Termostato del propagador con ESP8266 / NodeMCU y Blynk: 7 pasos (con imágenes)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificación: 2024-01-30 08:44

Recientemente compré un propagador calentado, que debería ayudar a que mis semillas de flores y vegetales germinen más temprano en la temporada. Vino sin termostato. Y como los termostatos son bastante caros, decidí hacer los míos. Como quería aprovechar esta oportunidad para jugar un poco con Blynk, basé mi termostato en una placa de desarrollo ESP8266 / NodeMCU que tenía por ahí.

Para proyectos anteriores, utilicé mucho sitios como instructables.com en busca de inspiración y ayuda cada vez que me atascaba. No es más que justo hacer una pequeña contribución yo mismo, ¡así que aquí está mi primer instructable!

Descargo de responsabilidad: este proyecto funciona con CA 230 V, lo cual es bastante peligroso y cualquier problema puede causarle la muerte. No me hago responsable de ningún daño, lesión o pérdida de la vida. ¡Hágalo bajo su propio riesgo

Paso 1: Lista de cosas que usé

1 nodo MCU V3.0

2 Sensor de temperatura de 1 cable DS18B20

1 módulo de relé

1 pantalla LCD1602 I2C

3 pulsadores de colores

1 estuche 158x90x60 con tapa transparente

1 cargador de teléfono USB de 5 V

1 cable de datos corto USB 2.0 A macho a B macho Micro de 5 pines

1 resistencia de 4,7 kΩ

1 bloque de madera contrachapada impermeable, de unos 10x5x2cm

1 pieza de tubo de plástico blanco, diámetro 12 mm, longitud 16 cm

1 cable de alimentación de 230V con enchufe

1 toma de corriente hembra 230V (2 pines)

1 toma de corriente hembra 230V (3 pines)

1 bloque de terminales de 2 filas de 6 posiciones

1 cable de audio estéreo con conector jack estéreo de 3,5 mm en un extremo

1 toma estéreo hembra de 3,5 mm

2 conectores de prensaestopas M16

1 pieza de metacrilato blanco de aproximadamente 160x90

Y algunos cables de conexión, tubos termorretráctiles, pegamento, cinta adhesiva de doble cara, pintura en aerosol negra, separadores de placa PCB, pernos M3 y taladro de 1,5 mm / 6,5 mm / 12 mm / 16 mm

Paso 2: diseño del termostato

Como se dijo, el termostato se construye alrededor de una placa de desarrollo ESP8266 / NodeMCU.

La temperatura real tanto del suelo como del aire en el propagador se medirá mediante 2 sensores de temperatura. Estos sensores tienen la denominada interfaz de 1 cable, lo que significa que se pueden conectar en paralelo a un puerto de entrada. Como se menciona en esta excelente hoja de datos, el bus de 1 cable requiere una resistencia pullup externa de aproximadamente 5 kΩ. Utilizo una resistencia de 4.7kΩ entre la línea de señal de los sensores y los 3.3V del NodeMCU.

Para poder aumentar o disminuir la temperatura deseada del suelo, se agregan 2 botones pulsadores, así como una pantalla LCD de 16x2 caracteres para proporcionar información sobre las temperaturas actuales y objetivo. Esta pantalla LCD tiene una luz de fondo incorporada. Para evitar que la luz de fondo esté encendida todo el tiempo, decidí agregar un código para atenuar la pantalla después de un tiempo. Para poder volver a activar la retroiluminación, agregué otro pulsador. Finalmente, se agrega un módulo de relé para encender y apagar el cable de calor en el propagador.

La imagen de arriba muestra cómo estos componentes están conectados a la unidad principal.

Paso 3: Hacer el termostato 'Blynk'

Debido a que más adelante necesitamos algunos datos de la aplicación Blynk en nuestro código, primero ocupémonos del negocio de Blynk.

Siga los primeros 3 pasos de las instrucciones de inicio de Blynk.

Ahora cree un nuevo proyecto en la aplicación Blynk. Como nombre del proyecto elegí 'Propagador'. En la lista de dispositivos, seleccione 'NodeMCU', el tipo de conexión es 'WiFi'. Me gusta el tema oscuro, así que elegí 'Oscuro'. Después de presionar OK, se mostrará una ventana emergente que indica que se envió un token de autenticación a su dirección de correo electrónico. Revise su correo y anote este token, lo necesitaremos en el código NodeMCU más adelante.

Toque la pantalla vacía que ahora se muestra y agregue:

• 2 medidores (300 de energía cada uno, es decir, 600 en total)
• 1 SuperChart (900 de energía)
• 1 pantalla de valor (200 energía)
• 1 control deslizante (200 de energía)
• 1 LED (100 energía)

Esto consume exactamente su balance energético gratuito de 2000;-)

Las imágenes de arriba muestran cómo diseñar la pantalla con estos elementos. Al tocar cada elemento, la configuración detallada se puede ajustar (también se muestra en las imágenes de arriba).

Una vez hecho esto, active su proyecto seleccionando el botón 'reproducir'. La aplicación (por supuesto) no se conectará, porque todavía no hay nada a lo que conectarse. Pasemos al siguiente paso.

