Monitor za posodo za olje WiFi: 6 korakov (s slikami)

2024 Avtor: John Day | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2024-01-30 12:02

Koliko goriv je ostalo v rezervoarju kurilnega olja, lahko preverite na več načinov. Najpreprostejši način je, da uporabite merilno palico, zelo natančno, vendar ne preveč zabavno v hladnem zimskem dnevu. Nekateri rezervoarji so opremljeni z merilno cevjo, ki ponovno daje neposreden prikaz ravni olja, vendar cev s starostjo porumeni in otežuje branje. Še huje, lahko so vzrok puščanja olja, če niso izolirani. Druga vrsta merilnika uporablja plovec, ki poganja številčnico. Ni posebej natančen in mehanizem se lahko sčasoma zaseže.

Tisti z globokimi žepi lahko kupijo daljinski senzor, ki si ga lahko ogledate v hiši. Senzor, ki ga poganja baterija, običajno ultrazvočni, prenaša globino olja v sprejemnik v hiši. Za ogled nivoja olja lahko uporabite samostojni sprejemnik, ki ga poganja omrežje, ali pa je sprejemnik lahko povezan z internetom za daljinsko spremljanje. Potreben je senzor WiFi, povezan z baterijo, ki lahko spremlja rezervoar več let naenkrat in pošlje e -poštni opomniki, ko se nivo olja zniža. Takšna naprava je opisana v tem navodilu. Senzor meri globino olja tako, da meri, koliko časa traja, da se svetloba odbije nazaj od površine olja. Vsakih nekaj ur modul ESP8266 poišče senzor in podatke prenese v internet. Brezplačna storitev ThingSpeak se uporablja za prikaz ravni olja in pošiljanje opomnika po nizki ravni olja.

Zaloge

Spodaj so navedene glavne komponente, uporabljene v tem projektu. Najdražji izdelek je senzor globine, modul VL53L1X, ki ga najdete na spletu za približno 6 USD. Pazite, da ne izberete prejšnje generacije VL53L0X, čeprav cenejši, ima slabše zmogljivosti in zahteva drugačno programsko opremo. Druga ključna postavka je modul ESP8266. Različice z vgrajenimi regulatorji napetosti in vmesnikom USB so vsekakor enostavnejše za uporabo, vendar z višjo stopnjo pripravljenosti, ki ni idealna za delovanje z baterijo. Namesto tega se osnovni modul ESP-07 uporablja z možnostjo zunanje antene za dodaten doseg. Komponente, uporabljene v tem projektu, so:

• Držalo za baterije AA
• VL53L1X modul za merjenje razdalje
• BAT43 Shottky dioda
• 2N2222 tranzistor ali podobno
• 100nF kondenzator
• 2 x 5k upori
• 1 x 1k upor
• 2 upori 470 Ohm
• Modul serijskega vmesnika FT232RL
• Litij -tionil kloridna baterija velikosti AA
• Modul mikrokrmilnika ESP-07
• Razno, žica, škatla itd.

1. korak: Izbira senzorja

Ultrazvočni senzorji se običajno uporabljajo za merjenje nivoja olja tako v komercialnih kot pri projektih sam. Ultrazvočni HC-SR04 ali novejši HS-100, ki je na voljo, se pogosto uporablja v domačih monitorjih po ceni približno 1 USD. Na klopi so delovali dobro, vendar so dali naključne odčitke, ko so kazali navzdol po odzračevalni cevi rezervoarja za olje, da bi našli površino olja. To je verjetno posledica odsevov različnih površin v jeklenem rezervoarju, plastični rezervoar bi lahko deloval bolje. Namesto tega je bil namesto tega preizkušen optični senzor VL53L1X Time of Flight. Odčitki iz rezervoarja so bili veliko bolj stabilni, zato je bila ta vrsta senzorja uporabljena kot alternativa. V podatkovnem listu za VL53L1X so informacije o ločljivosti tega senzorja v različnih merilnih pogojih, glejte sliko. Če uporabite čas vzorčenja 200 ms, dobite ločljivost nekaj mm. Brez dvoma so bile številke podatkovnih listov posnete v najboljših možnih laboratorijskih pogojih, zato je bil senzor opravljen hiter test za preverjanje ločljivosti. Tipalo je bilo nameščeno nad odzračevalno cevjo rezervoarja za olje in nekaj tisoč odčitkov je bilo zabeleženih s časovnim proračunom 200 ms. Razporeditev odčitkov v rezervoarju potrjuje, da lahko ta senzor meri nivo olja z ločljivostjo približno +/- 2 mm. V daljšem časovnem obdobju obstaja dnevni trend, ko raven olja čez noč pade za nekaj mm in si opomore čez dan. Najverjetnejši vzrok je krčenje olja, ko se je čez noč ohladilo in se v toplini podnevi spet razširilo. Morda je zgodba o količinskem nakupu olja v hladnem dnevu navsezadnje resnična.

