ESP32 Bluetoothi tagasivooluahi: 6 sammu

2024 Autor: John Day | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2024-01-30 08:49

Selles õpetuses näitan teile, kuidas ehitada oma traadita tagasivooluahi, et saaksite oma köögis kvaliteetseid trükkplaate kokku panna, ilma et peaksite muretsema nuppude käsitsi keeramise pärast ja muretsema, kui teie lauad lähevad liiga kuumaks! Vähe sellest, kasutame ka ESP32 sisseehitatud Bluetooth Low Energy (BLE) funktsionaalsust (sest mida muud kasutaksite 2018. aastal), samuti lisamoodulit, mille olen ehitanud avatud -allika tagasivoolu juhtimise ökosüsteem nimega "Reflowduino". Samuti programmeerime kõike Arduino IDE keskkonnas ja kasutame eelmises õpetuses õpitut, et kontrollida kohandatud Androidi rakendusega uuesti voolamise seadistust. Olen oma Reflowduino Githubi lehel esitanud kõik kujundusfailid, näiteks Arduino visandid, demorakenduse ja projekti viki (palju teavet!).

Kui te pole seda veel teinud, vaadake seda õpetust, kuidas kasutada ESP32 Bluetooth Low Energy funktsiooni koos Arduino IDE-ga ja luua kahepoolne side kohandatud Android-rakendusega, kuna sellel on palju asjakohast teavet selle kohta, mida me siin käsitleme.. Kui te aga ei hooli Bluetoothi ja rakenduse sisemisest toimimisest, jätkake lugemist ja ma näitan teile, kuidas oma tagasivooluahju valutult tööle panna! Minu eesmärk selle õpetuse jaoks on muuta see lühikeseks ja magusaks, edastades samal ajal põhisõnumid!

Ohutusest loobumine

Kui olete elektroonika algaja või teil pole võrgupingega töötamiseks vajalikku kogemust, soovitan teil sellega mitte segi ajada, konsulteerida professionaaliga või jätkata õppimist seni, kuni olete piisavalt vilunud! Ma ei vastuta ebaõnnestumiste eest, mis võivad tekkida Reflowduino või sellega seotud komponentide või elektrisüsteemi (sh võrgutoite) väärkasutuse tõttu. Vajadusel võtke kasutusele kõik ettevaatusabinõud, näiteks kindad ja sertifitseeritud kaitseprillid. Lisaks ei ole soovitatav kasutada sama seadet PCBde tagasivooluks ja ka toiduvalmistamiseks, mis võib põhjustada toidumürgitust, eriti pliiga jootmisel. Te vastutate oma tegude eest täielikult ja teete neid omal vastutusel!

Sellega alustame!

Samm: koguge osi

Selle õpetuse jaoks vajate järgmisi komponente:

• DOIT ESP32 arendusplaat
• Mikro -USB -kaabel (koodi üleslaadimiseks ja ESP32 arendusplaadi toiteks)
• Reflowduino32 "seljakoti" moodul ESP32 arendusplaadile
• Röstiahi (lisateabe saamiseks lugege allpool olevaid kommentaare)
• K-tüüpi termopaar (kaasas Reflowduino32)
• Sidekicki releemoodul (kaasas raskeveokite C13 toitekaabel)
• 2x isas-mees Duponti hüppaja juhtmed (Reflowduino32 ühendamiseks releemooduliga)
• Väike lameda peaga kruvikeeraja (kruviklemmide pingutamiseks)

Peamised koostisosad on siin ESP32 arendusplaat, Reflowduino32 ja Sidekicki releemoodul ning loomulikult röstriahi ise. Selgitan lühidalt iga üksust allpool:

ESP32 Dev Board + Reflowduino32

Praegu on Reflowduino32 mõeldud ühendamiseks ESP32 arendusplaadiga, nii et arendusplaadil peab selle toimimiseks olema õige päistevahe ja otsikud. Olen kavandanud Reflowduino32 seljakoti spetsiaalselt "DOIT" ESP32 arendusplaadi jaoks, kuna märkasin, et see oli Internetis kergesti kättesaadav ja tundub olevat laialt kasutusel. Kui aga leiate mõne teise ESP32 arendusplaadi, millel on samad pistikud ja tihvtide vahekaugused, siis andke mulle sellest teada, sest see peaks ka toimima!

