات الخاصة بك ، للخروج من AP والعودة إلى وضع الشاشة العادي - اضغط على الزر السفلي في صفحة AP الرئيسية. إذا لم تضغط عليه ، فسيظل جهاز العرض قيد التشغيل ويستهلك طاقة البطارية باستمرار….

الخطوة 6: مزيد من المعلومات حول استخدام شاشة حمام السباحة مع إضاءة HAS وجهاز التحكم

تم تصميم مراقب حمام السباحة ليكون مكونًا واحدًا في نظام أتمتة المنزل (HAS) المستند إلى MQTT. لقد ذكرت عدة مرات أنه تم تصميمه في الأصل ليكون عضوًا في HAS الخاص بي باستخدام 2 Instructables السابقة المنشورة (وحدة تحكم في الإضاءة والغرفة متعددة الأغراض وجهاز تحكم Geyser في تسجيل البيانات الذكية). يشترك كلا التصميمين في نهج مشترك للتكوين باستخدام خوادم ويب متكاملة متشابهة جدًا تضمن واجهة مستخدم متسقة ومريحة عبر النظام الأساسي.

تم تطوير كلا الموجهين في الأصل ليكونا وحدات قائمة بذاتها ولكن في ترقية حديثة ، أدخلت اتصال MQTT في كل منهما للسماح لأجهزة استشعار الأقمار الصناعية (المعروفة باسم SensorNodes) بالربط بواحد أو أكثر من وحدات التحكم (المعروفة باسم HouseNodes). الاستخدام الرئيسي لهذا التاريخ هو إضافة شاشة OLED لطيفة إلى وحدة التحكم في الإضاءة والغرفة متعددة الأغراض والسماح لأي وحدة تحكم ممكّنة بعرض جميع بيانات SensorNode بشكل روتيني على شاشة OLED المحلية الخاصة بها - الصورة الأولى أعلاه هي من الشاشات الثلاث الخاصة بـ HouseNode التي تقوم بالتمرير من خلال وعرض البيانات من نفسها ، ووحدة تحكم Geyser و Pool Monitor مما يسمح بعرض محلي لجميع البيانات التي تم التقاطها في أي مكان مناسب في المنزل.

نظرًا لأن أي SensorNode أو HouseNode يمكنه إعادة إرسال بياناته عبر MQTT ، فإن هذا يسمح بما يصل إلى 8 نقاط عرض مستقلة لنقاط قياس HAS الخاصة بك. بدلاً من ذلك ، يمكن دمج أي من العقد بسهولة في نظام MQTT الخاص بك ، وقد قام أحد الأصدقاء بالفعل بدمج وحدة التحكم في السخان في HAS الخاص بـ Home Assistant.

أجهزة الاستشعار الأخرى قيد التطوير حاليًا هي:

• مستشعر حركة PIR
• جهاز استشعار الإنذار بالأشعة تحت الحمراء
• صفارة الإنذار وعقدة التحكم في المصباح
• لوحة تحكم إنذار
• جهاز تحكم عن بعد محمول
• عرض الوحدة فقط

سيتم إصدار هذه الوحدات باعتبارها Instructables بعد بضعة أشهر من تشغيلها بنجاح في منزلي.

الخطوة 7: التنزيلات

الملفات التالية متوفرة للتحميل ….

1. ملف كود المصدر المتوافق مع Arduino IDE (Pool_Temperature_MQTT_1V2.ino) قم بتنزيل هذا الملف وضع الملف في دليل فرعي من دليل Arduino Sketches يسمى "Pool_Temperature_MQTT_1V2.
2. يتم ضغط ملفات STL الفردية لجميع العناصر المطبوعة ثلاثية الأبعاد (*. STL) في ملف واحد Pool_Monitor_Enclosure.txt. قم بتنزيل الملف ، ثم أعد تسمية امتداد الملف من txt إلى zip ثم استخرج ملفات STL المطلوبة ، وقمت بطباعتها بدقة 0.2 مم على ملف 20٪ باستخدام فتيل ABS باستخدام طابعة Tiertime Upbox + 3D.
3. لقد قمت أيضًا بتضمين مجموعة من ملفات jpeg (FiguresJPEG.txt) تغطي جميع الأشكال المستخدمة في Instructable للسماح لك ، إذا لزم الأمر ، بطباعتها بشكل منفصل بحجم أكثر فائدة لك. قم بتنزيل الملف ، ثم أعد تسمية امتداد الملف من txt إلى zip ثم استخرج ملفات jpeg المطلوبة.