Monitorul rezervorului de ulei WiFi: 6 pași (cu imagini)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Modificat ultima dată: 2024-01-30 11:41

Există mai multe moduri de a verifica cât de mult combustibil a rămas în rezervorul de ulei de încălzire. Cea mai simplă modalitate este de a utiliza o jojă, foarte precisă, dar nu prea distractivă într-o zi rece de iarnă. Unele rezervoare sunt echipate cu un tub de vizualizare, oferind din nou o indicație directă a nivelului de ulei, dar tubul se îngălbeneste odată cu înaintarea în vârstă, ceea ce face dificilă citirea. Și mai rău, ele pot fi o cauză a scurgerilor de ulei dacă nu sunt izolate. Un alt tip de manometru folosește un flotor care acționează un cadran. Nu este deosebit de precis și mecanismul se poate confrunta în timp.

Cei cu buzunare adânci pot cumpăra un senzor de la distanță care poate fi vizualizat în interiorul casei. Un senzor acționat de baterie, de obicei ultrasonic, transmite adâncimea de ulei către un receptor din casă. Un receptor autonom alimentat de la rețea poate fi utilizat pentru a vizualiza nivelul de ulei sau receptorul poate fi conectat la internet pentru monitorizarea de la distanță. memento-uri prin e-mail atunci când nivelul uleiului scade. Un astfel de dispozitiv este descris în acest manual. Un senzor măsoară adâncimea uleiului temporizând cât durează lumina să se reflecte de la suprafața uleiului. La fiecare câteva ore, un modul ESP8266 sondează senzorul și transmite datele către internet. Serviciul gratuit ThingSpeak este utilizat pentru afișarea nivelului de ulei și trimiterea unui e-mail de reamintire atunci când nivelul de ulei este scăzut.

Provizii

Principalele componente utilizate în acest proiect sunt enumerate mai jos. Cel mai scump articol este senzorul de adâncime, un modul VL53L1X care poate fi găsit online pentru aproximativ 6 USD. Aveți grijă să nu selectați generația anterioară VL53L0X, deși este mai ieftină, are performanțe inferioare și necesită software diferit. Celălalt element cheie este modulul ESP8266. Versiunile cu regulatoare de tensiune la bord și interfață USB sunt cu siguranță mai ușor de utilizat, dar la un nivel superior de curent de așteptare, nu sunt ideale pentru funcționarea bateriei. În schimb, modulul de bază ESP-07 este utilizat cu opțiunea unei antene externe pentru o gamă suplimentară. Componentele utilizate în acest proiect sunt:

• Suport baterie AA
• Modul de variație VL53L1X
• Diodă Shottky BAT43
• 2N2222 tranzistor sau similar
• Condensator 100nF
• 2 rezistoare 5k
• 1 rezistor 1 x 1k
• 2 rezistențe de 470 Ohm
• Modul adaptor serial FT232RL
• Baterie clorură de litiu tionil de dimensiune AA
• Modul de microcontroler ESP-07
• Diverse, sârmă, cutie etc.

Pasul 1: Alegerea senzorului

Senzorii cu ultrasunete sunt în general utilizați pentru măsurarea nivelului de ulei atât în scop comercial, cât și în proiecte DIY. HC-SR04 cu ultrasunete ușor disponibil sau noul HS-100 sunt adesea utilizate în monitoare de casă la un cost de aproximativ 1 dolar sau cam așa ceva. Au funcționat bine pe bancă, dar au dat citiri aleatorii atunci când au arătat în jos conducta de aerisire a rezervorului de ulei pentru a localiza suprafața uleiului. Acest lucru s-a datorat probabil reflecțiilor de la diferitele suprafețe din rezervorul de oțel, un rezervor de plastic poate funcționa mai bine. Ca alternativă, a fost încercat un senzor optic VL53L1X Time of Flight. Citirile din rezervor au fost mult mai stabile, astfel încât acest tip de senzor a fost urmărit ca alternativă. Fișa tehnică pentru VL53L1X oferă informații despre rezoluția acestui senzor în condiții de măsurare diferite, a se vedea imaginea. Utilizarea unui timp de eșantionare de 200 ms oferă o rezoluție de câțiva mm. Fără îndoială, numerele fișei tehnice au fost luate în cele mai bune condiții de laborator posibile, astfel încât senzorului i s-a făcut un test rapid pentru a verifica rezoluția. Senzorul a fost poziționat peste conducta de aerisire a rezervorului de ulei și câteva mii de citiri înregistrate folosind un buget de sincronizare de 200 ms. Un grafic de distribuție a citirilor din rezervor confirmă faptul că acest senzor poate măsura nivelul uleiului cu o rezoluție de aproximativ +/- 2mm. Pe o perioadă mai lungă de timp, există o tendință zilnică în care nivelul uleiului scade cu câțiva mm peste noapte și se recuperează în timpul zilei. Cea mai probabilă cauză este că uleiul se contractă, deoarece s-a răcit peste noapte și s-a extins din nou în căldura zilei. Poate că povestea despre cumpărarea petrolului în volum într-o zi rece este adevărată până la urmă.