Paso 4: el código que hace que todo funcione

Ahora es el momento de programar nuestro ESP8266 / NodeMCU. Utilizo la aplicación Arduino IDE para esto, que se puede descargar aquí. Para configurarlo para el ESP8266 / NodeMCU, eche un vistazo a este gran instructable de Magesh Jayakumar.

El código que creé para mi termostato propagador se puede encontrar en el archivo Thermostat.ino a continuación.

Si desea reutilizar este código, asegúrese de actualizar su SSID WiFi, contraseña y su token de autorización Blynk en el código.

Paso 5: construcción del módulo del sensor de temperatura

La base del propagador se rellenará con una capa de arena afilada o arena muy fina de unos 2 cm de espesor. Esto distribuirá el calor inferior de manera más uniforme. Para medir correctamente la temperatura del 'suelo', decidí optar por el sensor de temperatura impermeable DS18B20. Aunque mi propagador venía con un termómetro analógico integrado para medir la temperatura del aire en el interior, decidí agregar otro sensor de temperatura para medir la temperatura del aire también electrónicamente.

Para mantener ambos sensores en su lugar, creé una estructura de madera simple. Tomé un trozo de madera contrachapada impermeable y perforé un orificio de 6.5 mm de lado a lado para sostener el sensor de temperatura del suelo, conduciendo el cable del sensor a través del bloque. A continuación, perforé un orificio de 12 mm en el centro del bloque de madera contrachapada, a aproximadamente 3/4 de la altura total, y un orificio de 6,5 mm desde el costado, a la mitad del bloque, que termina en el orificio de 12 mm. Este orificio contiene el sensor de temperatura del aire.

El sensor de temperatura del aire está cubierto por un tubo de plástico blanco que encaja dentro del orificio de 12 mm. La longitud del tubo es de unos 16 cm. El tubo tiene varios orificios de 1,5 mm perforados en la mitad inferior (donde está el sensor), la mitad superior está pintada de negro. La idea es que el aire en la parte negra del tubo se calienta un poco, sube a la parte superior y se escapa, creando así un flujo de aire alrededor del sensor. Es de esperar que esto conduzca a una mejor lectura de la temperatura del aire. Finalmente, para evitar que entre arena o gravilla, los orificios para los cables del sensor se rellenan con pegamento.

Para conectar los sensores, utilicé un cable de audio estéreo antiguo que tiene un conector jack estéreo de 3,5 mm en un extremo. Corté los conectores en el otro lado y soldé los 3 cables (mi cable de audio tiene un cable de tierra de cobre, rojo y blanco):

- ambos cables negros de los sensores (tierra) van al cable de tierra del cable de audio

- ambos cables rojos (+) van al cable rojo

- ambos cables amarillos (señal) van al cable blanco

Aislé las partes soldadas individualmente con un tubo termorretráctil. También usó algunos tubos termocontraíbles para mantener juntos los 2 cables del sensor.

El módulo de sensor de temperatura completo se muestra en la cuarta imagen de arriba.

Después de completar el módulo del sensor de temperatura, se instala en el centro del propagador calentado con cinta adhesiva de doble cara. El cable se alimenta a través de la abertura existente (que tuve que agrandar un poco para que encaje) en la base del propagador.

Paso 6: construcción del módulo de termostato

El ESP8266 / NodeMCU, la pantalla, el relé y la fuente de alimentación de 5 V encajan perfectamente en la carcasa de 158x90x60 mm con tapa transparente.

Necesitaba una placa base para montar el NodeMCU, la pantalla LCD y el relé dentro de la carcasa. Pensé en pedir una placa base impresa en 3D, así que creé un archivo.stl en SketchUp. Cambié de opinión y simplemente lo hice yo mismo con una pieza de metacrilato blanco de 4 mm. Con SketchUp, creé una plantilla para marcar el lugar exacto para perforar los orificios de 3 mm. Consulte el archivo.skp para ver un ejemplo. Los componentes se montan en la placa base utilizando algunos espaciadores de separación de la longitud adecuada.

Perforé los agujeros para los botones y conectores en los lados de la caja, instalé los botones y conectores y los conecté con cables de diferentes colores para evitar conexiones incorrectas. Conecté cuidadosamente las piezas de 230 V CA. Nuevamente: 230 V CA puede ser peligroso, ¡asegúrese de saber lo que está haciendo al preparar esta parte del proyecto!

La fuente de alimentación de 5 V y el bloque de terminales se mantienen en su lugar en la parte inferior de la caja con cinta adhesiva de doble cara.

Después de conectar los cables al NodeMCU, fue necesario manipular el violín para fijar la placa base en la carcasa con algunos pernos m3.

Acción final: coloque la cubierta transparente en su lugar y ¡listo!

Paso 7: Conclusión

Ha sido muy divertido construir este termostato para mi propagador y hacer un seguimiento de mi progreso construyéndolo y escribiendo este instructivo.

El termostato funciona a la perfección, y controlarlo y monitorearlo con la aplicación Blynk también funciona bien.

Pero siempre hay margen de mejora. Estoy pensando en mejorar el control de temperatura evitando "sobrepasar el objetivo" demasiado. Probablemente echaré un vistazo a la llamada biblioteca PID.

Otra idea: podría agregar una opción OTA 'Over The Air' para actualizar el software NodeMCU sin tener que abrir el estuche cada vez.