Como fazer um sensor de temperatura e umidade para automação residencial

2023/01/20

Você pode construir rapidamente um sensor digital de temperatura e umidade DIY com um módulo de exibição OLED para mostrar a temperatura e a umidade do seu quarto. Você também pode integrar este sensor climático DIY em seu software de automação residencial inteligente, como um servidor Home Assistant, para automatizar sua unidade HVAC (ar condicionado), ventilador ou umidificador para controle de temperatura e umidade.

Coisas que você vai precisar

Você precisará dos seguintes componentes para construir um sensor DIY inteligente de temperatura e umidade,

Um sensor digital de temperatura/umidade AHT10 de alta precisão
Uma placa Wemos D1 Mini ou NodeMCU
Uma tela OLED SSD1306 128 × 64
Alguns fios jumper (DuPont)
Um impresso em 3D ou qualquer caso para montar os componentes
Ferro de solda e estanho
Um servidor Home Assistant rodando em um Raspberry Pi ou qualquer hardware x86 ou x64 compatível. Se quiser saber mais, você pode aprender sobre o Home Assistant e como ele funciona antes de começar.

Etapa 1: preparar o firmware

Você precisa compilar e preparar o firmware usando o complemento ESPHome em seu servidor Home Assistant. As etapas são as seguintes:

No servidor Home Assistant, vá para Configurações > Complementos e clique no botão Loja de Complementos .
Pesquise por ESPHome e clique no complemento ESPHome nos resultados da pesquisa. Não clique em ESPHome (dev) ou ESPHome (beta).
Clique no botão Instalar .
Após a instalação, clique em Iniciar . Além disso, ative as opções Iniciar na inicialização , Watchdog e Mostrar na barra lateral .
Clique em Abrir IU da Web e clique em +Novo dispositivo .
Digite o nome do dispositivo, como “climate-sensor” e clique em Avançar .
Escolha Escolher uma placa específica e selecione a placa Wemos D1 Mini na lista.
Clique em Avançar > Ignorar . Escolha ESP8266 se estiver usando a placa NodeMCU.
Clique na opção Editar e faça as seguintes alterações na janela do editor YAML.

Adicione suas credenciais de Wi-Fi:

wifi: ssid: "YourWiFiSSID" password: "WiFiPassword"

Em seguida, cole o seguinte código logo abaixo da linha captive_portal ::

web_server: port: 80

i2c: sda: D2 scl: D1 scan: True


time:
- platform: sntp
  id: my_time
sensor:
  - platform: aht10
    temperature:
      name: "Living Room Temperature"
      id: temp
    humidity:
      name: "Living Room Humidity"
      id: hum
    update_interval: 10s
  - platform: uptime
    name: "Station Bureau Uptime Sensor"
  - platform: wifi_signal
    name: "Station Bureau WiFi Signal"
    update_interval: 30s 
font:
  - file: 'slkscr.ttf'
    id: font1
    size: 12
  - file: 'BebasNeue-Regular.ttf'
    id: font2
    size: 15
  - file: 'arial.ttf'
    id: font3
    size: 15
display:
  - platform: ssd1306_i2c
    model: "SSD1306 128x64"
    reset_pin: D0
    address: 0x3C
    rotation: 180&deg;
    lambda: |-
      // Print "Ravi Smart Home"in top center.
      it.printf(64, 0, id(font1), TextAlign::TOP_CENTER, "Ravi Smart Home");
      // Print temperature (from AHT10 sensor)
      if (id(temp).has_state()) {
        it.printf(127, 23, id(font3), TextAlign::TOP_RIGHT,  "Temperature: %.1f&deg;", id(temp).state);
      }

// Print Humidity (from AHT10 sensor) if (id(hum).has_state()) { it.printf(127, 60, id(font3), TextAlign::BASELINE_RIGHT, "Humidity: %.1f", id(hum).state); }

Substitua “Ravi Smart Home” pelo seu próprio título. Depois de adicionar e atualizar o código, clique em Salvar e em Instalar .

Escolha Conectar a este computador na lista de opções e aguarde a compilação do firmware. Isso pode levar de 10 a 15 minutos.

