ESP32 Bluetooth Reflow sütő: 6 lépés

2024 Szerző: John Day | [email protected]. Utoljára módosítva: 2024-01-30 09:43

Ebben az oktatóanyagban megmutatom, hogyan lehet saját vezeték nélküli reflow sütőt építeni, hogy minőségi NYÁK -t szerelhessen össze a konyhájában anélkül, hogy aggódnia kellene a gombok manuális elforgatása miatt, és aggódnia kell, ha a táblák túlmelegednek! Nem csak ezt, hanem az ESP32 beépített Bluetooth Low Energy (BLE) funkcióját is használjuk (mert mi mást használna 2018-ban), valamint egy kiegészítő modult, amelyet egy nyitott program részeként építettem fel -forrás visszafolyás -vezérlő ökoszisztéma "Reflowduino". Mindent programozni fogunk az Arduino IDE környezetben is, és az előző oktatóanyagban tanultakat használva szabályozhatjuk a visszafolyás beállítását egy egyéni Android -alkalmazással. A Reflowduino Github oldalamon megadtam az összes tervfájlt, például Arduino vázlatokat, demo alkalmazást és projekt wikit (sok információ!).

Ha még nem tette meg, tekintse meg ezt az oktatóanyagot az ESP32 Bluetooth Low Energy funkciójának az Arduino IDE-vel való használatáról és a kétirányú kommunikáció létrehozásáról egy egyéni Android-alkalmazással, mert sok releváns információt tartalmaz az itt leírtakkal kapcsolatban.. Ha azonban nem igazán érdekli a Bluetooth és az alkalmazás belső működése, csak olvasson tovább, és megmutatom, hogyan lehet fájdalommentesen működni a reflow sütő beállításában! Ennek a bemutatónak a célja az, hogy rövid és édes legyen, miközben átadom a legfontosabb üzeneteket!

Biztonsági nyilatkozat

Ha kezdő vagy az elektronikában, vagy nincs megfelelő tapasztalata a hálózati feszültséggel való munkához, azt javaslom, hogy vagy ne szórakozzon vele, forduljon szakemberhez, vagy folytassa a tanulást, amíg elég jártas nem lesz! Nem vállalok felelősséget az esetleges balesetekért, amelyek a Reflowduino vagy a hozzá tartozó alkatrészek vagy elektromos rendszer (beleértve a hálózati tápellátást is) helytelen használatából adódhatnak. Szükség esetén tegyen meg minden biztonsági óvintézkedést, például kesztyűt és minősített védőszemüveget. Ezenkívül nem ajánlott ugyanazt a készüléket használni a PCB -k visszaáramlására, valamint fogyasztásra szánt ételek főzésére, ami ételmérgezést okozhat, különösen ólmozott forrasztás esetén. Ön teljes mértékben felelős a tetteiért, és saját felelősségére hajtja végre azokat!

Ezzel kezdjük is el!

1. lépés: Gyűjtse össze az alkatrészeket

Ehhez az oktatóanyaghoz a következő összetevőkre lesz szüksége:

• DOIT ESP32 fejlesztőlap
• Micro USB kábel (a kód feltöltéséhez és az ESP32 dev kártya áramellátásához)
• Reflowduino32 "hátizsák" modul az ESP32 fejlesztői táblához
• Kenyérpirító sütő (további részletekért olvassa el az alábbi megjegyzéseket)
• K-típusú hőelem (Reflowduino32 tartozék)
• Sidekick relé modul (nagy teherbírású C13 tápkábellel)
• 2x férfi-férfi Dupont jumper vezeték (a Reflowduino32 csatlakoztatásához a relé modulhoz)
• Kis laposfejű csavarhúzó (a csavarkapcsok meghúzásához)

A fő összetevők itt az ESP32 dev tábla, a Reflowduino32 és a Sidekick relé modul, és természetesen maga a kenyérpirító. Az alábbiakban röviden elmagyarázom az egyes tételeket:

ESP32 Dev Board + Reflowduino32

Jelenleg a Reflowduino32 -t úgy tervezték, hogy csatlakoztassa az ESP32 fejlesztőtáblához, így a fejlesztőtáblának megfelelő fejléc -távolsággal és érintkezőkkel kell rendelkeznie ahhoz, hogy ez működjön. A Reflowduino32 hátizsákot kifejezetten a "DOIT" ESP32 fejlesztői táblához terveztem, mivel észrevettem, hogy ez könnyen elérhető az interneten, és úgy tűnik, hogy széles körben használják. Ha azonban talál egy másik ESP32 fejlesztői táblát, amely ugyanazokkal a tűkkel és tűtávolsággal rendelkezik, kérjük, tudassa velem, mert ennek is működnie kell!

