WiFi teploměr bazén II. (děda)
WiFi (ESP8266) / DS18B20 - měření teploty vody ve venkovním bazénu
- cílem bylo postavit zařízení s trvalým, celosezonním provozem co nejjednodušeji, bez jakýchkoliv dalších stabilizátorů napětí (3,3V) atd.
napájení je trvale řešeno čistě OFF-grid, z malého FV panelu 4,5V/125mA a Li-pol baterie 3,7V/550mAh
(počátek nového záznamu od 22.5.2021) - deep sleep interval trvá 10 minut
- proudový odběr 75mA při odesílání dat po dobu cca 10sec. / 400uA trvale v klidu včetně trvalého svitu červené LED / aktuálně 100uA vklidu bez červené LED
- FV panel při svitu naprázdno dává až 5,5V, toto a vyšší napětí může v okamžiku plného nabití akumulátoru již poškodit nabíjecí obvod,
proto je vřazena v sérii 1x nebo 2x dioda D1 a D4 (1N4007) pro snížení napětí o 0,7V / 1,4V a nebo namísto druhé diody schotkyho dioda 0,3 + 0,7 = 1,0V
(v případě použití 2x 1N4007 by mohlo být taky navíc dosaženo pomalejšího nabíjení a omezení maximální hranice nabití z 4,2V ještě o maličko níže).
Snížením plného nabití z 4,20V - 4,25V na 4,1V až 4,15V a současně omezením nabíjecího proudu se může dosáhnout delší životnosti akumulátoru
- další možností jak zajistit jednoduché omezení napětí za panelem napětí na prázdno, je použití zenerovy diody 5,1V (BZX85V005.1) nebo (BZX85V004.7) připojené paralelně k PV panelu za diodu D1,
panel má při plném svitu a v zátěži, největší možný proud 125mA / při napětí 4,5V
proto není nutné a v tomto případě, při dvou předřadných diodách 1N4007 ani vhodné použití dalšího předřadného odporu.
Pokud nebude na panelu vyšší napětí než 5,5V (6,0V) pak jí bude protékat proud ne více než 20mA .
Na zenerově diodě bude při použití tohoto konkrétního FV panelu zanedbatelná tepelná ztráta přibližně do 0,2 watt, při plném nabití a současně plném svitu.
- na výstupu nabíjecího obvodu je připojen LiPo akumulátor 3,7V/850mAh, napětí na tomto obvodu dosahuje hodnot 3,6V až 4,25V zde je taky vřazena dioda pro snížení napětí o 0,7V
tím je dosaženo vhodného napájecího napětí pro ESP8266, DS18B20 a resetovací obvod přibližně v rozmezí 3,0 - 3,6V
- při poklesu napětí pod 3,6V na akumulátoru dojde v programu ihned po probuzení a změření Vcc zase k přechodu do stavu deep sleep ještě před aktivací WiFi části a zvýšenému odběru.
Tím je ocháněn akumulátor před dalším nebezpečným vybíjením
Nutné je zamezení přehřívání akumulátoru na sluníčku vhodným zakrytím a nebo tepelným odizolováním
Při nabíjení akumulátoru při okolních a vnitřních teplotách akumulátoru od 35°C (40°C) nahoru, dochází k jeho rychlé degradaci a může dojít k jeho nafouknutí a poškození).
Při nevhodném použití, zkratu, přehřátí a nebo přebíjení LiPo akumulátoru, může dojít i k vzniku požáru.
- resetovací obvod by mohl být samozřejmě vynechán a mohl být využitý vnitřní časovač ESP8266 na výstupu pin. 16, ale bylo by nutné provést modifikaci desky ESP-01 a z důvodu dalšího využtí v jiných aplikacích
jsem se rozhodl jít jinou cestou a vyzkoušet použití časovacího obvodu "C005", který má nízkou spotřebu, při časovacím intervalu 10minut je to pouhých 17uA !!!
- proudový odběr v klidu je závislý také na provedení ESP-01 a použitém typu přídavné paměti
- nejmenší proud 100uA byl dosažen při použití ESP-01 v provedení s menší pamětí. Při použití novějšího provedení s větší paměti byl proud cca 400uA v klidu. (měřeno při odpojené červené LED indikující trvale napájecí napětí)
- samotná červená LED má relativně malý odběr, přibližně do 400uA , ale při jejím odpojení, se může zdvojnásobit až ztrojnásbit možná doba provozu na baterie.
- na jedno plné nabití udrží provoz bez dalšího slunečního svitu přibližně 20 - 30dnů (při dalším přizpůsobení možná i déle)
- pro vodotěsné zapouzdření DS18B20, tak aby mohl být snímač ponořen ve vodě cca 60 cm pod hladinou, bylo použito PPR trubek, 90°kolínek a zátek (vše prům. 20mm)
po svaření polyfůzní svářečkou, vznikne velmi těsné a spolehlivé uložení, které eliminuje i vnik vzdušné vlhkosti a problémy s kondenzací vzdušné vlhkosti uvnitř ponořené trubky.
- vývod kabelu je na venkovní straně bazénu zakončen směrem dolů s průchodkou PG7, IP68