Röstri ahi

Peaks olema üsna ilmne, mida see asjade suures plaanis teeb, kuid see ei pruugi olla nii ilmne, millist tüüpi ja mudelit valida. Isiklikult testisin seda odavat Walmarti röstriahju, mille võimsus on 1100 W ja mis on üsna üldine. Ma arvan, et kõik üle 1000 W peaks olema harrastajate jaoks piisav, kuid on teatud kaalutlusi. Peamised asjad, mida rösteris otsida, on võimsus (eelistatavalt> 1000 W), suurus (mitu lauda soovite sinna mahutada?), Salve konfiguratsioon (kas sellel on kena ja tasane kandik, mida saab kasutada kas trükiplaat on sisse lülitatud?) ja kas see on konvektsiooniga röstriahi või mitte (võib -olla küpsetate suuremaid lauapartiisid ja soovite ühtlasemat temperatuuri jaotust kogu ahjus?). Kõik need tegurid sõltuvad tõesti teie isiklikust rakendusest, kuid minu jaoks töötas odav, üldine Walmarti röster suurepäraselt.:)

Võite küsida, kuidas on kuumutusplaatidega? Minu arvates hoiaksin ma kuumutusplaatidest eemale, sest neil on tavaliselt suur soojusmass. See tähendab, et need soojenevad ja kuumenevad isegi pärast väljalülitamist hästi. See muudab selle täpseks temperatuuri reguleerimiseks tõesti ettearvamatuks, kuna temperatuur võib ületada suuri koguseid ja kahjustada teie plaatide haavatavaid komponente. Põhimõtteliselt kaotaks kuumutusplaadi kasutamine tagasivoolukontrolleri kasutamise eesmärgi.

Relee moodul

Temperatuuri kontrollimiseks peame röstrit sisse ja välja lülitama vastavalt temperatuurile, mida loeme termopaarist. Kuid röstriahi on vahelduvvoolu seade ja on suhteliselt suure võimsusega (120 VAC rösterid tõmbavad tavaliselt umbes 8-10A), seega peame veenduma, et suudame seda korralikult juhtida ilma releed üle koormamata. Teine kaalutlus on relee juhtimispinge. Enamik harrastajate releesid (Arduino-ühilduv), mis on võimelised lülitama suurt voolu, on mõeldud 5 V sisendite jaoks, kuid selles õpetuses käsitleme ESP32, mis töötab 3,3 V pingel. See tähendab, et keskmine Joe releemoodul ei pruugi meie jaoks töötada. Kui soovite siiski kasutada muud releemoodulit, olen välja töötanud funktsiooni, mille abil saate muuta relee juhtimispinget vaikeväärtuselt 3.3V ESP32 arendusplaadi "VIN" pingele, mis vaikimisi on ~ 5V kui toidetakse USB kaudu. Kuid teoreetiliselt saate selle väljastpoolt toita millegi kõrgema kui 5 V, näiteks 9 V, ja siis on relee juhtimispinge 9 V. Nagu öeldud, ei vaja te tavaliselt midagi üle 5 V.

See on osaliselt põhjus, miks ma lõin Sidekicki releemooduli, suure võimsusega tahkis-relee, mis on võimeline vahetama mis tahes seaduslikku 120 VAC seadet ja ilma klõpsamismüra (tahkis-olek) nagu traditsioonilised releed! Sellel on ka väga turvalised ja mugavad pistikud ning seadme, mikrokontrolleri ja võrgutoite (vahelduvvoolu seinakontakti) hõlpsaks ühendamiseks, nii et ma kasutan seda siin. Lahe osa on see, et sa ei pea isegi röstriahju avama, et seda juhtida!