Kenyérpirító

Elég nyilvánvalónak kell lennie, hogy ez mit tesz a dolgok nagy rendszerében, de lehet, hogy nem annyira nyilvánvaló, hogy melyik típust és modellt válasszuk. Személy szerint kipróbáltam ezt az olcsó Walmart kenyérpirító sütőt, amelynek teljesítménye 1100 W, és meglehetősen általános. Úgy gondolom, hogy minden 1000 W feletti értéknek megfelelőnek kell lennie a hobbisták számára, de vannak bizonyos szempontok. A legfontosabb dolog, amit a kenyérpirítóban keresni kell, az a teljesítmény (lehetőleg> 1000 W), a méret (hány táblát szeretne bele illeszteni?), A tálca konfigurációja (van -e szép, lapos tálca, amellyel elhelyezheti) a NYÁK be van kapcsolva?), és hogy konvekciós kenyérpirító sütő -e vagy sem (lehet, hogy nagyobb adagokat fog főzni, és egyenletesebb hőmérséklet -eloszlást szeretne a sütőben?). Mindezek a tényezők valóban az Ön személyes alkalmazásától függenek, de számomra az olcsó, általános Walmart kenyérpirító remekül működött.:)

Kérdezheti, mi a helyzet a főzőlapokkal? Véleményem szerint kerülném a főzőlapokat, mert általában nagy a termikus tömegük. Ez azt jelenti, hogy a kikapcsolás után is felmelegednek és tovább melegszenek. Ez igazán kiszámíthatatlanná teszi a pontos hőmérséklet -szabályozást, mivel a hőmérséklet nagy mértékben túllépheti és potenciálisan sérülést okozhat a táblák sérülékeny alkatrészein. A főzőlap használata alapvetően meghiúsítaná a visszafolyás -szabályozó használatának célját.

Relé modul

A hőmérséklet szabályozásához be- és kikapcsoljuk a kenyérpirítót a hőelemből leolvasott hőmérsékletnek megfelelően. A kenyérpirító sütő azonban váltakozó áramú készülék, és viszonylag nagy teljesítményű (a 120 V-os kenyérpirítók általában 8-10A-t vesznek fel), ezért meg kell győződnünk arról, hogy megfelelően tudjuk-e vezetni anélkül, hogy túlterhelnénk a relét. Egy másik szempont a relé vezérlőfeszültsége. A legtöbb hobbista relé (Arduino-kompatibilis), amely képes nagy áramok kapcsolására, 5 V-os bemenetekre van méretezve, de ebben az oktatóanyagban egy ESP32-vel van dolgunk, amely 3,3 V-on működik. Ez azt jelenti, hogy az átlagos Joe relé modul nem működik nálunk. Ha azonban egy másik relé modult szeretne használni, akkor kifejlesztettem egy olyan funkciót, ahol megváltoztathatja a relé vezérlő feszültségét az alapértelmezett 3,3 V -ról az ESP32 dev kártya "VIN" feszültségére, amely alapértelmezés szerint ~ 5V ha USB -ről táplálják. Azonban elméletileg külső tápellátást biztosíthat 5 V-nál nagyobb, például 9 V-os energiával, és akkor a relé vezérlőfeszültsége 9 V lesz. Ennek ellenére általában nem lesz szüksége 5V feletti értékre.

Részben ezért hoztam létre a Sidekick relé modult, egy nagy teljesítményű szilárdtest relét, amely képes bármilyen legális 120 V-os készülék átkapcsolására, kattanó zaj (szilárdtest) nélkül, mint a hagyományos relék! Ezenkívül nagyon biztonságos és kényelmes csatlakozókkal rendelkezik, valamint a készülék, a mikrokontroller és a hálózati tápegység (a fali konnektor) egyszerű csatlakoztatásához, ezért ezt fogom itt használni. A hűvös rész az, hogy még a kenyérpirító sütőt sem kell kinyitni a vezérléshez!

