Как сделать датчик температуры и влажности с мониторингом по тлефону (Часть 2)

Софт

Для реализации проекта нужно установить на свой персональный компьютер программу, которя позволит прошить модуль. Для этого очень хорошо подходит ARDUINIO IDE - среда разработки програмного обеспечения для ARDUINO компонентов. Что такое ARDUINO? Это скажем так, электронный конструктор. Разные электронные модули, которые можно програмировать, соединять вместе, и таким образом создавать  разные очень интересные вещи. ESP8266 является ARDUINO совместимым модулем, поэтому можно использовать для програмирования ARDUINO IDE. 

Данные передаются на телефон с помощью апликации Blynk. 

Ставим софт

ARDUINO IDE 

Качаем отсюда ARDUINO версию для вашей операционной системы. У меня на Windows 10 стоит ARDUINO 1.8.3. Заинсталировав ARDUINO IDE надо "настроить" систему для работы с ESP8266.

Открываем IDE

1. Идем - File - Preferences, и вставляем на вкладке Preferences - линк:

http://arduino.esp8266.com/stable/package_esp8266com_index.json

Таким образом мы добавляем в список оборудования с которым работает IDE нашу плату ESP8266.

2. Tools - Boards - Boards manager

В Board manager видим что- то вроде ESP8266 by...

Находим, жмем, инсталируем

Ждем...

3. Теперь в списке плат появится наша 8266. Выбираем нашу плату - ставим кружочек :)

4. Выбираем порт на котором будем. работаь с платой.

Да кстати, там же в Tools указываем Upload speed 11520. 

5. Ставим  библиотеки в ARDUINO IDE для работы с ESP8266 и Blynk (о Bynk далее).

Рабочая библиотека для ESP8266 тут

Жмем Choose to Download - download zip

Как скачается - распаковываем в папку Arduino - libraries.

BLYNK
Опять же ставим библиотеку. Библиотеку качаем отсюда.  Описание как ставить на английском тут. Но мне не трудно, переведу :)
1. По ссылке указанной ранее, качаем новеиший zip фаил.
2. Распаковываем. В арчиве будут несколько папок и фаилов.
3. Копируем содержание папки "libraries" в папку "Arduino" ----"libraries".  Папку "tools" просто копируем в папку "Arduino".  Папка "Arduino " должна быть у вас на компьютере. Она появляется в ходе инсталиации Arduino IDE.

Далее, находим на Google Play или на App store (как оно там у Apple называется),  регистрируемся. Дальше надо создать новый проект, жмем "Create new project".

Дальше введите название проекта, например  "ESP8266". Таакже в поле "Hardware model"надо выбрать тип устройства с которым будете работать. В нашем случае это ESP8266. Далее на ыказанный вами почтовый ящик, придет уникальный код, так называемый "Auth token".

После нажатия кнопки "Create", появится собственно само поле для проектирования графического инттерфейса вашего приложения.

Жмем на плюсик вверху справа — появится панель инструментов "Widget Box" для добавления виджетов на вашу панель управления.

Забегая вперед скажу, что для нашего проекта понадобятся виджеты: "Button", "LCD" и "History graph".
Это скажем так была общая часть. Тоесть все это пригодится для любого проекта ESP8266/Blynk.
Пока все. В следуюший раз объясню как сделать саму апликацию в Blynk, как написать скетч ARDUINO, и как поменять прошывку модуля ESP8266.

Как сделать датчик температуры и влажности с мониторингом по тлефону

Как сделать датчик температуры и влажности с мониторингом по тлефону

Итак, как я писал ранее, в планах у меня создание системы умной теплицы на основе микрокомпьютера Raspberry Pi.

Еще в самом начале проектирования, возник у меня вопрос. А какже передавать данные с датчиков на сам комп? По проводам? Так это минимум метров 5 кабеля. Это если комп ставить в элэктрощиток у самой теплицы. Но тогда придется его снимать кахдый раз по окончании сезона, и ставить в начале сезона, ибо зиму комп не переживет. Да и неясно н затухнет ли сигнал от датчика в таком длинном кабеле?Ставить в доме? Э то вобще метров 15 кабеля, который еще в дом завести надо. И тут пару месяцев назад знакомый  показал мне чудесную штуку под названием ESP8266. Это модуль WiFI размером с большую монету и ценой около 2 баксов. Можно почитать подробнее тут: https://ru.wikipedia.org/wiki/ESP8266.

