Клімат контроль з передачею даних в мобільний додаток телеграм

2023-05-19

Із появою смартфонів наше життя значно змінилося. Зранку простіше подивитись температуру на вулиці по смартфону ніж підійти до термометра на балконі. Недоліком цього є неточність отриманої інформації. Виправити це допоможе простий пристрій для вимірювання температури із передачею показань в мобільний додаток телеграм. Для збільшення функціональності пристрою додатково зробимо вимірювання температури та вологості в кімнаті.

Функції розроблюваного пристрою:

• Вимірювання температури на вулиці.
• Вимірювання температури та вологості в приміщенні.
• За запитом користувача передача результатів вимірювання в мобільний додаток телеграм.

Реєстрація телеграм-бота.

На першому етапі потрібно зареєструвати телеграм-бота та отримати його «token». Створення телеграм-бота багато разів описано в різних статтях, наприклад, тому в даній статті цей етап пропущено. В результаті реєстрації телеграм бота необхідно зберегти його «token», який буде використаний при написанні програмного забезпечення.

Збірка пристрою.

Список потрібних модулів:

• мікроконтролер ESP32
• датчик температури DS18B20 в захисному чохлі
• модуль вимірювання температури і вологості GY-21

Електрична схема пристрою дуже проста (малюнок 1), її можна зібрати на макетній платі (малюнок 2).

Малюнок 1 - Електрична схема пристрою

Малюнок 2 - Приклад зібраного пристрою

Програмування пристрою.

В якості середовища для розробки програми та прошивки ESP32 використано Arduino IDE. Якщо для програмування ESP32 Arduino IDE використовується вперше, тоді необхідно виконати установку програмного забезпечення для роботи із мікроконтролером ESP32. Як це зробити детально описано в статті «Installing the ESP32 Board in Arduino IDE»

Список використаних бібліотек:

• Для обмена данными между ESP32 и телеграмм используется библиотека «Universal-Arduino-Telegram-Bot»
• Для роботи бібліотеки «Universal-Arduino-Telegram-Bot» також потрібно встановити бібліотеку «ArduinoJson»
• Дані із DS18B20 отримуємо за допомогою бібліотеки «OneWire»
• Дані із GY-21 - отримуємо за допомогою бібліотеки «SparkFun_Si7021_Breakout_Library»

Розглянемо спрощений алгоритм роботи пристрою:

• Підготовка пристрою до роботи:
  • ініціалізація змінних та об’єктів для роботи із датчиками та телеграм ботом;
  • налаштування модулю обміну даними із комп’ютером (Serial). Потрібно для відладки програми та контролю її роботи;
  • підключення ESP32 до WIFI мережі;
  • запис швидких команд для телеграм бота;
• Очікування повідомлення від телеграм бота, та обробка запиту від користувача.
• Якщо від користувача надійшло повідомлення «/status», в телеграм бот пересилається відповідь: «I am working! Everything is fine».
• Якщо надійшло повідомлення «/report», тоді виконуються вимірювання температур та вологості і формується повідомлення в яке включені результати вимірювань. Потім це повідомлення пересилається в телеграм бот.
• Повторення роботи програми починаючи із пункту 2.

Текст програми приведений в кінці статті.

Приклад роботи телеграм боту під керуванням ESP32 приведено на малюнках 3 - 6.

Малюнок 3 - Перелік швидких команд користувача в телеграм боті

Малюнок 4 - Перевірка працездатності пристрою

Малюнок 5 - Виведені телеграм ботом результати вимірювання температури та вологості

Малюнок 6 - Звіти ESP32 по роботі програми надіслані в монітор порту

Висновок.

Розроблений пристрій є цікавим як з точки зору практичного використання, так і в якості шаблону для розробки більш складних за функціонуванням пристроїв. Наприклад, не змінюючи конструкцію пристрою, можна запрограмувати автоматичне пересилання повідомлень користувачеві у заданий час (наприклад кожного ранку о 7.00). Інше вдосконалення - додаткове встановлення датчику тиску та дощу, що дасть можливість виводити прогнози щодо можливих опадів протягом дня.

Посилання:

• текст програми