ESP32 - Kühlungssystem mit DS18B20-Temperatursensor

Dieses Tutorial zeigt dir, wie man ein Kühlsystem mit dem ESP32, dem DS18B20-Temperatursensor und einem Ventilator baut. Im Detail:

Wenn die vom DS18B20-Sensor gemessene Temperatur einen Schwellenwert überschreitet, schaltet der ESP32 den Lüfter automatisch ein.
Wenn die vom DS18B20-Sensor gemessene Temperatur unter einen weiteren Schwellenwert fällt, schaltet der ESP32 den Lüfter automatisch aus.

Erforderliche Hardware

1	×	ESP32 ESP-WROOM-32 Entwicklungsmodul
1	×	USB-Kabel Typ-A zu Typ-C (für USB-A PC)
1	×	USB-Kabel Typ-C zu Typ-C (für USB-C PC)
1	×	DS18B20 Temperatursensor (mit Adapter)
1	×	DS18B20 Temperatursensor (ohne Adapter)
1	×	4.7 kΩ Resistor
1	×	Relais
1	×	12V DC Kühlventilator
1	×	(Alternativ) 5V DC Kühlventilator
1	×	12V Netzteil
1	×	Breadboard
1	×	Verbindungskabel
1	×	(Optional) DC-Stromanschluss
1	×	(Empfohlen) Schraubklemmen-Erweiterungsboard für ESP32
1	×	(Empfohlen) Breakout Expansion Board for ESP32
1	×	(Empfohlen) Stromverteiler für ESP32

Oder Sie können die folgenden Kits kaufen:

1	×	DIYables ESP32 Starter-Kit (ESP32 enthalten)
1	×	DIYables Sensor-Kit (30 Sensoren/Displays)
1	×	DIYables Sensor-Kit (18 Sensoren/Displays)

Offenlegung: Einige der in diesem Abschnitt bereitgestellten Links sind Amazon-Affiliate-Links. Wir können eine Provision für Käufe erhalten, die über diese Links getätigt werden, ohne zusätzliche Kosten für Sie. Wir schätzen Ihre Unterstützung.

Kaufhinweis: Viele DS18B20-Sensoren auf dem Markt sind von geringer Qualität. Wir empfehlen dringend den Kauf des Sensors von der Marke DIYables über den obigen Link. Wir haben ihn getestet und er funktionierte gut.

Über Kühllüfter und DS18B20-Temperatursensor

Wir haben spezielle Tutorials zum DS18B20-Temperatursensor und Lüfter. Jedes Tutorial enthält detaillierte Informationen und Schritt-für-Schritt-Anleitungen zur Hardware-Pinbelegung, zum Funktionsprinzip, zur Verdrahtung mit dem ESP32, zum ESP32-Code... Erfahren Sie mehr darüber unter den folgenden Links:

Verdrahtungsdiagramm

Schaltplan mit Steckbrett

Schaltplan des Kühlungssystems mit ESP32-Temperatursensor

Dieses Bild wurde mit Fritzing erstellt. Klicken Sie, um das Bild zu vergrößern.

Wenn Sie nicht wissen, wie Sie ESP32 und andere Komponenten mit Strom versorgen, finden Sie Anleitungen im folgenden Tutorial: Wie man ESP32 mit Strom versorgt.

Schaltplan mit Adapter (empfohlen)

ESP32 DS18B20 Lüfter-Verdrahtungsdiagramm

Dieses Bild wurde mit Fritzing erstellt. Klicken Sie, um das Bild zu vergrößern.

Zur einfachen Verbindung ist es ratsam, einen DS18B20-Sensor mit Verkabelungsadapter zu erwerben, der über einen eingebauten Widerstand verfügt, wodurch kein zusätzlicher Widerstand in der Verkabelung erforderlich ist.

Wie das System funktioniert

Der ESP32 liest die Temperatur vom DS18B20-Temperatursensor
Wenn die Temperatur über einen oberen Grenzwert steigt, schaltet der ESP32 den Ventilator automatisch ein
Wenn die Temperatur unter einen unteren Grenzwert fällt, schaltet der ESP32 den Ventilator automatisch aus

ESP32 überprüft die Temperatur unendlich oft.