2. lépés: Hardver beállítása

Kontroll fogalmak

Valójában a koncepció meglehetősen egyszerű: végső soron a célunk a kenyérpirító sütő belsejében lévő hőmérséklet szabályozása. Ehhez a kenyérpirító sütőt rendszeresen be- és kikapcsolni kell a relé modullal, hasonlóan a PWM -hez, de annak valóban lassú változata (minden ablak 2 másodperc, tehát 1,5 másodpercig be és 0,5 másodpercig be lehet kapcsolni). A relé meghajtásához megfelelő feszültséget kell adni a relé vezérlőcsapjain (logika HIGH = ON, LOW = OFF). Esetünkben egyszerűen csatlakoztatjuk a két relévezérlő bemenetet a Reflowduino32 relé csavaros csatlakozójához. Azért nem kapcsoljuk közvetlenül az ESP32 digitális csapokat a reléhez, mert a relé jó kis áramot vesz fel (ahhoz képest, amit az IO csapok képesek kezelni), és nem akarjuk túlterhelni az ESP32 -t. A Reflowduino32 tartalmaz MOSFET alacsony oldali kapcsolást, és több mint 200 mA áramot képes kezelni, így megkíméli az ESP32 csapjait az esetleges sérülésektől.

Alapvetően csak kövesse a fenti "Reflowduino32 + Sidekick Control" kapcsolási rajzot, és máris indulhat!

Kenyérpirító sütő gombok

Akár hiszed, akár nem, ez az oktatóanyag fontos része! Ha nem figyel oda, akkor azon tűnődik, miért nem kapcsol be a kenyérpirító, még akkor sem, ha minden mást tökéletesen követett. Miért? Nos, ahhoz, hogy a kenyérpirítót kívülről (a tápkábelén keresztül) irányíthassuk anélkül, hogy kinyitnánk, úgy kell elkészítenünk a kenyérpirítót, mintha mindig bekapcsolt állapotban lenne, ha közvetlenül a falhoz csatlakoztatnánk. Mivel a kenyérpirítót a relé kapcsolja, tudjuk szabályozni, amikor a kenyérpirító ki van kapcsolva, de ha a kenyérpirító néha be van kapcsolva, vagy néha ki van kapcsolva, amikor a relé aktív, akkor hibára készülünk. Ezért az első dolgunk a kenyérpirító gombjainak beállítása. A legtöbb kenyérpirító sütőben három gomb található: az egyik a hőmérsékletet, a másik a sütési beállítást, a másik az időzítőt. A következőket kell tennie:

• Maximalizálja a hőmérsékletet (nem akarjuk, hogy a visszafolyási folyamat félúton leálljon!)
• Állítsa a sütési opciót "Sütés" -re vagy bármi másra, ami minden fűtőszálat bekapcsol!
• Maximálja ki az időzítőt, vagy a kenyérpirítóm esetében fordítsa az időzítő gombot "Stay on" állásba, hogy soha ne kapcsoljon ki!

Ezt követően csatlakoztassa a kenyérpirító tápkábelét a konnektorhoz, és hallja és látja, hogy bekapcsol. Bingó! Ha attól tart, hogy véletlenül rosszul helyezi el a gombokat, nyugodtan ragasztja őket a helyükre, hogy soha ne mozduljanak el!

Most, hogy a kenyérpirítónk mindig bekapcsolt állapotban van, a relével be- vagy kikapcsolhatjuk azzal a nyugalommal, hogy valóban bekapcsol, ha a relé aktív.

Kábelezési megjegyzések

Íme néhány megjegyzés, amelyek segíthetnek vagy nem, ha mindent összeállít:

• Az első dolog, amit meg kell tennie, csatlakoztassa a Reflowduino32 hátizsákot a DOIT ESP32 dev kártya első hat érintkezőjéhez (úgy, hogy a csavaros csatlakozók ugyanazon az oldalon legyenek, mint a fejlesztői kártya mikro -USB -je). Ha kíváncsi, a hátizsák úgy van kialakítva, hogy továbbra is behelyezheti a Dupont vezetékeket a Reflowduino32 melletti ESP32 dev kártyába, amint az a fenti képen látható.
• Egy másik dolog, amit figyelembe kell venni, a relé bemenetek polaritása. Mindkettő fel van tüntetve a csavaros csatlakozók mellett, de szeretném megkímélni, hogy véletlenül ne cserélje le őket, és kíváncsi vagyok, mi történik, ha a kenyérpirító nem kapcsol be!
• Ezenkívül csatlakoztatnia kell a hőelemet a Reflowduino32 hátizsák csavaros csatlakozójához. Eleinte nehéz lehet megállapítani, hogy melyik vezeték milyen színű (sárga vagy piros), ezért előfordulhat, hogy a körmét kell használni, és enyhén le kell húzni a szigetelést. Azonban ne tegye ezt erőszakosan a kopás minimalizálása érdekében!
• Olvastam néhány embertől, hogy pontosabb eredményeket kaphat, ha a hőelemet egy fémhulladék -PCB -be csavarja úgy, hogy a hegye érintkezzen a NYÁK felszínével. Az összeszerelt táblákhoz hasonló méretű hulladéktábla összehasonlítható hőtömeget biztosít a hőelemnek, és ezáltal pontosabbá teszi a leolvasást. Ennek akkor van értelme, ha a lehűlésre gondol; a PCB törmelék nélkül a hőelem hegye sokkal gyorsabban lehűl, mint az összeszerelt NYÁK, és ugyanez vonatkozik a sokkal gyorsabb felmelegedésre is.
• A Sidekick relé modulon van egy tápkapcsoló. Ha ezt nem kapcsolja be, a kenyérpirító nem melegszik fel! Egyelőre azonban hagyja ki, mielőtt feltöltjük a kódot az ESP32 táblára.