Samm: riistvara seadistamine

Kontrollimõisted

Tõepoolest, kontseptsioon on üsna lihtne: lõppkokkuvõttes on meie eesmärk kontrollida röstriahju temperatuuri. Selleks peame röster -ahju perioodiliselt sisse ja välja lülitama releemooduliga, mis on analoogne PWM -iga, kuid selle tõeliselt aeglane versioon (iga kord, kui aken on 2 sekundit, nii et see võib olla sisse lülitatud 1,5 sekundit ja välja lülitada 0,5 sekundit). Relee juhtimiseks peame andma relee juhtpistikutele korraliku pinge (loogika HIGH = ON, LOW = OFF). Meie puhul ühendame lihtsalt kaks relee juhtimissisendit Reflowduino32 releekruvi klemmiga. Põhjus, miks me ESP32 digitaalseid kontakte otse releega ei ühenda, on see, et relee tõmbab korraliku voolu (võrreldes sellega, mida IO -tihvtid saavad hakkama) ja me ei taha ESP32 üle koormata. Reflowduino32 sisaldab MOSFET madala külje lülitust ja suudab taluda üle 200 mA voolu, säästes seega ESP32 tihvte võimalikest kahjustustest.

Põhimõtteliselt järgige lihtsalt ülaltoodud ühendusskeemi "Reflowduino32 + Sidekick Control" ja teil on hea minna!

Röstri ahju nupud

Uskuge või mitte, see on selle õpetuse oluline osa! Kui te siin tähelepanu ei pööra, mõtlete, miks teie röster ei lülitu sisse, isegi kui järgite kõike muud ideaalselt. Miks? Noh, selleks, et saaksime rösterit väljastpoolt juhtida (selle toitejuhtme kaudu) seda avamata, peame röstri tegema nii, nagu oleks see alati sisse lülitatud, kui ühendaksime selle otse seinaga. Kuna röster lülitub relee kaudu, saame seda juhtida, kui röster on välja lülitatud, kuid kui röster on mõnikord sisse lülitatud või mõnikord välja lülitatud, kui relee on aktiivne, siis seadistame end ebaõnnestumiseks. Seetõttu peame esimese asjana röstri nupud sisse seadma. Enamikul röstriahjudel on kolm nuppu: üks temperatuuri, teine küpsetamise seade ja teine taimer. Peate tegema järgmist.

• Maksimaalne temperatuur (me ei taha, et meie tagasivooluprotsess peatuks poolel teel!)
• Seadke küpsetusvalikuks "Küpseta" või mis iganes paneb kõik küttefilamentid sisse lülituma!
• Maksimeerige taimer välja või minu röstri puhul keerake taimerinupp asendisse "Stay on", et see kunagi välja ei lülituks!

Pärast seda ühendage röstri toitejuhe pistikupessa ja peaksite seda kuulma ja nägema. Bingo! Kui te kardate, et lülitate nupud kogemata valesti, liimige need kuumalt oma kohale, et need kunagi ei liiguks!

Nüüd, kui meie röster on toiteallikana alati sisse lülitatud, saame selle koos releega rahuliku südamega sisse või välja lülitada, et see lülitub tõepoolest sisse, kui relee on aktiivne.

Juhtmestiku märkused

Siin on vaid mõned märkused, mis võivad kõike kokku pannes aidata või mitte:

• Esimene asi, mida soovite teha, on ühendada Reflowduino32 seljakott DOIT ESP32 arendusplaadi kuue esimese tihvtiga (nii et kruviklemmid oleksid samal poolel kui arendusplaadi mikro -USB). Kui te ei tea, on seljakott konstrueeritud nii, et saate siiski Duponti juhtmed sisestada Reflowduino32 kõrval asuvasse ESP32 arendusplaati, nagu on näidatud ülaltoodud pildil.
• Teine asi, mida tuleb arvestada, on relee sisendite polaarsus. Mõlemad on kruviklemmide kõrval märgistatud, kuid ma tahan säästa teid juhuslikust vahetamisest ja mõtlemast, mis toimub, kui röster ei lülitu sisse!
• Samuti peate ühendama termopaari Reflowduino32 seljakoti kruviklemmiga. Esialgu võib olla raske aru saada, milline traat on mis värvi (kollane või punane), nii et peate võib -olla kasutama oma küüne ja eemaldama isolatsiooni kergelt. Kuid ärge tehke seda jõuliselt, et minimeerida narmendamist!
• Olen lugenud mõnelt inimeselt, et kui te ühendate termopaari vanarauaga nii, et ots puutub kokku trükkplaadi pinnaga, võite saada täpsemaid tulemusi. Kokkupandavate plaatidega sarnase suurusega vanaraua annab termopaarile võrreldava termilise massi ja muudab seega näidud täpsemaks. See on mõttekas, kui mõtlete jahtumisele; ilma jääk -trükkplaadita jahtub termopaari ots palju kiiremini kui kokkupandavad trükkplaadid ja sama on ka kiirema kuumutamisega.
• Sidekicki releemoodulil on toitelüliti. Kui seda rösterit sisse ei lülitata, ei kuumene see! Kuid jätke see praegu välja, enne kui laadime koodi üles ESP32 tahvlile.

