ESP8266 - Élément chauffant

Ce tutoriel vous explique comment utiliser l'ESP8266 pour contrôler un élément chauffant. Par la suite, vous pourrez appliquer ces connaissances pour créer un système de chauffage dans un autre tutoriel.

Vous pouvez piloter l'élément chauffant depuis le NodeMCU avec un relais ou avec un module MOSFET. Le relais allume l'élément chauffant à fond (ON) ou l'éteint complètement (OFF). Le module MOSFET fait la même chose, mais il peut aussi donner une partie de la puissance à l'élément chauffant avec le PWM, donc vous choisissez la quantité de chaleur. Il est silencieux et n'a pas de contacts qui s'usent quand il commute souvent. Nous allons voir les deux méthodes ici.

Matériel Requis

1×ESP8266 NodeMCU ESP-12F
1×Alternativement: ESP8266 D1 Mini NodeMCU ESP-12F
1×Alternativement: ESP8266 NodeMCU ESP-12E (Uno-form)
1×Micro USB Cable
1×Alternativement: ESP8266 NodeMCU ESP-12F (SMD-form)
1×Câble USB Type-A vers Type-C (pour PC USB-A)
1×Câble USB Type-C vers Type-C (pour PC USB-C)
1×Relais
1×Alternativement: MOSFET Module (AOD4184, LR7843 or FR120N)
1×Élément chauffant
1×Adaptateur secteur 12V
1×Connecteur d'alimentation DC
1×Fils de connexion
1×Recommandé: Carte d'extension à bornier à vis pour ESP8266

Ou vous pouvez acheter les kits suivants:

1×Kit de Capteurs DIYables (18 capteurs/écrans)
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À propos de l'élément chauffant

Le brochage de l'élément chauffant

Brochage de l'élément chauffant ESP8266 NodeMCU

L'élément chauffant a généralement deux broches :

  • La broche positive (+) (rouge) doit être connectée au 12V de l'alimentation DC
  • La broche négative (-) (noire) doit être connectée au GND de l'alimentation DC

Comment contrôler un élément chauffant avec l'ESP8266

Si un élément chauffant de 12V est alimenté par une alimentation de 12V, il produit de la chaleur. Pour contrôler l'élément chauffant, un relais doit être utilisé entre l'ESP8266 et l'élément chauffant. L'ESP8266 peut alors contrôler l'élément chauffant via le relais.

Si vous ne connaissez pas les relais (brochage, fonctionnement, programmation, etc.), veuillez consulter le ESP8266 - Relais. pour plus d'informations.

Pour la deuxième méthode, vous avez besoin du module MOSFET. Son brochage et son fonctionnement interne sont expliqués dans le tutoriel ESP8266 - Module MOSFET.

Relais ou module MOSFET pour un élément chauffant

Caractéristique Relais Module MOSFET
Ce qu'il peut faire pleine chaleur ou pas de chaleur pleine chaleur, pas de chaleur, ou tout niveau de chaleur entre les deux (PWM)
Bruit un clic à chaque commutation silencieux
Vitesse lente (millisecondes) très rapide
Usure les contacts s'usent, encore plus s'il commute souvent rien ne bouge, donc rien ne s'use
Type d'élément chauffant AC ou DC DC uniquement
Alimentation de l'élément chauffant toute valeur prévue pour le relais 6V ou plus
Isolation oui, entre la bobine et les contacts oui, grâce à l'optocoupleur PC817
À utiliser pour éléments chauffants AC, simple ON/OFF éléments chauffants DC, réglage du niveau de chaleur, commutation fréquente

Une boucle de régulation de température commute souvent l'élément chauffant plusieurs fois par minute. Pour un élément chauffant DC de 12V, le module MOSFET gère mieux cela, et il vous permet de régler le niveau de chaleur. Un élément chauffant AC a toujours besoin du relais.

Diagramme de câblage

Schéma de câblage de l'élément chauffant ESP8266 NodeMCU

Cette image a été créée avec Fritzing. Cliquez pour agrandir l'image.

Pour plus d'informations, consultez Brochage ESP8266. et Comment alimenter l'ESP8266..

Code ESP8266

Le code ci-dessous allumera l'élément chauffant toutes les cinq secondes et l'éteindra toutes les cinq secondes, de manière répétée.

/* * Ce code ESP8266 NodeMCU a été développé par newbiely.fr * Ce code ESP8266 NodeMCU est mis à disposition du public sans aucune restriction. * Pour des instructions complètes et des schémas de câblage, veuillez visiter: * https://newbiely.fr/tutorials/esp8266/esp8266-heating-element */ #define RELAY_PIN D8 // The ESP8266 pin connected to the IN pin of relay // The setup function runs once on reset or power-up void setup() { // initialize the ESP8266 pin as an output. pinMode(RELAY_PIN, OUTPUT); } // The loop function repeats indefinitely void loop() { digitalWrite(RELAY_PIN, HIGH); // turn on heating element 5 seconds delay(5000); digitalWrite(RELAY_PIN, LOW); // turn off heating element 5 seconds delay(5000); }

Étapes rapides

Pour commencer avec l'ESP8266 sur Arduino IDE, suivez ces étapes :

  • Consultez le tutoriel Installation du logiciel ESP8266. si c'est la première fois que vous utilisez l'ESP8266.
  • Câblez les composants comme indiqué sur le schéma.
  • Connectez la carte ESP8266 à votre ordinateur via un câble USB.
  • Ouvrez Arduino IDE sur votre ordinateur.
  • Choisissez la bonne carte ESP8266, comme (par exemple, NodeMCU 1.0 (Module ESP-12E)), et son port COM.
  • Branchez le câble USB dans l'ESP8266 et votre ordinateur.
  • Lancez Arduino IDE, sélectionnez la carte et le port appropriés.
  • Collez le code dans Arduino IDE.
  • Cliquez sur le bouton Upload dans Arduino IDE pour envoyer le code à l'ESP8266.
  • Vérifiez la température de l'élément chauffant.

