Zgradite čitalnik prostornine rezervoarja v manj kot 30 USD z uporabo ESP32: 5 korakov (s slikami)

2024 Avtor: John Day | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2024-01-30 12:04

Internet stvari je v domove številnih obrtnih pivovarjev in vinarjev prinesel veliko prej kompleksnih aplikacij za naprave. Aplikacije s senzorji nivoja se že desetletja uporabljajo v velikih rafinerijah, čistilnih napravah in kemičnih obratih. Ker se cene senzorjev znižujejo, lahko zdaj tako industrija kot DIY spremljata količino katerega koli rezervoarja, sodčka ali posode.

Senzorji, ki so na voljo na odprtem trgu, lahko zaznajo karkoli in so ustrezno razvrščeni. Senzor, ki se uporablja za merjenje vlažnosti, se imenuje senzor vlažnosti, tlak se imenuje senzor tlaka, razdalja se imenuje senzorji položaja itd. Na podoben način se senzor, ki se uporablja za merjenje ravni tekočine, imenuje senzor nivoja.

Senzorji nivoja se uporabljajo za merjenje nivoja tekočih snovi. Takšne snovi vključujejo tekočine, kot so voda, olje, gnojevka itd., Pa tudi trdne snovi v obliki zrn/prahu (trdne snovi, ki lahko tečejo). Te snovi se zaradi gravitacije navadno usedejo v rezervoarje in ohranijo svojo raven v stanju mirovanja. V tem priročniku se boste naučili, kako sestaviti svoj domači senzor nivoja, temperature in vlažnosti. Vključena so tudi navodila za uporabo na novo zbranih podatkov prek Ubidots, platforme za omogočanje aplikacij.

1. korak: Zahteve

• ESP32
• Ultrazvočni senzor - HC -SR04
• Senzor DHT11
• Plastična zaščitna torbica
• Mostične žice
• Kabel mikro USB
• Arduino IDE 1.8.2 ali višji

• Ubidots račun - ali - licenca STEM

2. korak: Ožičenje in ohišje

Senzor HC-SR04 (ultrazvočni senzor) deluje s 5V logiko. Sledite tabelam in diagramu, da vzpostavite pravilne povezave med ESP32 in ultrazvočnim senzorjem, tudi med ESP32 in senzorjem DHT11 (senzor temperature in vlažnosti).

Zgradil sem majhen prototip z rezervoarjem v velikosti, ki prikazuje funkcije senzorja, vendar bi moral biti zadnji prototip z ohišjem podoben zgornjemu.

Kot lahko vidite, mora biti ultrazvočni senzor na vrhu rezervoarja, zato bomo z njim lahko izmerili razdaljo med zgornjim delom rezervoarja in končno točko snovi. Nato postavite temperaturo in vlažnost senzorji za spremljanje okolja.

3. korak: Če želite programirati svojo povezano napravo, se povežite z Arduino IDE

Preden začnete z ESP32, nastavite svojo ploščo z Arduino IDE. Če niste seznanjeni z nastavitvijo plošče, si oglejte spodnji članek in sledite korakom po korakih, dokler ne sestavite plošče:

ESP32-DevKitC povežite z Ubidots

Ko je plošča sestavljena, namestite knjižnice, potrebne za zagon senzorjev: "PubSubClient" in "DHT:"

Pojdite na Sketch/Program -> Include Library -> Library Manager in namestite knjižnico PubSubClient. Če želite preprosto najti pravo knjižnico, v iskalni vrstici poiščite PubSubClient

2. Pojdite v shrambo knjižnice, če želite prenesti knjižnico DHT. Za prenos knjižnice kliknite zeleni gumb z imenom "Kloniraj ali prenesi" in izberite "Prenesi ZIP".

3. Zdaj, nazaj v Arduino IDE, kliknite Sketch -> Include Library -> Add. ZIP Library

4. Izberite datoteko. ZIP za DHT in nato »Sprejmi« ali »Izberi«

5. Zaprite Arduino IDE in ga znova odprite. Potreben je ponovni zagon; prosim, ne preskočite tega koraka.

Zdaj je čas za začetek kodiranja:) Kopirajte spodnjo kodo in jo prilepite v Arduino IDE.

Kodo poiščite na naslednji povezavi.

Nato določite parametre: ime in geslo za Wi-Fi ter vaš edinstven žeton Ubidots TOKEN. Če ne veste, kako najti vaš Ubidots TOKEN, si oglejte ta članek spodaj.

Kako do svojega žetona Ubidots

Ko prilepite kodo in dodelite ustrezen wifi, preverite v Arduino IDE. Če želite preveriti, boste v zgornjem levem kotu našega Arduino IDE videli spodnje ikone. Izberite ikono kljukice, da potrdite katero koli kodo. Ko preverite, boste v Arduino IDE prejeli sporočilo "Končano prevajanje".

Nato kodo naložite v svoj ESP32. Izberite ikono puščice desno poleg ikone kljukice za nalaganje. Ko naložite, boste v Arduino IDE prejeli sporočilo »Končano nalaganje«.

S tem vaš senzor zdaj pošilja podatke na Ubidots Could!

4. korak: Upravljanje podatkov v ubidotih

Če je vaša naprava pravilno povezana, boste v razdelku z napravo v aplikaciji Ubidots videli novo napravo. Ime naprave bo "esp32", tudi znotraj naprave boste videli spremenljivke razdalja, vlažnost in temperatura:

Če želite imena naprav in spremenljivk spremeniti v prijaznejša, si oglejte ta članek:

Kako prilagoditi ime naprave in ime spremenljivke

Nato moramo za izračun prostornine tekočih snovi v rezervoarju ustvariti izpeljano spremenljivko za izračun vrednosti prostornine.

Izpeljana spremenljivka nam omogoča gradnjo operacij z uporabo privzetih spremenljivk, zato bomo v tem primeru uporabili formulo prostornine z značilnostjo valjastega rezervoarja, kjer:

• Pi = razmerje med obsegom kroga in njegovim premerom (konstanta)
• r = polmer rezervoarja
• h = višina rezervoarja

Kliknite na "Spremenljivo" in izberite "Izpeljano". Kot lahko vidite v novem oknu, morate formulo priložiti v polje.

Ko priložite formulo z značilnostmi vašega rezervoarja, izberite spremenljivko "razdalja".

Ko vnesete formulo, se bo vaš obseg začel brati v aplikaciji Ubidots.

5. korak: Rezultati

Zdaj je vaš senzor pripravljen za delo! Zgoraj si lahko ogledate delovanje senzorja nivoja pri različnih glasnostih.

Če želite izvedeti več o pripomočkih in dogodkih Ubidots, si oglejte te video vaje.