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利用ESP8266與米思齊從零制作模拟溫室大棚--硬體篇一、确定功能二、選擇硬體

注:此文章僅涉及硬體,不涉及接線,接線部分請看《接線篇》

一、确定功能

作為溫室大棚,首先我們為它确定幾個最基礎的功能:

1.溫濕度檢測

2.溫濕控制系統

3.資料顯示

4.水位檢測及警報

5.總控系統

6.電源

7.其他(可根據自己需要添加)

二、選擇硬體

對于硬體的選擇,可以根據功能需求選擇對應的傳感器和執行元件

1.溫濕度檢測

我選用的是DHT11溫濕度傳感器子產品(拼多多連結: 拼多多),參考價格為6元左右。

該傳感器為三線制,即有三處可連線,分别是VCC、GND、DATA,其中DATA為數字輸出,可以與ESP8266數字引腳相連,測量的溫度範圍是0~50℃,濕度測量請根據實際序列槽輸出資料判斷。建議使用3.3~5V電壓控制,一般帶有電源訓示燈,訓示燈亮起則說明元件正常工作。

利用ESP8266與米思齊從零制作模拟溫室大棚--硬體篇一、确定功能二、選擇硬體

 圖一

2.溫濕控制系統

我選用的是普通LED燈帶(拼多多連結:拼多多)模拟熱源,參考價格為7~8元;風扇(拼多多連結:拼多多)模拟散熱與降溫,參考價格為7~28元。然後用水泵(拼多多連結:拼多多)在濕度過低的時候進行噴灑,價格在7元左右。

(1)燈帶

普通LED燈帶一般為USB接口,且長度較長,但我們可以根據自己所需要的長度來剪裁。注意剪裁時要注意剪裁口,一般有特殊指引,圖二中紅框處的黑線為剪裁口,請盡量沿黑線剪裁。剪裁後獲得的燈帶一般需要将線的銅絲部分焊接在紅框内黃色銅片部分上,所焊線可以根據自己的需要選擇。(若無焊接工具,可以用普通LED小燈泡代替燈帶,如圖三)無論是燈帶或是普通LED燈泡,均為兩線制,即電源正極與負極,建議将正極一端與ESP8266數字引腳相連,便于控制。推薦電壓為3.3~5V,過高容易導緻LED發熱嚴重,造成安全事故。

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圖二

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 圖三

(2)風扇

風扇的大小可根據自己的實際需求而定,個人推薦在考慮成本的情況下盡量選用較為安全且便于展示功能的款式,我選擇的是5V、邊長4厘米厚度1厘米的款式,同樣其也為兩線制,一邊接電源正極,一邊接電源負極。具體接線請看《接線篇》内容。

(3)水泵

水泵是兩線制設計,但理論上使用時可以不分正負極。當水泵工作時,靠近邊緣的水口為吸水口,靠近中心的水口為出水口,使用時注意不要将水管對着電子元件使用,容易造成短路等危險。水管的長度可以自己根據需求剪切,但不宜過短,水管過短難以固定,容易導緻水管在抽放水時不受控制,同時還需注意水管的彎折,若彎折處的管内徑過窄容易導緻抽放水困難,損傷電機。

3.資料顯示

我選用的是0.96寸的OLED顯示屏(拼多多連結:拼多多)将溫濕度、水位檢測的資料顯示在上面,參考價格為15~30元。

OLED最好選用四線制的版本,尤其注意最好選擇已焊上針腳的版本,若隻是為了興趣,建議最好還是不要自己焊接,一方面焊接時容易受傷,另一方面容易不小心将顯示屏燒壞。其四線制的四線分别為:VCC、GND、SCL、SDA,其中VCC、GND為電源線,SCL為時鐘信号線,SDA為資料信号線,一般将兩條信号線連接配接ESP8266數字引腳即可(此處說明僅做參考,若有興趣了解,可參考此文章:中景園電子0.96寸OLED使用文檔新手必看V2.0.pdf)。電源連接配接建議3.3V左右。

4.水位檢測及警報

我使用的是水位傳感器(拼多多連結:拼多多)檢測水位,價格在3塊左右,當水位不足的時候則由一個無源蜂鳴器(拼多多連結:拼多多)發出警報,價格在4元左右。

(1)水位傳感器

水位傳感器一般為三線制接口,為電源正負極和信号口,一般接3~5V電壓即可。由于其輸出的是模拟信号,是以信号口接ESP8266的A0端口,使ESP8266可以接收來自傳感器的模拟信号,可以根據使用者的實際需求設定水位報警的值,由于是模拟信号,其資料範圍則為0~1023。不過使用時請注意水位檢測的有效範圍隻為豎條包錫部分(如圖四藍框部分),超過此範圍檢測無效,還請多多留意,以免浸到電路部分導緻短路。

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 圖四

(2)蜂鳴器

蜂鳴器也是三線制,除去電源正負極還有一個I/O端口,I/O端口與ESP8266數字引腳連接配接即可。當水位傳感器感應到水位低于某個預設好的水位值時,蜂鳴器就會相應的發出警報。在測試調試的時候,建議先将蜂鳴器的電源線摘下,以免在不放水測試時遭受蜂鳴器的持續噪音,且蜂鳴器長時間工作也容易發熱,會對元件有一定的損傷。

5.總控系統

總控系統我采用的是改良版的L298N電機驅動子產品(拼多多連結:拼多多),利用它連接配接價格大概是26,還有一塊面包闆(拼多多連結:拼多多),以便理線和連線,參考價格為6塊左右,最後是控制闆ESP8266(拼多多連結:拼多多),參考價格在20左右。

(1)L298N電機驅動子產品

與傳統的L298N不同,這款可以安裝更多的電機子產品,同時還有兩處電源輸入端和兩處5V電源輸出端,再加上自配按鍵控制電源開關,對于無自帶開關的電源可以起到省電與電源保護作用。

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 圖五

(2)面包闆

面包闆作為電路連接配接的友善工具,在此處作為電源共享端口使用,如果有信号共享的需要也可以考慮在上面搭建電路,為了避免将電源線焊接在一起,用面包闆更有利于做調試和拆裝。面包闆背面是雙面膠結構,有需要的可以撕下背面的隔離紙将面包闆粘在想固定的位置。(想了解更多可以參考:http://t.csdn.cn/i8zwF)

(3)ESP8266

将其作為主要闆的主要目的是便于在實作“溫室大棚”的功能之外還可以聯網,對于想做進階的小夥伴可以試着讓其聯網實作更多功能,但對于其使用我們主要在《程式篇》介紹。

6.電源

電源我采用的是7.4V的锂電池電源(拼多多連結:拼多多),連接配接在L298N上,參考價格為15塊左右。

7.4V電源連接配接L298N的VCC、GND上,為水泵和風扇供電,同時通過L298N的5V引腳将5V電源連接配接在面包闆上為ESP8266和蜂鳴器供電。是以雖然隻有一種電池,但通過L298N實作了兩種電壓并存的現狀,減少了額外設定電源的麻煩。

7.其他

對于其他功能,我後續會專門續寫下去,現在暫時不表。

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