WARNING

Prenez garde. Cela peut vous nuire ainsi qu'à votre domicile. Il s'agit d'une question importante et nous voulons que vous soyez en sécurité. Si vous n'êtes pas absolument certain de ce que vous faites, il est préférable de ne rien manipuler. Consultez quelqu'un qui s'y connait ! Nous ne pouvons être tenus responsables de votre sécurité.

Explication du code

Découvrez l'explication ligne par ligne contenue dans les commentaires du code source !

ESP8266 - Régler le niveau de chaleur avec un module MOSFET

Dans cette partie, un module MOSFET remplace le relais. La broche D5 du NodeMCU envoie du PWM au module, et l'élément chauffant reçoit plus ou moins de puissance.

Diagramme de câblage

Schéma de câblage ESP8266 NodeMCU NodeMCU, élément chauffant et module MOSFET

Cette image a été créée avec Fritzing. Cliquez pour agrandir l'image.

  • D5 (GPIO14) du NodeMCU va sur PWM du module.
  • G (GND) du NodeMCU va sur GND du module.
  • Le fil plus de l'adaptateur 12V et le fil rouge (+) de l'élément chauffant vont tous les deux dans la borne +.
  • Le fil noir (−) de l'élément chauffant va sur la borne LOAD.
  • Le fil moins de l'adaptateur 12V va sur la borne −.

Un élément chauffant est juste une résistance, pas une bobine, donc aucune diode de roue libre (flyback) n'est nécessaire.

Code ESP8266

/* * Ce code ESP8266 NodeMCU a été développé par newbiely.fr * Ce code ESP8266 NodeMCU est mis à disposition du public sans aucune restriction. * Pour des instructions complètes et des schémas de câblage, veuillez visiter: * https://newbiely.fr/tutorials/esp8266/esp8266-heating-element */ const int MOSFET_PIN = D5; // ESP8266 pin D5 connected to the PWM pin of the MOSFET module void setup() { Serial.begin(9600); pinMode(MOSFET_PIN, OUTPUT); analogWrite(MOSFET_PIN, 0); // start with the load OFF } void setLoad(int percent) { int duty = map(percent, 0, 100, 0, 255); // convert 0-100% to 0-255 analogWrite(MOSFET_PIN, duty); Serial.print("Load power: "); Serial.print(percent); Serial.println("%"); } void loop() { // turn the load fully ON, then fully OFF Serial.println("Load: ON"); setLoad(100); delay(2000); Serial.println("Load: OFF"); setLoad(0); delay(2000); // increase the power step by step (PWM) for (int percent = 10; percent <= 100; percent += 10) { setLoad(percent); delay(500); } // decrease the power step by step (PWM) for (int percent = 90; percent >= 0; percent -= 10) { setLoad(percent); delay(500); } delay(1000); }

Ce code donne la pleine puissance à l'élément chauffant pendant 2 secondes, puis aucune puissance pendant 2 secondes. Ensuite, la puissance monte de 10% à 100% et redescend à 0%. Un élément chauffant chauffe et refroidit lentement, donc vous ne sentirez pas chaque étape tout de suite. Pour sentir un changement net, gardez un seul niveau de puissance pendant plus longtemps.

Étapes rapides

  • Préparez l'Arduino IDE et sélectionnez la carte NodeMCU comme décrit dans les Étapes rapides du relais ci-dessus.
  • Faites le câblage selon le schéma, avec l'adaptateur 12V pas encore branché.
  • Téléversez le code ci-dessus sur le NodeMCU.
  • Branchez l'adaptateur 12V. Ne touchez pas l'élément chauffant, car il devient chaud.
  • Ouvrez le Moniteur série à 9600 bauds pour voir le niveau de puissance.
∞
Newbiely | Arduino IDE 2.3.8
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Sketch
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Nodemcu 1.0 (ESP-12E Module)
Newbiely.ino
···
8 Serial.println("Hello World!");
Output
Serial Monitor
Message (Enter to send message to 'Nodemcu 1.0 (ESP-12E Module)' on 'COM15')
New Line
9600 baud
Load: ON Load power: 100% Load: OFF Load power: 0% Load power: 10% Load power: 20% Load power: 30% Load power: 40% Load power: 50% Load power: 60% Load power: 70% Load power: 80% Load power: 90% Load power: 100% Load power: 90% Load power: 80% Load power: 70% Load power: 60% Load power: 50% Load power: 40% Load power: 30% Load power: 20% Load power: 10% Load power: 0%
Ln 11, Col 1
Nodemcu 1.0 (ESP-12E Module) on COM15
2

Astuce : le module MOSFET commute uniquement du courant continu, et il a besoin d'une alimentation d'environ 6V ou plus pour l'élément chauffant. Pour un élément chauffant qui fonctionne sur le secteur AC, utilisez le relais.

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