А если по простому, то с помосшью этой штуки можно считывать данные с датчиков разных, и передавать эти данные по вайфаю, ну или подключив какую-нибудь нагрузку, например розетку, управлять ею дистанционно.

Итак решение проблемы с проводами наидено :). Для начала решил сделать чтот- то попроще. Так сказать поиграться с течнологией.

А "попроще", это датчик температуры и влажности с передачей данных на мой телефон по сети интернет.

Железки

Итак, что вам понадобится для создания такого устройства.

1. собственно сам модуль вайфай. Брал вот такой.

ESP8266-01 (advanced)

Во избежание каких - то неоожиданностей, советую брать там же. Тогда шанс что заработает как надо, выше. Тоже касается и других детальек.

2. ТТЛ конвертер или програматор специаальный. Если будете использовать ТТЛ конвертер, придеться самим еще небольшую схемку для прошивки модуля сделать. Схемы в инете доступны- публиковать не буду специально. У самого признаюсь с ТТЛ конвертером не получилось. А потом нашел на Али ппрограматор для ESP08266-01.

USB to ESP8266 ESP-01 Wi-Fi Adapter Module w/ CH340G Driver -R179 

С ним все работаает. Но подходит он только для 01 серии устройств.

3. Конвертер напряжения. Для питаание ESP модулей нужно постоянное напряжение 3.0В - 3.6В. В идеале 3,3В.
Запитать можно от акумуляторов, батареек или от сети, преобразовав переменный ток 220В в постоянный. В любом случае понадобится дополнительный конвертер ибо ни с помощью батареек ни от сети получить идеальные 3.3В не получится.
Например литий-ионный акумулятор дает при полном заряде до 4.2В. Такое напряжение скорее всего убъет модуль. 3 батарейки по 1.5В, соответственно дают 4.5В. Поэтому и нужен конвертер, чтобы снизить напряжение до нужного в  3.3В. Кстати забегая вперед скажу, что у меня от одного литиевого акума,  счема отработала всего 6 часов. Маловато как-то. С батарейками тотже результат (3*1.5В).
Так что лучше всего взять источник постоянного напряжения работающий от сети. Если источник выдает 5В, то вам вполне подоидет вот такой конвертер:

5V To 3.3V DC-DC Step-Down Power Supply Buck Module AMS1117 800MA

В спецификации указано, что максимальное входное напряжение для данного конвертера - 10В. При более высоком входном напряжении, можно использовать допустим вот такой понихзющий конвертер:
https://www.amazon.com/RioRand-LM2596-Converter-1-23V-30V-1Pcs-LM2596/dp/B008BHAOQO

 Step- down converter

4. Датчик тмпературы и влажности DHT22 (AM2302). Довольно-таки знааменитый датчик. Информации по нему полно.

DHT22 (AM2302)

5. Источник питания.
Я планирую использовать импульсный блок питания на 12В. Тоесть я уже пробовал такой подключать. Купил блочек который монтируется на реику в электрощитке. Но почему-то при подаче на него напряжения в 220В, вщитке выбивает реле утечки. Толи блочек бракованный, толи я чего - то не знаю.
Пока подключил схему от 12В акумулятора.
6. Провода, выключатель, корпус и т. д.

В следующей части речь поидет о програмном обеспечении, нужном для реализации проекта :).

Опыт экспуатации в сезоне 2016

В нашей теплице мы использовали перегнивший и термически обработаный конский навоз. Дорогова - то, но зато качественный. Выглядит как рассыпчатый чернозем и почти не имеет запаха. Т. к. навоз прошел термическую обработку, в нем не осталось сорняков и личинок вредителей. на теплицу ушло где - то 10м3. Также использовали агроперлит (2 мешка).

В результате грунт получился рассыпчатый, сорняков почтине было. Вода на поверхности не застаивалась. 

Что бы сделать полив более экономичным и эфективным, растения сажали в своеобразные "горшочки".

Поливая в горшочки, вода уходит туда куда надо и зря не разливается по поверхности. Такой вариант не очень подходит для капельного полива, разве что заглубить горшочки побольше и пустить сверху шланг капельный. Вообщем тут еще будем думать.

Так как дочька очень любит помидоры шери, то их и посадили. К сожалению урожай был не слишком большим. Видимо сказался недостаток опыта и времени. Помидоры на нашем грунте росли как бешенные и жена просто не успевала их подрезать и ощипывать. А учитывая что все сорта были "высокие", то и вымахали под самую крышу.

Сорта садии такие:

Black cherry - вкусные, но их было мало.

