Легкая автоматизация на основе ESP8266

Проект "Камера 3D-принтера"


Показатели

  • Температура контроллера
  • Температура внутри камеры
  • Влажность внутри камеры
  • Температура обогревателя
  • Наличие возгорания

Устройства

  • Охлаждение контроллера
  • Питание 3D-принтера
  • Сушилка с подогревом
  • Предохранитель


Материалы проекта

В основе проекта лежит контроллер типа Arduino, но более компактный и функциональный. Рекомендуемый вариант платы - Wemos D1 mini,  где используется чип ESP8266. В проекте определены:

  • SelfTemp - датчик температуры DS18B20 для контроля температуры устройства. Используется 1-Wire подключение.
  • AirHum, AirTemp - модуль BME280 для замеров температуры и влажности в боксе. Подключается по I2С-шине.
  • HeatTemp - датчик температуры DS18B20 для контроля температуры обогревателя или теплоносителя. Использует 1-Wire подключение.
  • BoxFire (BoxFireCnt, BoxFirePct) - дискретный датчик наличия возгорания. Используется специальный светодиод и компаратор, определяющий порог срабатывания датчика.
  • SelfFan - питание вентилятора (U=5V, Imax=200mA) для охлаждения контроллера.
  • BoxPower - управление питанием 3D-принтера.
  • DryHeat - управление сушкой-обогревателем.
  • FusePower - управление предохранителем. Обычно в качестве предохранителя выступает контактор, который размыкает питание других устройств.

Внимание! Предложенная схема является типовой и может быть модернизирована согласно Ваших предпочтений и требований. Вам необязательно использовать все компоненты указанные в схеме и подключать их! Аналогично, Вы можете использовать этот проект не по прямому назначению, заменяя устройства и компоненты на какие-либо другие. 

Перечень компонентов проекта
# Обозначение Кол-во Тип Модель Описание
U1 1 шт Модуль WeMos D1 mini WiFi board with 4MB flash based on ESP-8266EX
BME2801 штМодульBME280 I2CTemperature Humidity Pressure Sensor
BoxFire1 штДатчикKY-026Arduino flame IR sensor with LM393 comparator
SelfTemp,
GndTemp
1 штДатчикDS18B201-wire digital temperature sensor, TO-92
D1, D2, D3, D44 штДиод1N40071000V 1A General Purpose Rectifier Diode, DO-41
Q1, Q2, Q3, Q4 4 шт Транзистор 2N3904 0.2A Ic, 40V Vce, Small Signal NPN Transistor, TO-92
R1 1 шт Резистор 4K7 Resistor 0.25W, THT, DIN 0207
R2, R3, R4, R54 штРезистор1KResistor 0.25W, THT, DIN 0207
K1, K2, K33 штРелеSRD-05VDC-SL-C10A Relay SPDT SANYOU SRD Series Form C
J11 штРазъемMKDS 1,5/2-5.08
KF301-2P
Way Screw Terminal Block 17.5A 5.08mm
J13, J14, J153 штРазъемMKDS 1,5/3-5.08
KF301-3P
Way Screw Terminal Block 17.5A 5.08mm
J81 штКоннекторB2B-XH-A(LF)(SN)JST XH Series P2.5 mm
J2, J3, J53 штКоннекторB3B-XH-A(LF)(SN)JST XH Series P2.5 mm
J43 штКоннекторB4B-XH-A(LF)(SN)JST XH Series P2.5 mm
Pwr5V?Блок питанияHLK-PM01AC-DC 220V to 5V 
SelfFan?ВентиляторMX-3010Радиальный вентилятор 30x30x10мм, 5В 150мА


Опасно! Напряжение 220В опасно для жизни и может вызвать пожар! 

Универсально! Разработанная схема предусматривает как размещение на плату элементов, так и отказ от них. Например, Вы можете использовать только прямой цифровой вывод для соответствующего устройства или датчика и самостоятельно собрать исполнительную схему, либо же, Вы можете разместить на плате предложенные компоненты - блок реле, оптроны, транзисторы и т.п. и таким образом получить полностью готовый проект. Кроме прямых цифровых выводов, на плату добавлены дополнительные разъемы 5V, 3.3V, GND для питания внешних модулей. 

Датчик контроля температуры модуля SelfTemp, может быть размещен прямо на плате без подключения через разъем.

Печатная плата допускает подключение высоковольтной нагрузки, но все же обратите внимание: 

  • чтобы уменьшить сопротивление, коммутируемые дорожки идущие к реле должны быть дополнительно хорошо залужены
  • со временем, коммутация цепи с большим током приведёт к подгоранию контактов, поэтому лучше использовать SSR-реле, как бесшумное и износостойкое.
Предохранитель ставится перед всеми устройствами. Его задача, в случае поломки реле (залипание контактов, выгорания MOSFET) иметь возможность разорвать цепь и не допустить предельного повышения температуры теплоносителя. Также предохранитель можно настроить на отключение питания при повышении температуры воздуха в боксе и на срабатывание датчика возгорания. Кроме этого, обязательно добавьте уведомления на превышения пороговых значений, которые будут приходить к Вам через Telegram, а лучше всего дополнительно установить проект Сигнализация. Связав эти два проекта, Вы получите еще более защищенное и комплексное решение.



Обсуждения, отзывы, вопросы