Após a compilação do firmware, clique no botão Baixar projeto . Isso fará o download do arquivo Climate-sensor.bin compilado em seu sistema.

Etapa 2: atualize o firmware para D1 Mini ou NodeMCU

Para atualizar o firmware baixado no D1 Mini ou NodeMCU, você pode usar o instalador da Web ou Para atualizar o firmware, você pode usar a ferramenta flash baseada na Web ou a ferramenta ESPHome-Flasher para o seu sistema Windows, Linux ou Mac. Siga as etapas abaixo para atualizar o firmware usando o instalador baseado na web:

Depois de baixar o firmware, você verá a opção Open ESPHome web . Clique nisso. Isso abrirá uma nova janela.
Clique no botão Conectar , selecione a porta COM e clique no botão Conectar . Se a placa não for detectada, instale os drivers CH240/CH341.
Clique em Instalar > Escolher arquivo e escolha o arquivo de firmware Climate -sensor -factory.bin .
Por fim, clique no botão Instalar . Aguarde até que a ferramenta web ESPHome termine o flash do firmware.

Uma vez que o firmware é atualizado, vá para o painel do ESPHome e encontre o arquivo weather-sensor.bin . Ele deve exibir o status como ONLINE .

Etapa 3: adicionar sensor de clima ao painel do assistente doméstico

Agora você pode adicionar o sensor climático ao painel do Home Assistant seguindo estas etapas:

No servidor Home Assistant, vá para Configurações > Dispositivos e serviços .
O dispositivo do sensor climático deve ser descoberto e visível automaticamente. Clique no botão CONFIGURAR e depois em ENVIAR . Isso adicionará o dispositivo à lista de dispositivos ESPHome.
Clique no sensor climático listado em ESPHome e, em seguida, clique no link 1 dispositivo .
Clique em ADICIONAR AO PAINEL > Visualizar > ADICIONAR AO PAINEL . Escolha a sala desejada onde deseja adicionar o sensor.

Passo 4: Conecte o AHT10 ao D1 Mini ou NodeMCU

Consulte as instruções a seguir para conectar o sensor de temperatura e umidade AHT10 à placa do microcontrolador D1 Mini ou NodeMCU usando os fios jumper.

Conecte o pino VIN do display AHT10 e OLED ao pino 5V do D1 Mini ou pino 3.3V no NodeMCU.
Conecte o pino GND do display AHT10 e OLED ao pino G no D1 Mini ou NodeMCU.
Conecte o pino SCL do display AHT10 e OLED ao pino D1 do NodeMCU ou D1 Mini.
Conecte o pino SDA do display AHT10 e OLED ao pino D2 do NodeMCU ou D1 Mini.

Você precisará de um ferro de solda para soldar esses componentes. Você pode aprender a soldar antes de tentar este projeto DIY.

Depois de conectar o AHT10 e o display OLED, você pode verificar os valores de temperatura e umidade no display OLED e no painel do Home Assistant.

valores de temperatura e umidade exibidos no painel do assistente doméstico

Os valores mudarão em tempo real. Assim, você pode verificar se está funcionando corretamente soprando no sensor AHT10. Fazendo isso, os valores de temperatura e umidade serão alterados instantaneamente. Depois que os testes forem bem-sucedidos, você pode incluir os componentes em uma caixa impressa em 3D, como esta da Thingiverse .

sensor de umidade de temperatura DIY em caixa impressa em 3D

Você também pode configurar a integração do Amazon Alexa ou do Google Assistant no Home Assistant para receber notificações e alertas de voz quando os níveis de temperatura ou umidade excederem ou caírem para um determinado nível.

Seu sensor climático digital está pronto

É assim que você pode construir um sensor digital inteligente de temperatura e umidade baseado em Wi-Fi para o seu quarto e integrá-lo ao servidor Home Assistant para criar automação e acionar outros dispositivos inteligentes. Por exemplo, você pode adicionar automação para desligar uma unidade HVAC quando a temperatura e/ou umidade atingir ou cair para um determinado nível.