Golden Cherry -вкусные и урожай неплохой был

Yellow pearshaped - давали много отростков, не успевали обрезать, кусты не формировались, урожай был слабый.

Lauko - литовский сорт, вкусные, росли хорошо.

Какие сложности возникли...

1. Обрезка. Ни подвязать ни обрезать толком не получалось, т. к. жутко быстро росли эти кусты. А приезжали мы раза 2-3 в неделю. 

2. Далее, полив. Таскали лейками или из шланга поливали - в ручную. Когда в теплице около 40 - это трудно. В этом году постараюсь сделать автоматический полив. 

3. Как я уже упоминал, ощущается недостаток вентиляции - температура в теплице днем слишком высокая.

4. Еще обнаружился такой конструктивный недостаток - в дверь узковата, тачка не проходит. надо было делать шириной каких 70см, а у меня 50 если не ошибаюсь.

Вот как - то так. Вспомню еще - напишу.

Кстати об отоплении теплицы. 

К следующему сезону, как я уже упоминал, планирую сделать вентиляцию грунта. Теплый воздух из теплицы, будет прогонятся по трубам закоппанным в грунт, и таким образом его нагревать днем. А ночю соответственно уже грунт будет отдавать тепло воздуху в теплице. По идее весной это позволит начать посев ранше, а осенью позже закончить сезон. Но эту систему нельзя назвать отоплением теплицы. Подогрев - так скажем.
В принципе если доидут руки и хватит мозгов, то будет и отопление :). Рассматривал пару вариантов, как то: солнечний коллектор и обогрев инфракрасными нагревателями. Солнечний коллектор откинул, так как решил что для меня это слишком сложно и долго. Да и присмотр за такой системой отопления нужен,в отличии от инфракрасных нагревателей. Но может кому-то как раз идея с коллектором болше понравится, поэтому вот вам ccылка на хорошую статью про такой способ обогрва теплицы:
http://parnikiteplicy.ru/otoplenie-i-osveshhenie/solnechnaya-dlya-vysokix-urozhaev.html

Активная вентиляция в теплице

Для активной вентиляции использую 3 канальных вентилятора, мощностью по 300м3/час. Один работает на вдув, 2 - выдувают взодух. 

Сначала поставил один на вдув- поиграться, посмотреть как работает.

VAGNER SDH

Взиал украинский VAGNER SDH. Стоил дешево. Но не понравился. Работает громко, держателя в комплекте нет. Пришлос думать как крепить. Присобачил обычным большим хомутом металлическим. На фото видно.

Довольно-таки быстро стало ясно что одного вентилятора не хватает.   Где-то в и-нете вычитал, что aктивная вентиляция будет эфективна тогда, когда за одну минуту будет полность менятся воздух в теплице. В моем случае должно быть около 1000м3/час. Пытался искать вентиляторы которые позволили бы прогнать такое колличество воздуха за час. К сожалению в Литве за приемлемые для меня деньги, таких не нашлось.
На выдув работают два испанских вентилятора CATA. Работают тихо, в комплекте есть держатели. Монтируются легко.
По началу для управления вентиляторами использовал китайский контроллер купленный на ebay. У него два релеиных выхода. В комплекте цифровой датчик влажности / темперауры (в одном флаконе корпусе).
Вот такой контроллер.

Установил я контроллер в самой теплице, в обычную пластмассовую распределительную коробку.

Думал использовать датчик влажности для управления поливом, но оказалось что для этой цели датчик надо устанавливать в почву. Данный датчик защиты от влаги не имеет, поэтому от такой затеи пришлось отказаться.
К сожалению контроллер отказался нормальн работать. Юзал я его месяца 2, и редко когда он отрабатывал сутки не выкинув ошибку. В инструкции на него никакой информации насчет ошибок не нашлось.
Со временем начал подозревать что установка контроллера внутри теплицы была не самым умным решением. Начал думать как бы и во что установить данный девайс снаружи (электрический щиток теплицы, оказался мал). Думал уже вешать еще один электрощиток, и тут мне совершенно случааино на глаза попался другой контроллер температуры
Вот такое чудо чудное, монтируемое на DIN крепление.

Само устройство вроде как в Польше произведено, а вотинструкция почему-то из Беларуси. Ну не суть важно. Тут тоже два релейных выхода. Также можно подключить два датчика. Есть возможность управлять релейным выходом по разнице температур от датчиков. Пока правда не придумал как это фичу можно использовать в моем случае.
Брал контроллер и датчики тут: www.ratechna.lt .