Samm: ESP32 Arduino IDE seadistamine

Nüüd, kui olete kogu riistvara seadistanud, vaatame tarkvara, mis on vajalik kõikide tööde alustamiseks.

Märkus. Need allolevad ESP32 Arduino installijuhised pärinevad otse minu eelmise ESP32 Bluetoothi õpetuse 2. sammust. See on üks neist kohtadest, kus ESP32 Bluetooth -funktsioonide kohta lisateabe saamiseks võib olla hea mõte tutvuda selle õpetusega, kui te pole seda juba teinud.

See on üsna ilmne, kuid esimene asi, mida peate tegema, on Arduino IDE installimine. Piisavalt öeldud.

ESP32 paketi installimine

Järgmine asi, mida peate tegema, on installida ESP32 pakett Arduino IDE jaoks, järgides Windowsi või Maci juhiseid. Ütlen, et Windowsi puhul, kui juhised käsivad teil avada "Git GUI", peate allalaaditud lingilt alla laadima ja seadistama "Git" ning kui teil on raske leida rakendust nimega "Git GUI", siis kõik, mida vajate Selleks otsige käivitusmenüüst "Git GUI" ja näete väikest käsuviiba otsiva ikooni (vt ülaltoodud lisatud ekraanipilti). See asub vaikimisi ka kaustas "C: / Program Files / Git / cmd / git-gui.exe". Sealt järgige juhiseid ja teil peaks olema hea minna! Märkus. Kui teil on ESP32 pakett juba Arduino IDE -sse installitud, kuid te ei saanud seda pärast BLE -toe lisamist paketile, soovitan minna jaotisse „Dokumendid/riistvara/espressif” ja kustutada kaust „esp32” ning korrake ülaltoodud seadistusjuhiseid uuesti. Ütlen seda seetõttu, et puutusin kokku probleemiga, kus isegi pärast juhiste allosas oleva värskendusprotseduuri järgimist ei ilmunud BLE näiteid Arduino IDE jaotises „Näited ESP32 arendusmooduli näidetes” jaotises „Näited”.

ESP32 test

Arduino IDE -s peaksite esimese asjana minema tööriistade / tahvli juurde ja valima sobiva tahvli. Tavaliselt pole tegelikult vahet, kumma valite, kuid mõned asjad võivad olla plaadispetsiifilised (tavaliselt GPIO numeratsioon ja muud sellised), nii et olge ettevaatlik! Valisin oma tahvli jaoks "ESP32 Dev Module". Samuti jätkake ja valige õige COM -port pärast plaadi ühendamist arvutiga USB -kaabli kaudu.

Et kontrollida, kas ESP32 installimine läks hästi, minge jaotisse Fail / Näited / ESP32 BLE Arduino ja peaksite nägema mitmeid näidisvisandeid, näiteks "BLE_scan", "BLE_notify" jne. See tähendab, et Arduino IDE -s on kõik õigesti seadistatud!

Nüüd, kui Arduino IDE on kõik seadistatud, kontrollige, kas see tõesti töötab, avades Blink -näite jaotises Fail -> Näited -> 01. Põhitõed -> Blink ja muutke kõik "LED_BUILTIN" eksemplarid väärtuseks "2" (GPIO vaikenumber, mis juhib DOIT ESP32 dev tahvli LED -i). Pärast eskiisi üleslaadimist peaksite nägema, et sinine LED vilgub iga sekund!