Pasul 2: Diagrama circuitului

Diagrama circuitului arată modul în care modulul ESP-07 este conectat la VL53L1X. Un adaptor USB FT242 este conectat temporar la ESP-07 pentru încărcarea software-ului și verificarea funcționării. Când ESP-07 este pus în somn profund, curentul scade la aproximativ 20 uA, un semnal de trezire resetează dispozitivul prin diodă. Este posibil să puneți senzorul în standby folosind pinul XSHUT, dar sa dovedit mai ușor să alimentați senzorul pornit și oprit folosind un tranzistor. Când ESP-07 se trezește, senzorul este pornit și apoi oprit odată ce citirea este efectuată. Acest lucru are și avantajul de a elimina curentul de așteptare VL53L1X. Când vine vorba de încărcarea unui nou program, un rezistor de 5k trebuie ținut între sol și GPIO0, deoarece unitatea este alimentată pentru a intra în modul bliț. După încărcarea codului, porniți și opriți dispozitivul pentru a rula normal.

Pasul 3: Alimentarea bateriei

O baterie de clorură de litiu-tionil (Li-SOCI2) de dimensiune AA este utilizată pentru a alimenta acest proiect. Căutarea pe internet ar trebui să găsească furnizori de acest tip de baterie pentru doar 2 USD fiecare. Marele avantaj al acestor baterii este stabilul de 3,6 V pe durata de viață a bateriei, ideal pentru alimentarea cipului ESP8266 fără a necesita o reglare suplimentară a tensiunii. zi cel mult. Măsurătorile pe un monitor complet au dat un curent de somn profund de 22uA. Forma de undă de tensiune pe un rezistor de 0,5 Ohm în circuitul bateriei a indicat un curent mediu de 75 mA timp de 6,9 secunde când este treaz. Peste un an, circuitul va folosi 193 mAh în modul de repaus. Dacă măsurătorile nivelului de ulei sunt luate la fiecare 7 ore, atunci se utilizează 180 mAh în fiecare an. Pe această bază, o baterie de 2600 mAh va dura peste 6 ani.

Pasul 4: Software

Biblioteca Pololu Arduino VL53L1X este utilizată pentru a inițializa senzorul de distanță și a accesa citirile la distanță. Codul pentru trimiterea datelor către ThingSpeak provine din exemplul senzorului de umiditate și unele coduri suplimentare acționează tranzistorul care alimentează senzorul. ESP8266 poate dormi profund până la 70 de minute și se poate trezi. Modalitatea de rezolvare a acestei probleme este de a permite cipului să se trezească și să-l repună imediat în repaus, păstrând un număr în memorie. Pe măsură ce monitorul se conectează la rețeaua WiFi, va trebui să includeți SSID-ul WiFi și parola în cod. De asemenea, dacă utilizați ThingSpeak, adăugați codul API. Schița Arduino pentru încărcare este atașată în fișierul text. Va trebui să copiați în ID-ul dvs. Arduino. Înainte de a clipi codul, conectați GPIO0 la masă printr-un rezistor de 5k înainte de a porni. Codul pentru conectarea ESP-07 la rețeaua WiFI este utilizat pe scară largă în alte proiecte. În acest caz, a fost nevoie de un timp mult mai lung în bucla de conectare pentru a verifica dacă s-a făcut o conexiune. În general, se utilizează aproximativ 500 ms, dar în această configurare WiFi a fost necesară 5000 ms, în valoare de ajustare în cazul în care există probleme de conexiune.

Pasul 5: Asamblare

Componentele pentru monitor sunt conectate în stilul „cuib de păsări” în jurul modulului ESP-07, acoperind orice ar putea fi scurtat. Modulul este ușor deteriorat de prea multă căldură și astfel aceste conexiuni necesită lipire o dată și rapid. Monitorul este asamblat în două etape. În primul rând, senzorul și ESP-07 sunt conectate cu un adaptor USB temporar pentru a programa ESP-07 folosind Arduino IDE. Utilizarea unui timp scurt de somn de 10 secunde va arăta în curând dacă cipul se conectează la rețeaua WiFi și trimite citiri către ThingSpeak. Odată ce totul funcționează corect, cipul este reprogramat cu timpul de somn dorit. LED-ul roșu trebuie decuplat de pe modul pentru a minimiza consumul de curent. De asemenea, dacă este conectată o antenă externă, este necesară și eliminarea legăturii antenei ceramice. Nu folosiți cipul fără o antenă, puterea va prăji cipul mai degrabă decât va intra în spațiu. A doua etapă implică scoaterea adaptorului USB și montarea componentelor într-o cutie. Modulul VL53L1X a fost montat în capacul de aerisire al rezervorului folosind două nailon stai departe de distanțieri. Asigurați-vă că senzorul are o vedere clară a suprafeței uleiului, fără frunze, pânze de păianjen sau păianjeni. De asemenea, țineți firul de conectare departe de senzor pentru a preveni reflexii false.

Pasul 6: Instalare

Capacul de aerisire este înlocuit pe rezervorul de ulei, asigurându-vă că este nivelat și nu are obstacole de la senzor la suprafața uleiului. Monitorul este montat lângă aerisire, au fost folosiți magneți mici pentru a menține cutia în poziție. Acest lucru nu va funcționa cu rezervoarele de plastic! Acum așezați-vă și verificați nivelul uleiului din confortul casei dvs.

Faceți clic pentru a vedea nivelul rezervorului meu de ulei.