ServoTermômetro: 6 etapas

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificação: 2024-01-30 11:38

Este é um display analógico de temperatura construído a partir de um sensor digital ds18b20, um mini servo e eletrônicos baseados em um módulo esp-12f

Possui os seguintes recursos.

• Unidade independente contendo eletrônica, servo e bateria
• Boa exatidão e precisão usando sensor digital ds18b20
• LIPO recarregável com carregador embutido
• Corrente quiescente muito baixa (<20uA) para longa duração da bateria
• O servo ligou-se apenas por curtos períodos novamente, proporcionando boa vida útil da bateria.
• Normalmente, o módulo dorme entre as atualizações de temperatura, mas pode ser transformado em um modo não dormir para verificação e configuração
• Upload de dados de configuração e teste de servo da interface da web
• Temperaturas mínimas, máximas, Centígrados. Fahrenheit e intervalo de atualização configurável
• Monitoramento de bateria
• O software pode ser atualizado via interface da web
• Baixo custo

Etapa 1: Componentes e ferramentas necessárias

Os seguintes componentes são necessários

• Servo motor MINI (MG90S)
• Sensor de temperatura Ds18b20
• ESP-12F (módulo esp8266)
• Bateria 18650 LIPO
• Suporte de bateria LIPO
• carregador micro USB LIPO
• Regulador de baixa corrente quiescente LDO 3.3V. Eu usei XC6203
• Resistores 4K7, 10K
• Capacitor de desacoplamento 220uF 6V
• driver de baixo limiar MOSFET do canal n. Eu usei AO3400
• driver de baixo limiar MOSFET do canal p. Eu usei AO3401
• Pequeno pedaço de placa de protótipo pcb
• Deslize o botão liga / desliga
• Botão pequeno (quadrado de 6 mm)
• Fio de engate
• Fita adesiva dupla face
• Design de gabinete impresso em 3D disponível em
• Ponteiro opcional. Usei um ponteiro de relógio sobressalente; uma versão impressa pode ser usada.

As seguintes ferramentas são necessárias

• Ferro de solda de ponta fina
• Pistola de cola quente
• Soco

Etapa 2: Eletrônica

A maior parte da eletrônica é uma unidade de microcontrolador wi-fi ESP8266. Uma pequena quantidade de componentes eletrônicos de suporte é necessária para habilitar o servo motor e regular a bateria para 3,3 V, suportar os sensores e um divisor de resistor para monitorar a tensão da bateria. A alimentação do servo motor é acionada por 2 transistores MOSFET. Eles são ligados um curto período antes de uma atualização do servo ser necessária e deixados por um curto período para permitir que o servo complete seu movimento. A carga é tão leve que o servo não se moverá quando não estiver energizado.

Todos os componentes eletrônicos de suporte, exceto o carregador LIPO, são montados na placa de protótipo pcb. Eu uso componentes SMD para mantê-los tão pequenos quanto possível, mas isso poderia ser feito com componentes lead-thru, pois há uma quantidade razoável de espaço disponível. O carregador LIPO possui uma porta micro USB que pode ser usada para recarregar a bateria. Um interruptor deslizante de energia pode ser usado para ligar e desligar a energia. Os botões permitem substituir o modo de espera ao ligar, o que permite o acesso à web para configuração e controle.

Etapa 3: Montagem

Eu fiz as seguintes etapas de montagem

• Imprimir caixa 3D
• Soldar o fio no interruptor, botão e conector de 3 pinos
• Encaixe a chave, o botão e o conector no gabinete usando uma pequena quantidade de cola de resina para prender
• Instale o servo no lugar. Há espaço suficiente atrás para a passagem da fiação. Uma cunha de papelão pode então ser usada para prendê-lo.
• Fixe o carregador LIPO no lugar. Usei fio através dos quatro orifícios do carregador LIPO para ajustar a altura (2 mm) da base para alinhá-la com o orifício USB. Cola quente no lugar.
• Suporte de bateria, interruptor e carregador deixando folga suficiente nos cabos da bateria para que fique na lateral.
• Faça a eletrônica periférica em um pequeno pedaço de placa de prototipagem.
• Monte a placa de prototipagem na parte superior do módulo esp-12.
• Fiação de conexão completa
• Imprima o mostrador selecionado (e o ponteiro, se necessário) em papel brilhante rígido e recorte.
• Use o furador para criar o furo para o servo
• Anexe o mostrador à caixa com fita adesiva dupla-face
• Anexe o ponteiro ao servo
• Calibre a posição do ponteiro usando o recurso da web para definir um valor de temperatura.

