Registrador de temperatura Tiny ESP8266 (planilhas do Google): 15 etapas

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificação: 2024-01-30 11:36

Este é um guia sobre como fazer seu próprio, absolutamente minúsculo, registrador de temperatura habilitado para WiFi. Ele é baseado no módulo ESP-01 e no sensor de temperatura digital DS18B20, embalado em uma caixa impressa em 3D com bateria de lítio de 200mAh e carregador micro USB.

É realmente um projeto incrível se feito corretamente, mas um aviso é muito frustrante soldar tudo manualmente e mantê-lo tão pequeno sem quebrar nada e fazer com que o software funcione é muito trabalhoso. Portanto, leia todo o instrutível antes de tentar.

Se alguém construir um, eu adoraria ver e para que você está usando, até agora eu o usei para determinar o ciclo de trabalho do meu AC em um dia típico de verão (50min ligado, 20min desligado) e vou usar para monitorar a temperatura das salsichas no inverno …

Etapa 1: Materiais / Equipamentos

Embora os componentes sejam poucos e o esquema bastante simples, é preciso muito esforço para colocá-los em um formato funcional e funcional …

Os componentes de que você precisa são:

• Um ESP01
• Uma bateria LiPo 200mAh
• Um Módulo Carregador TP4056 LiPo
• Um regulador de tensão HT7333A 3,3 V
• Um sensor de temperatura DS18B20
• Dois resistores SMD 4.7kΩ
• Dois botões minúsculos

As ferramentas / equipamentos de que você precisa são:

• Fio fino isolado (usei fio para enrolar)
• Ferro / estação de solda, solda, fluxo e uma bomba de dessoldagem
• Cortadores / descascadores de fios, pinças
• Um computador
• Uma placa de programação ESP01
• Uma impressora 3D
• Adesivo de supercola / cianoacrilato

Etapa 2: soldagem: o fio Tiny Deep_Sleep

Um dos principais recursos que um registrador alimentado por bateria precisa ter é um modo de baixa energia para que possa durar o máximo possível. O ESP8266 tem o ESP. DeepSleep (); opção, mas requer GPIO_16 para ser conectado ao pino EXT_RSTB (Reset), que infelizmente para nós não está quebrado em um módulo ESP01. Isso significa que precisamos soldar manualmente um fio fino no pino correto no chip SMD ESP8266. Isso é bastante desafiador, mas pode ser feito usando apenas um ferro de solda comum e muita paciência e mãos firmes. GPIO_16 é o último pino na lateral do chip próximo ao capacitor de desacoplamento, já que está na borda, o que torna muito mais fácil soldar. Boa sorte!

Etapa 3: protótipo

Antes de compactá-lo até a eletrônica final para ir no caso, fiz um protótipo usando perf-board. Esta foi uma etapa opcional para verificar se todos os componentes funcionariam juntos, já que será muito mais difícil solucionar o problema uma vez que esteja miniaturizado e dentro de uma caixa apertada. Também pode ser feito facilmente em uma placa de ensaio.

Etapa 4: Programação

Para programar o ESP8266, você pode usar um módulo de programação barato da China com uma ligeira modificação adicionando um botão para conectar o GPIO_2 ao aterramento. Atualizar um ESP8266 está fora do escopo deste instrutível, mas pode ser feito facilmente com o esboço do Arduino encontrado na página GitHub. Certifique-se de instalar o ArduinoJSON e a biblioteca OneWire e, claro, os núcleos ESP.

IMPORTANTE! Não se esqueça de enviar os dados SPIFFS para a placa. O logger não inicializará sem o arquivo de configuração armazenado na memória SPIFFS.

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

Etapa 5: Interwebz: Formulários Google

O back-end de nosso logger será feito com Formulários e Planilhas Google e IFTTT intermediários. Apenas seguir as fotos daqui é a coisa mais fácil de fazer.

1. Faça um novo formulário.
2. Capture a solicitação de resposta do formulário com as Ferramentas do desenvolvedor do Google Chrome.
3. URL de solicitação de nota e dados de solicitação
4. Conecte o Formulário à atualização automática do Planilhas Google
5. Adicionar gráficos às planilhas

Etapa 6: Interwebz: IFTTT Webhooks

Realmente, siga as fotos passo a passo neste ponto.

1. Crie um novo miniaplicativo IFTTT
2. Selecione o gatilho como um evento de solicitação de Webhook e anote o nome do evento.
3. Selecione a ação para ser uma solicitação de Webhook.
4. Cole o URL de solicitação das Ferramentas do desenvolvedor do Formulários Google.
5. Defina o método de solicitação para POST
6. Defina o tipo de conteúdo como 'application / x-www-urlencoded'
7. Cole os dados brutos da solicitação das Ferramentas do desenvolvedor do Formulários Google.
8. Encontre os campos de temperatura e tensão e substitua por 'Ingredientes'; Valor1 e Valor2.
9. Conclua o miniaplicativo.