3. lépés: ESP32 Arduino IDE beállítás

Most, hogy minden hardvert beállított, nézzük meg a szoftvert, amely szükséges ahhoz, hogy minden működőképes legyen.

Megjegyzés: Ezek az alábbi ESP32 Arduino telepítési utasítások közvetlenül az előző ESP32 Bluetooth oktatóanyagom 2. lépéséből származnak. Ez az egyik olyan hely, ahol, ha még nem tette meg, érdemes megnézni ezt az oktatóanyagot, hogy többet megtudjon az ESP32 Bluetooth -lehetőségeiről.

Ez elég nyilvánvaló, de az első dolog, amit meg kell tennie, az Arduino IDE telepítése. Eleget mondott.

ESP32 csomag telepítése

A következő dolog, amit meg kell tennie, telepítse az ESP32 csomagot az Arduino IDE programhoz a Windows vagy a Mac utasításait követve. Azt fogom mondani, hogy Windows esetén, amikor az utasítások azt jelzik, hogy nyissa meg a "Git GUI" -t, le kell töltenie és be kell állítania a "Git" -et a megadott linkről, és ha nehezen talál egy "Git GUI" nevű alkalmazást, akkor minden, amire szüksége van Ehhez keresse meg a "Git GUI" elemet a Start menüben, és megjelenik egy kis parancssori megjelenésű ikon (lásd a mellékelt képernyőképet fent). Alapértelmezés szerint a "C: / Program Files / Git / cmd / git-gui.exe" mappában is megtalálható. Innentől kezdve kövesse az utasításokat, és készen kell állnia! Megjegyzés: Ha már telepítette az ESP32 csomagot az Arduino IDE programba, de nem kapta meg, miután a BLE támogatást hozzáadta a csomaghoz, javaslom, hogy lépjen a "Dokumentumok/hardver/espressif" mappába, és törölje az "esp32" mappát, és ismételje meg a fenti beállítási utasításokat. Ezt azért mondom, mert egy olyan problémába ütköztem, amikor még az utasítások alján található frissítési eljárás követése után sem jelentek meg a BLE példák az Arduino IDE „Példák az ESP32 Dev Module” példái alatt található „Példák” részben.

ESP32 teszt

Az Arduino IDE -ben az első dolog, amit meg kell tennie, hogy megnyitja az Eszközök / Tábla elemet, és kiválasztja a megfelelő táblát. Általában nem mindegy, hogy melyiket választja, de néhány dolog lehet tábla-specifikus (általában a GPIO számozás és hasonlók), ezért vigyázzon! A táblához az "ESP32 Dev Module" -t választottam. Továbbá válassza ki a megfelelő COM -portot, miután csatlakoztatta a táblát a számítógéphez az USB -kábelen keresztül.

Annak ellenőrzéséhez, hogy az ESP32 telepítése jól sikerült -e, menjen a File / Examples / ESP32 BLE Arduino oldalra, és több példavázlatot kell látnia, például "BLE_scan", "BLE_notify", stb. Ez azt jelenti, hogy minden megfelelően van beállítva az Arduino IDE -ben!

Most, hogy az Arduino IDE már be van állítva, ellenőrizze, hogy valóban működik -e, ha megnyitja a Blink példát a Fájl -> Példák -> 01. Alapok -> Blink menüpontban, és módosítsa a "LED_BUILTIN" összes példányát "2" -ra (az alapértelmezett GPIO -szám vezérli a LED -et a DOIT ESP32 dev kártyán). A vázlat feltöltése után látnia kell, hogy a kék LED másodpercenként villog!