2. korak: Shema vezja

Shema vezja prikazuje, kako je modul ESP-07 priključen na VL53L1X. Vmesnik USB FT242 je začasno priključen na ESP-07 za nalaganje programske opreme in preverjanje delovanja. Ko ESP-07 preide v globok spanec, tok pade na približno 20 uA, signal za prebujanje ponastavi napravo prek diode. Senzor je mogoče preklopiti v stanje pripravljenosti z vtičem XSHUT, vendar se je izkazalo, da je lažje vklopiti senzor vklopite in izklopite s tranzistorjem. Ko se ESP-07 prebudi, se senzor vklopi in izklopi, ko se odčita. To ima tudi prednost pri odpravljanju toka VL53L1X v stanju pripravljenosti. Ko gre za nalaganje novega programa, se mora 5k upor držati med zemljo in GPIO0, ko je enota vklopljena za vstop v način bliskavice. Ko naložite kodo, vklopite in izklopite napravo, da deluje normalno.

3. korak: Napajanje baterije

Za napajanje tega projekta se uporablja ena baterija litij-tionil klorida velikosti AA (Li-SOCI2). Če iščete po internetu, bi morali najti dobavitelje te vrste baterij za samo 2 USD. Velika prednost teh baterij je stabilnih 3,6 V v življenjski dobi baterije, kar je idealno za napajanje čipa ESP8266 brez potrebe po dodatni regulaciji napetosti. Rezervoar kurilnega olja traja več mesecev, zato je treba nivo olja preveriti le nekajkrat največ dan. Meritve na dokončanem monitorju so dale globok tok spanja 22uA. Napetostna valovna oblika na 0,5 ohmskem uporu v vezju baterije je v budnem stanju kazala povprečni tok 75 mA za 6,9 sekunde, več kot eno leto pa bo vezje v stanju spanja porabilo 193 mAh. Če merite nivo olja vsakih 7 ur, se letno porabi 180 mAh. Na tej podlagi bo baterija s kapaciteto 2600 mAh zdržala več kot 6 let.

4. korak: Programska oprema

Knjižnica Pololu Arduino VL53L1X se uporablja za inicializacijo senzorja dosega in dostop do odčitkov razdalje. Koda za pošiljanje podatkov v ThingSpeak izvira iz njihovega primera senzorja vlage, nekaj dodatne kode pa poganja tranzistor, ki napaja senzor. ESP8266 lahko globoko spi do 70 minut in se zbudi. To težavo lahko rešite tako, da omogočite, da se čip prebudi in ga takoj preklopi v stanje spanja, pri čemer se šteje v pomnilniku. Ko se monitor poveže z vašim omrežjem WiFi, boste morali v kodo vključiti svoj SSID in geslo WiFi. Če uporabljate ThingSpeak, dodajte kodo API -ja. Skica Arduino za nalaganje je priložena v besedilni datoteki. Kopirati ga bo treba v vaš Arduino IDE. Preden kodo utripate, pred vklopom priključite GPIO0 na ozemljitev prek upora 5k. Koda za povezavo ESP-07 z omrežjem WiFI se pogosto uporablja v drugih projektih. V tem primeru je bilo v povezovalni zanki potrebno veliko dlje časa za preverjanje vzpostavitve povezave. Običajno se uporablja približno 500 ms, vendar je bilo pri tej nastavitvi WiFi potrebnih 5000 ms, kar je vredno prilagoditi, če obstajajo težave s povezavo. Podrobnosti o prejemanju e -poštnih opomnikov od ThingSpeak so opisane v navodilih za nadzor soli za mehčanje vode.

5. korak: Montaža

Sestavni deli monitorja so povezani v slogu "ptičje gnezdo" okrog modula ESP-07 in zapirajo vse, kar lahko pride do kratkega stika. Modul se zaradi preveč toplote zlahka poškoduje, zato je treba te povezave enkrat in hitro spajkati. Monitor je sestavljen v dveh fazah. Najprej sta senzor in ESP-07 povezana z začasnim vmesnikom USB za programiranje ESP-07 z uporabo Arduino IDE. Če uporabite kratek čas spanja 10 sekund, bo kmalu prikazano, ali se čip povezuje z omrežjem WiFi in pošilja odčitke na ThingSpeak. Ko vse deluje pravilno, se čip ponovno programira z želenimi časi mirovanja. Rdečo LED diodo je treba izvleči iz modula, da zmanjšate porabo toka. Če je priključena tudi zunanja antena, je treba odstraniti tudi keramično antensko povezavo. Ne upravljajte čipa brez antene, moč bo prepražila čip, ne pa šla v vesolje. Druga stopnja vključuje odstranitev adapterja USB in namestitev komponent v škatlo. Modul VL53L1X je bil nameščen v odzračevalnem pokrovčku rezervoarja z dvema najlonoma odstopite od distančnikov. Prepričajte se, da ima senzor jasen pogled na površino olja, da na poti ni listov, pajčevine ali pajkov. Povezovalni kabel imejte tudi daleč od senzorja, da preprečite lažne odseve.

6. korak: Namestitev

Odzračevalni pokrov se namesti na rezervoar za olje in se prepriča, da je raven in brez ovir od senzorja do površine olja. Monitor je nameščen ob zračniku, majhni magneti so bili namenjeni, da je škatla na mestu. S plastičnimi rezervoarji to ne bo delovalo! Sedaj sedite in preverite nivo olja iz svojega doma.

Kliknite, če si želite ogledati nivo rezervoarja za olje.