Der untere Schwellenwert und der obere Schwellenwert können denselben Wert haben.

ESP32-Code

/* * Dieser ESP32 Code wurde von newbiely.de entwickelt * Dieser ESP32 Code wird der Öffentlichkeit ohne jegliche Einschränkung zur Verfügung gestellt. * Für vollständige Anleitungen und Schaltpläne besuchen Sie bitte: * https://newbiely.de/tutorials/esp32/esp32-cooling-system-using-ds18b20-temperature-sensor */ #include <OneWire.h> #include <DallasTemperature.h> #define TEMP_UPPER_THRESHOLD 30 // upper temperature threshold #define TEMP_LOWER_THRESHOLD 15 // lower temperature threshold #define SENSOR_PIN 23 // ESP32 pin GPIO23 connected to DS18B20 sensor's DQ pin #define RELAY_FAN_PIN 18 // ESP32 pin GPIO18 connected to relay OneWire oneWire(SENSOR_PIN); DallasTemperature DS18B20(&oneWire); void setup() { Serial.begin(9600); // initialize serial DS18B20.begin(); // initialize the DS18B20 sensor } void loop() { DS18B20.requestTemperatures(); // send the command to get temperatures float temperature = DS18B20.getTempCByIndex(0); // read temperature in Celsius if (temperature > TEMP_UPPER_THRESHOLD) { Serial.println("Turn the fan on"); digitalWrite(RELAY_FAN_PIN, HIGH); // turn on } else if (temperature < TEMP_LOWER_THRESHOLD) { Serial.println("Turn the fan off"); digitalWrite(RELAY_FAN_PIN, LOW); // turn off } delay(500); }

Der obige ESP32-Code schaltet den Ventilator automatisch ein, wenn die Temperatur über 30 °C liegt, und der Ventilator bleibt eingeschaltet, bis die Temperatur unter 15 °C sinkt.

Schnelle Schritte

Wenn Sie ESP32 zum ersten Mal verwenden, lesen Sie wie man die Umgebung für ESP32 in der Arduino IDE einrichtet.
Verbinden Sie die Verkabelung wie im obigen Bild.
Schließen Sie das ESP32-Board über ein Micro-USB-Kabel an Ihren PC an.
Öffnen Sie die Arduino IDE auf Ihrem PC.
Wählen Sie das richtige ESP32-Board (z. B. ESP32 Dev Module) und den COM-Port aus.
Klicken Sie auf das Libraries-Symbol in der linken Leiste der Arduino IDE.
Suchen Sie “DallasTemperature” im Suchfeld, und suchen Sie dann nach der DallasTemperature-Bibliothek von Miles Burton.
Klicken Sie auf die Install-Schaltfläche, um die DallasTemperature-Bibliothek zu installieren.

Sie werden aufgefordert, die Abhängigkeit zu installieren. Klicken Sie auf die Install All-Schaltfläche, um die OneWire-Bibliothek zu installieren.

Kopiere den obigen Code und füge ihn in die Arduino-IDE ein.
Kompiliere und lade den Code auf das ESP32-Board hoch, indem du auf die Schaltfläche Hochladen in der Arduino-IDE klickst.
Mach den Sensor kälter oder heißer. Zum Beispiel halte den Sensor in der Nähe einer heißen Tasse Kaffee.
Überprüfe den Zustand des Lüfters.

Fortgeschrittenes Wissen

Der im obigen Tutorial verwendete Algorithmus zur Temperaturregelung wird als On-Off-Regler bezeichnet (auch bekannt als der „Bang-Bang“-Regler oder der Signaller). Dieser Algorithmus ist einfach zu implementieren und funktioniert gut bei der Temperaturregelung.
Eine Alternative zu dem oben genannten Algorithmus ist der PID-Regler. Der PID-Regler sorgt dafür, dass die gewünschte Temperatur stabiler wird. Allerdings ist er sehr schwer zu verstehen und zu implementieren. Daher wird der PID-Regler in der Temperaturregelung nicht häufig eingesetzt.

Video Tutorial

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