4. lépés: Reflowduino32 bemutató vázlat

Könyvtár beállítása

Most, hogy telepítette az ESP32 Arduino csomagot, lépjen a Reflowduino Github tárházba, és töltse le a Reflowduino_ESP32_Demo.ino vázlatot. (Amikor megpróbálja megnyitni, az Arduino megkérdezi, hogy szeretne -e a vázlattal megegyező nevű mappát létrehozni, ebben az esetben kattintson az "Igen" gombra a megnyitáshoz). Ez a vázlat egy átfogó reflow sütőbemutató, amely leolvassa a hőmérsékletet a hőelemből, rendszeresen elküldi ezeket az értékeket egy egyéni Android -alkalmazásnak (a következő részben említjük), ennek megfelelően vezérli a relét (és végül a kenyérpirítót) a PID -szabályozás alapján, és fogadja parancsokat az alkalmazásból. Mindez az ESP32 -n! Elég ügyes, mi?

A vázlat összeállításához a következő könyvtárakra lesz szüksége:

• Adafruit MAX31855 könyvtár
• Arduino PID könyvtár

Telepítse ezeket a könyvtárakat, és ellenőrizze, hogy a Reflowduino32 vázlat -fordítója lefordítja -e, majd töltse fel az ESP32 dev táblájára!

Reflow beállítások

A kód felső részének közelében egy csomó #define sor található. Ezek azok a dolgok, amelyeket igényei szerint megváltoztathat. Például, ha alacsony hőmérsékletű forrasztópasztát használ, alacsonyabb lehet a visszafolyási hőmérséklet, vagy magasabb, ha ólmozott forrasztópasztát. Észre fogja venni, hogy néhány tipikus értéket beírtam a reflow profilhoz, és az alapértelmezettnek jól kell működnie az alacsony hőmérsékletű ólommentes forrasztópasztával. A fizikai beállításoktól függően a PID -állandókat később is be kell hangolni, bár ez valószínűleg nem szükséges. A forrasztópasztával és a reflow profilokkal kapcsolatos további információkért keresse fel ezt a Github wiki oldalt.

5. lépés: Alkalmazás beállítása

Miután feltöltötte a demo vázlatot az ESP32 készülékére, telepítenie kell a Reflowduino32 Android alkalmazást, amely a telepítés működésének utolsó lépése! Egyszerűen töltse le és telepítse a.apk fájlt Android 4.0 -s vagy újabb Bluetooth -eszközre, és nyissa meg az alkalmazást!

Ha a Bluetooth még nincs engedélyezve, az alkalmazás kéri, hogy kapcsolja be. Győződjön meg arról, hogy az ESP32 fejlesztőtáblája be van kapcsolva, és futtatja a bemutató vázlatot. Az első dolog, amit meg kell tennie, hogy csatlakozzon az ESP32 -hez az alkalmazás Bluetooth -on keresztül, majd röviddel azután, hogy a bal felső sarokban lévő gomb azt mondja: "Csatlakoztatva!" látnia kell a hőmérséklet -értékeket a képernyőn, ha megfelelően csatlakoztatta a párot. Ha nem, akkor ellenőrizze a hőelemet, és győződjön meg arról, hogy a csavaros csatlakozón biztonságos csatlakozás van.

Itt az ideje, hogy tesztelje a szórakoztató dolgokat! Fordítsa a kapcsolót a „be” állásba a Sidekick modulon, és nyomja meg a „START” gombot az alkalmazásban. A kenyérpirító sütőjének világítania kell, és hallani kell, hogy az izzószálak halk zörgő hangot adnak ki, és végül látni fogják, ahogy felmelegszenek! Azt is látnia kell, hogy az ESP32 fejlesztőtáblán a kék LED világít, jelezve, hogy a visszafolyási folyamat folyamatban van.

Ahogy a visszafolyási folyamat folytatódik, látnia kell egy szép visszafolyási profilt az alkalmazásban. Amikor a hőmérséklet eléri a visszaáramlási hőmérsékletet, jó gyakorlat, ha kinyitja a kenyérpirító sütő ajtaját, hogy a hő távozhasson, így a tábla lehűlhet, különben a hőmérséklet még egy ideig emelkedni fog. A klasszikus Reflowduino táblán van egy hangjelző, amely figyelmezteti, mikor kell ezt megtenni, de itt csak az alkalmazásban megjelenített hőmérséklet alapján kell döntenie, ami nem nehéz.

Miután a tábla lehűlt egy bizonyos küszöbértékre (alapértelmezés szerint 40 *C, de ezt meg lehet változtatni a kódban), az újrafeldolgozási folyamat befejezettnek tekinthető, és a kék LED kialszik, és az alkalmazás elmenti a visszafolyási adatokat egy fájlba a telefonját, így importálhatja az Excelbe. A mentett adatok Excelbe történő importálásával kapcsolatos további információkért lásd ezt a Github wiki oldalt.

Nagyjából ennyi!