Samm 4: Reflowduino32 demo visand

Raamatukogu seadistamine

Nüüd, kui teil on ESP32 Arduino pakett installitud, minge Reflowduino Githubi hoidlasse ja laadige alla visand Reflowduino_ESP32_Demo.ino. (Kui proovite seda avada, küsib Arduino teilt, kas soovite luua visandiga sama nimega sisaldava kausta, millisel juhul klõpsake selle avamiseks nuppu "Jah"). See visand on põhjalik tagasivooluahi demo, mis loeb termopaarilt temperatuuri, saadab need näidud perioodiliselt kohandatud Androidi rakendusele (mainitud järgmises osas), juhib releed (ja lõpuks rösterit) vastavalt PID -juhtimisele ja võtab vastu käsklusi rakendusest. Kõik see ESP32 -l! Päris kena jah?

Selle visandi koostamiseks vajate järgmisi teeke:

• Adafruit MAX31855 raamatukogu
• Arduino PID raamatukogu

Installige need teegid ja kontrollige, kas Reflowduino32 visand kompileerib, ja laadige see seejärel üles oma ESP32 arendusplaadile!

Reflow seaded

Koodi ülemise osa lähedal on hunnik #define ridu. Need on asjad, mida saate vastavalt oma vajadustele muuta. Näiteks võite soovida, et tagasivoolutemperatuur oleks madalam, kui teil on madala temperatuuriga jootmispasta, või kõrgem, kui teil on pliiga jootmispasta. Märkate, et olen lisanud mõned tagasivooluprofiili tüüpilised väärtused ja vaikimisi peaks see hästi toimima madala temperatuuriga pliivaba jootepastaga. Sõltuvalt teie füüsilisest seadistusest võiksite hiljem ka PID -konstandid häälestada (kuigi see pole ilmselt vajalik). Lisateavet jootmispasta ja tagasivooluprofiilide kohta leiate siit Githubi wiki lehelt.

Samm: rakenduse seadistamine

Pärast demo visandi üleslaadimist oma ESP32 -sse peate installimise viimase etapina installima Androidi rakenduse Reflowduino32! Lihtsalt laadige alla ja installige.apk -fail Bluetooth 4.0 või uuema Android -seadmega ja avage rakendus!

Kui Bluetooth pole veel lubatud, palub rakendus teil selle sisse lülitada. Veenduge, et teie ESP32 arendusplaat on sisse lülitatud ja esitusjoonist käitab. Esimene asi, mida peate tegema, on rakenduses Bluetoothi kaudu ühenduse loomine ESP32 -ga, seejärel varsti pärast vasakus ülanurgas olevat nuppu "Ühendatud!" kui paar on õigesti ühendatud, peaksid ekraanil ilmuma temperatuurinäidud. Kui te seda ei tee, kontrollige termopaari ja veenduge, et kruviklemmis on kindel ühendus.

Nüüd on aeg lõbusaid asju testida! Pöörake lüliti Sidekicki mooduli asendisse "sisse" ja vajutage rakenduses nuppu "START". Röstiahju tuli peaks süttima ja te peaksite kuulma, kuidas hõõgniidid teevad nõrka ragisevat häält ja lõpuks näete neid kuumutamisel hõõgumas! Samuti peaksite nägema, et ESP32 arendusplaadil süttib sinine LED, mis näitab, et tagasivooluprotsess on pooleli.

Uuestamisprotsessi jätkudes peaksite nägema, et rakenduses on joonistatud kena tagasivooluprofiil. Kui temperatuur jõuab tagasivoolutemperatuurini, on hea tava avada rösteri ahju uks, et lasta kuumusel väljuda, et plaat saaks jahtuda, vastasel juhul tõuseb temperatuur mõneks ajaks. Klassikalisel Reflowduino plaadil on helisignaal, mis hoiatab teid, millal seda teha, kuid siin peate lihtsalt otsustama vastavalt rakenduses kuvatavale temperatuurile, mis pole raske.

Pärast seda, kui plaat on jahtunud teatud piirini (vaikimisi 40 *C, kuid saate seda koodis muuta), loetakse tagasivooluprotsess lõppenuks ja sinine LED kustub ning rakendus salvestab tagasivoolu andmed faili oma telefoni, et saaksite selle Excelisse importida. Lisateavet salvestatud andmete Excelisse importimise kohta leiate siit Githubi wiki lehelt.

See on päris palju!