Etapa 7: Interwebz: configure seu registrador

Acompanhe as fotos …

1. Visite a documentação do IFTTT Maker Webhooks aqui:
2. Copie o URL do acionador, após inserir o nome do evento.
3. Entre no modo de configuração em seu TinyTempLogger segurando o botão de configuração e pressionando o botão de reinicialização, conecte-se ao ESP_Logger e abra 192.168.4.1
4. Insira seu URL, divida em Host e URI
5. Insira 'valor1' e 'valor2' como os nomes dos parâmetros.
6. Clique em salvar e reiniciar.

Seu logger agora deve ser capaz de postar dados no Planilhas Google, por meio do relé IFTTT.

Etapa 8: Solda: bateria, carregador e regulador

Nesse ponto, você deve ter um protótipo totalmente funcional na placa de ensaio / placa de desempenho. Durante as próximas etapas, soldaremos todos os componentes no estilo de bug morto, no menor formato possível.

Comece soldando a bateria, o regulador e o carregador um ao outro, de acordo com o esquema.

O esquema também pode ser encontrado na página do GitHub.

Etapa 9: Solda: remova os cabeçotes dos pinos

IMPORTANTE! Antes de remover os cabeçotes de pino, certifique-se de ter atualizado o programa e o SPIFFS e prototipado o circuito e confirmado que ele funciona! A memória piscando após esta etapa será uma dor!

APENAS PROSSEGUE se o circuito estiver totalmente funcional como um protótipo.

Remover os cabeçotes dos pinos é um pouco desafiador, minha estratégia é simplesmente aplicar fluxo e tentar aquecer todos os pinos de uma vez com solda, usando uma pinça para retirá-los. Então eu uso a bomba de solda de baixo e o ferro de cima para derreter a solda que está presa nos orifícios e sugar. Tenha cuidado para não quebrar o delicado fio do sono profundo.

Etapa 10: Solda do resistor SMD, alterando a corrente do módulo do carregador

Antes de usarmos o módulo de carregamento LiPo com nossa pequena bateria de 200mAh, precisamos modificá-lo. Por padrão, esses módulos carregam a célula a 500mA, que é muito alto para baterias pequenas. Alterando o resistor de ajuste de corrente SMD de 1,2kΩ (122) para 4,7kΩ (472), podemos diminuir a corrente para ~ 150mA. Dessa forma, nossa célula vai durar mais.

Etapa 11: Solda: Botões

A primeira coisa que eu soldei no ESP-01 foram os botões de pressão, eu apenas usei botões de arame fino 'wrapping' e de montagem em superfície, basta seguir o esquema e manter tudo o mais pequeno possível.

Etapa 12: Solda: DS18B20

Em seguida, soldei o sensor de temperatura DS18B20, primeiro cortei seus fios e soldei um resistor de 4,7kΩ de montagem em superfície entre os pinos VCC e DATA, então foi apenas seguir o esquema para conectá-lo ao ESP.

Etapa 13: Solda: Anexe tudo junto

A última coisa que faltava fazer em termos de soldagem era juntar os fios de força que vinham da bateria para o ESP, então a soldagem estava finalmente feita!

Etapa 14: Tempo de impressão 3D e montagem final

Para finalizar a montagem depois de certificar-se de que tudo ainda funcionava após a soldagem, era hora de imprimir o gabinete em 3D. Comecei medindo as dimensões e fazendo o modelo no Fusion 360, a menos que você tenha conseguido fazer o seu tão pequeno ou do mesmo tamanho que o meu, talvez seja necessário ajustar o modelo do Fusion 360. Caso contrário, os STLs para a parte superior e inferior do gabinete e os pads de botão estão prontos para impressão. Usei o Cura para fatiar com resolução de 0,1 mm, preenchimento de 20%, filamento ABS e "Imprimir paredes finas" habilitado. Certifique-se de habilitar isso ou então a junção fina que alinha as duas metades da caixa não será impressa.

STLs e arquivos do Fusion 360 estão no GitHub.

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

Depois de imprimir, foi só um caso (trocadilho intencional) de enfiar tudo dentro dele e fechá-lo com super cola. É um ajuste muito apertado e vai exigir muita paciência. Eu recomendo algo como Scotch Weld porque é um pouco mais espesso, a super cola tende a ser bem fina e cobre tudo e gruda em todos os lugares (incluindo os dedos).

Etapa 15: Concluir

Aí está, um registrador de temperatura habilitado para WiFi absolutamente minúsculo. Boa sorte se você tentar montar o seu próprio e muita paciência para fazer essas coisas pequenas, mas ainda funcionais.