Собственно сам датчик темппературы.

 Второй пока на улице повесил, но как я уже упоминал, не знаую как его использовать.

Когда снимал предыдущий контроллер, обнаружил в коробке, которую использовал как корпус - конденсат. Думаю именно конденсат был источником ошибок.
Сам контроллер установил в электрический щиток у входа в теплицу.

Конроллер настроен таким образом что включает вентиляторы когда температура поднимается выше 25, и выключает когда температура падает до  22.
На данный момент на мой взглиад вентиляция недостаточна. В солнечний день, если на улице под 30, то в теплице около 45 градусов.
Дальше буду делать вентиляцию почвы. Именно для этого, как вы помните, в грунт были уложены трубы. Это должно позволить днем еще немного снизить температуру за счет того что воздух проходя по трубам будем охлаждаться почвой, и в свою очередь будет греть теплицу ночью когда почва нагретая за день будет отдавать тепло воздуху в трубах.
Для вентиляции почвы планирую использовать маленькие канальные вентиляторы CATA, мощностью 100м3/час. Начну с двух, по одному на каждие 5 труб (всего труб десять). Посмотрю что получится. 

Вентиляция

Пасивная вентиляция теплицы

Итак как я упоминал ранее, вентиляция преполагается активно-пассивная. Т.е. вентиляторы плюс фрамуги и дверь.

Фрамугу сделал только одну, понадеялся на вентиляторы, и ошибся. Одного окна и дверей для пассивной вентиляции явно мало. Думау  надо бы еще окон наделать.

На фрамугу и дверь поставил механизмы автоматического открывания. При повышении температуры эти штуки открывают фрамугу и дверь. Принципдействия таков: под действием температуры в цилиндре расширяется какое-товещество (масло?), и цилиндр толкает шток, таким образом открывая окно или дверь.

Фрамуга - окно

Механизм на двери.

Подкручивая цилиндр (черный) - можно регулировать температуру открывания где - то от 17 и до 25. Цена одного такого механизма около 22 евро - недешево.

Приоткрытая дверь

После начала эксплуатации, столкнулись с проблемой. Даже при полностью открытых фрамуге и дверях - теплица продуваетсиа плохо, сквозяка не получается. А всио из-за того что теплица стоит близко к дому. Ветер не задувает.

... И так продолжим :)

Монтаж поликарбоната

Поликарбонат на теплицу брал толщиной 6мм. В принципе на боковые стенки вполне можно было и 4мм ставить, но решил не заморачиваться и взял 6мм. Листы стандартные 6*2,10м.

Мнтируется поликарбонат так:
1. Вырезаем кусок нужного размера. В принципе можно обычным острым ножом с острым лезвием, навроде ножа для резки бумаги.  Но 6мм поликарбонат резать уже неудобно. Гораздо удобнее воспользоватья электролобзиком - быстро и ровно получатся. Резать на минимальной скорости.

 2. Прикладываем лист по месту, и сверлим в нем отверстие, которое должно быт шире где-то на 1,5 -2мм чем саморез. У поликарбоната довольно-таки большой коеффициент теплового расширения, тоесть при перепадах температур, он может сильно "гулять". Если использовать как я 5мм саморезы, то отверстие должно быть где -то 6,5-7мм.
3. Крепим поликарбонат.
 Я использовал специальные саморезамы, которые для крепежа поликарбоната и предназначены. А "специальность" их в том что используются силиконовые прокладки.

Я брал вот такие саморезы. Ну других просто нет у нас на рынке в Литве.

Kрепил листы каждые 20 - 30 см, в зависимости от места.

Главное вкручивая саморез, его не пережать, ибо можно повредить поликарбонат. Тогда в соты начнет попадать влага, могут и насекомые завестись. Или при резкой смене температуры, поликарбонат может перекосить, если его пережать.
Монтируется поликарбонат таким образом, что соты ориентированны вертикально. Нивкоем случае нельзя соты располагать горизонтально (ну разве что совсем маленкие куски - в дверях например).
Между собой листы поликарбоната соединяются пластиковыми профилями.

\Профиль для соединения листов поликарбоната

Открытые соты с вверху листа заклеиваются клеикой лентой, чтобы внутрь не попадала вода.
Так как в сотах скапливатся конденсат, который надо куда-то девать, низ листа заклеивается "дышащей" пленкой, которая пропускает влагу.

                                         Армированная фильтрующая клеикая лента

Также советую поверх пленки надеть П профили.

Профиль П формы

Получилась воттакая тепличка.