ESP8266 - Sistema de Aquecimento

Neste tutorial, vamos usar o ESP8266, uma resistência de aquecimento e o sensor de temperatura DS18B20 para controlar a temperatura de um ambiente.

Quando a temperatura está baixa demais, o ESP8266 ativa a resistência de aquecimento.
Quando a temperatura está quente, o ESP8266 desativa a resistência de aquecimento.

Além disso, o código pode ser adaptado para outros sensores de temperatura, como DHT11, DHT22 ou LM35, no lugar do sensor DS18B20.

Hardware Necessário

1	×	ESP8266 NodeMCU ESP-12F
1	×	Alternatively, ESP8266 D1 Mini NodeMCU ESP-12F
1	×	Alternatively, ESP8266 NodeMCU ESP-12E (Uno-form)
1	×	Micro USB Cable
1	×	Alternatively, ESP8266 NodeMCU ESP-12F (SMD-form)
1	×	Cabo USB Tipo-A para Tipo-C (para PC com USB-A)
1	×	Cabo USB Tipo-C para Tipo-C (para PC com USB-C)
1	×	Sensor de Temperatura DS18B20 (con Adaptador)
1	×	Sensor de Temperatura DS18B20 (sin Adaptador)
1	×	4.7 kΩ Resistor
1	×	Relé
1	×	Elemento de Aquecimento
1	×	Fonte de Alimentação 12V
1	×	Conector de Alimentação DC
1	×	Fios Jumper
1	×	(Recomendado) Placa de Expansão com Bornes de Parafuso para ESP8266

Or you can buy the following kits:

DIYables Sensor Kit (18 sensors/displays)

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Sobre a Resistência de Aquecimento e o Sensor de Temperatura DS18B20

A resistência de aquecimento usada neste tutorial requer uma fonte de alimentação de 12V. Se a energia for fornecida à resistência de aquecimento, ela gera calor. Para controlar a resistência de aquecimento com o ESP8266, é preciso usar um relé como intermediário.

Se você não conhece os sensores de temperatura e as resistências de aquecimento (pinagem, funcionamento, programação etc.), os tutoriais a seguir podem ajudar:

Tutorial ESP8266 - Sensor de Temperatura
Tutorial ESP8266 - Controlar Resistência de Aquecimento

Diagrama de Ligação

This image is created using Fritzing. Click to enlarge image

Para mais informações, veja Pinagem do ESP8266 e como alimentar o ESP8266 e outros componentes.

Como o Sistema Funciona

O ESP8266 monitora a temperatura do sensor de temperatura.
Se a temperatura cair abaixo de um certo limite inferior, o ESP8266 ativa as resistências de aquecimento.
Quando a temperatura excede um limite superior específico, o ESP8266 desativa as resistências de aquecimento.

O ciclo se repete continuamente.

Código ESP8266 para Sistema de Resfriamento com sensor DS18B20

/* * Este código de ESP8266 NodeMCU foi desenvolvido por pt.newbiely.com * Este código de ESP8266 NodeMCU é disponibilizado ao público sem nenhuma restrição. * Para tutoriais completos e diagramas de ligação, visite: * https://pt.newbiely.com/tutorials/esp8266/esp8266-heating-system */ #include <OneWire.h> #include <DallasTemperature.h> #define SENSOR_PIN D7 // The ESP8266 pin connected to DS18B20 sensor's DQ pin #define RELAY_PIN D1 // The ESP8266 pin connected to relay which connected to heating element const int THRESHOLD_OFF = 20; // upper threshold of temperature, change to your desire value const int THRESHOLD_ON = 15; // lower threshold of temperature, change to your desire value OneWire oneWire(SENSOR_PIN); // setup a oneWire instance DallasTemperature DS18B20(&oneWire); // pass oneWire to DallasTemperature library float temperature; // temperature in Celsius void setup() { Serial.begin(9600); // Initialize the Serial to communicate with the Serial Monitor. DS18B20.begin(); // initialize the sensor pinMode(RELAY_PIN, OUTPUT); // initialize digital pin as an output } void loop() { DS18B20.requestTemperatures(); // send the command to get temperatures temperature = DS18B20.getTempCByIndex(0); // read temperature in Celsius if(temperature > THRESHOLD_OFF) { Serial.println("The heating element is turned off"); digitalWrite(RELAY_PIN, LOW); // turn off } else if(temperature < THRESHOLD_ON){ Serial.println("The heating element is turned on"); digitalWrite(RELAY_PIN, HIGH); // turn on } delay(500); }

No código acima, quando a temperatura é menor que 15°C, o ESP8266 ativa a resistência de aquecimento. A resistência de aquecimento permanece ligada até a temperatura subir acima de 20°C.

Passos Rápidos

Para começar com o ESP8266 no Arduino IDE, siga estes passos:

Confira o tutorial como configurar o ambiente para o ESP8266 no Arduino IDE se esta for a sua primeira vez usando o ESP8266.
Ligue os componentes como mostrado no diagrama.
Conecte a placa ESP8266 ao seu computador usando um cabo USB.
Abra o Arduino IDE no seu computador.
Escolha a placa ESP8266 correta, como (por exemplo, NodeMCU 1.0 (ESP-12E Module)), e a respectiva porta COM.
Conecte o seu ESP8266 ao computador com um cabo USB
Abra o Arduino IDE e selecione a placa e a porta corretas
Clique no ícone Libraries na barra à esquerda do Arduino IDE.
Pesquise por “Dallas” e localize a biblioteca DallasTemperature de Miles Burton.
Pressione o botão Install para instalar a biblioteca DallasTemperature.

ESP8266 NodeMCU biblioteca Dallas Temperature

Você será solicitado a instalar a dependência. Clique no botão Install All para instalar a biblioteca OneWire.

Copie o código acima e abra-o com o Arduino IDE.
Clique no botão Upload no Arduino IDE para compilar e fazer upload do código para o ESP8266.
Mude a temperatura do ambiente ao redor do sensor.
Veja a temperatura da resistência de aquecimento e do ambiente.

Conhecimento Avançado

A técnica mencionada acima é o controlador liga-desliga, também chamado de controlador sinalizador ou "bang-bang". É muito fácil implementar esse método.

Existe uma abordagem alternativa conhecida como controlador PID. Esse método de controle de temperatura é mais estável, mas é complexo e difícil de entender e colocar em prática. Por isso, o controlador PID não é muito usado.

Tutoriais Relacionados

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