Etapa 4: Software

O software para este projeto está disponível em github

É um projeto baseado em Arduino, então configure um ambiente de desenvolvimento esp8266 Arduino. Você pode querer definir as senhas para WifiManager e atualização de software no arquivo ino para algo mais sensato.

Ele deve ser compilado no IDE Arduino ESP8266 e carregado em série no módulo. É bom conectar o GPIO13 ao GND em seu ambiente de desenvolvimento, pois o software estará em modo contínuo.

O primeiro uso iniciará um ponto de acesso que deve ser conectado a um telefone ou tablet. Veja o código para senha. O navegador no telefone ou tablet deve ser usado para acessar 192.168.4.1, o que permitirá a seleção do SSID e senha wi-fi local. Isso só precisa ser feito uma vez ou se a rede wi-fi mudar. A partir de então, o módulo se conectará à rede wi-fi local, se necessário. O modo normal de hibernação profunda não usa wi-fi. Ele acorda no intervalo de hibernação, lê a temperatura, atualiza o servo e volta a hibernar. A cada 10 leituras, é feita uma leitura da bateria e registrada. Isso pode ser verificado ativando-se no modo Wi-Fi sem suspensão e verificando o arquivo de log.

Alguns arquivos de suporte também devem ser carregados. Eles estão na pasta de dados do git. Eles podem ser carregados acessando ip / upload. Uma vez que eles tenham sido carregados, ip / edit pode ser usado para fazer uploads posteriores de uma maneira mais fácil.

Etapa 5: Operação

Após a configuração, a unidade só funcionará após ser ligada.

Se for ativado com o botão pressionado, vários comandos da web podem ser usados.

• http: / ipAddress / upload dá acesso a um simples upload de arquivo. Usado para inicializar o sistema.
• http: / ipAddress / edit dá acesso ao sistema de arquivamento (por exemplo, para criar uma nova configuração ou acessar qualquer arquivo de log)
• http: / ipAddress dá acesso a um formulário para definir um valor de exibição. Pode ser usado para ajustar o ponteiro.
• http: / ipAddress / firmware para fazer o upload de um novo binário de firmware

Etapa 6: discagem e configuração

O powerpoint contém alguns mostradores de exemplo para uso centígrado ou fahrenheit. Isso permite 15 segmentos, mas a faixa pode ser facilmente ajustada alterando o intervalo do passo. Se mais ou menos segmentos são desejados, então é necessário editar as propriedades do objeto donut. Da mesma forma, as cores de fundo dos segmentos podem ser alteradas.

Os dados de configuração estão contidos em um arquivo chamado servoTempConfig.txt que é mantido no sistema de arquivamento do módulo. Para alterar a configuração, edite o arquivo e carregue-o por meio da interface da web http: ipAddress / edit

Os dados de configuração são apenas valores nas linhas como segue

• nome de anfitrião
• temperatura mínima exibida (nas unidades escolhidas)
• temperatura máxima exibida (nas unidades escolhidas)
• intervalo de sono entre leituras em segundos
• modo de suspensão (0 = ligado continuamente com wi-fi, 1 = sono profundo normal, 2 = ligado continuamente sem wi-fi
• registro de atividades em servoTempLog.txt se registro = 1. As tensões da bateria são sempre registradas.
• unidades de temperatura 0 = Centígrados, 1 = Fahrenheit
• Calibração ADC_CAL para leituras de tensão da bateria.

Certifique-se de que as temperaturas mínimas e máximas estão nas unidades C / F selecionadas.