Construiți un cititor de volum rezervor în mai puțin de 30 USD utilizând ESP32: 5 pași (cu imagini)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Modificat ultima dată: 2024-01-30 11:43

Internetul obiectelor a adus o mulțime de aplicații de dispozitive anterior complexe în casele multor fabricanți de bere și producători de vinuri. Aplicațiile cu senzori de nivel au fost utilizate de zeci de ani în rafinăriile mari, stațiile de tratare a apei și uzinele chimice. Odată cu scăderea prețurilor senzorilor, acum atât industria, cât și bricolajul pot monitoriza volumul oricărui rezervor, butoi sau canistră.

Senzorii disponibili pe piața deschisă pot simți cel mai mult orice și sunt clasificați în consecință. Senzorul utilizat pentru măsurarea umidității se numește senzor de umiditate, presiunea numită senzor de presiune, distanța se numește senzori de poziție și așa mai departe. În mod similar, senzorul utilizat pentru măsurarea nivelurilor fluidelor este numit senzor de nivel.

Senzorii de nivel sunt folosiți pentru a măsura nivelul substanțelor cu curgere liberă. Astfel de substanțe includ lichide cum ar fi apa, uleiul, nămolurile etc., precum și solidele sub formă de granule / pulbere (solide care pot curge). Aceste substanțe tind să se așeze în rezervoarele containerului din cauza gravitației și să-și mențină nivelul în stare de repaus. În acest ghid veți învăța cum să vă construiți propriul senzor de nivel, temperatură și umiditate de acasă. Sunt incluse, de asemenea, instrucțiuni pentru ca datele dvs. recent colectate să fie utilizate prin Ubidots, o platformă de activare a aplicației.

Pasul 1: Cerințe

• ESP32
• Senzor cu ultrasunete - HC-SR04
• Senzor DHT11
• Carcasă de protecție din plastic
• Sârme jumper
• Cablu micro USB
• Arduino IDE 1.8.2 sau mai mare
• Cont Ubidots - sau - Licență STEM

Pasul 2: Cablare și carcasă

Senzorul HC-SR04 (senzor cu ultrasunete) funcționează cu logică de 5V. Vă rugăm să urmați tabelele și diagrama pentru a face conexiunile corecte între ESP32 și senzorul cu ultrasunete, de asemenea între ESP32 și senzorul DHT11 (senzor de temperatură și umiditate).

Am construit un mic prototip cu un rezervor de dimensiuni reduse pentru a arăta funcțiile senzorului, dar un prototip final cu carcasa ar trebui să arate ca cel de mai sus.

După cum puteți vedea, senzorul cu ultrasunete ar trebui să fie în partea superioară a rezervorului, așa că, cu el, vom putea măsura distanța dintre partea superioară a rezervorului și punctul final al substanței. Apoi, plasați temperatura și umiditatea senzori pentru monitorizarea mediului.

Pasul 3: Pentru a vă programa dispozitivul conectat, conectați-vă cu IDE-ul Arduino

Înainte de a începe cu ESP32, configurați placa cu Arduino IDE. Dacă nu sunteți familiarizați cu configurarea unei plăci, consultați articolul de mai jos și urmați pas cu pas până când ați compilat placa:

Conectați ESP32-DevKitC la Ubidots

Odată ce placa dvs. este compilată, instalați bibliotecile necesare pentru a rula senzorii: „PubSubClient” și „DHT:”

Accesați Sketch / Program -> Include Library -> Library Manager și instalați biblioteca PubSubClient. Pentru a găsi pur și simplu biblioteca corectă, căutați PubSubClient în bara de căutare

2. Mergeți la depozitul bibliotecii pentru a descărca biblioteca DHT. Pentru a descărca biblioteca, faceți clic pe butonul verde numit „Clonați sau descărcați” și selectați „Descărcați ZIP”.

3. Acum, înapoi în ID-ul Arduino, faceți clic pe Sketch -> Include Library -> Add. ZIP Library

4. Selectați fișierul. ZIP al DHT și apoi „Acceptați” sau „Alegeți”

5. Închideți ID-ul Arduino și deschideți-l din nou. Repornirea este necesară; vă rugăm să nu săriți peste acest pas.

Acum este timpul să începeți codarea:) Copiați codul de mai jos și lipiți în ID-ul Arduino.

Accesați următorul link pentru a găsi codul.

Apoi, atribuiți parametrii: numele și parola Wi-Fi, plus Ubidots TOKEN unic. Dacă nu știți cum să localizați Ubidots TOKEN, vă rugăm să consultați acest articol mai jos.

Cum să îți faci Ubidots TOKEN

După ce ați lipit codul și ați atribuit conexiunea wifi corespunzătoare, verificați în IDE-ul Arduino. Pentru a verifica, în colțul din stânga sus al IDE-ului nostru Arduino veți vedea pictogramele de mai jos. Alegeți pictograma Bifă pentru a verifica orice cod. Odată verificat, veți primi un mesaj „Compilare finalizată” în ID-ul Arduino.

Apoi, încărcați codul în ESP32. Alegeți pictograma săgeată dreapta de lângă pictograma bifă pentru încărcare. Odată încărcat, veți primi un mesaj „Încărcare finalizată” în IDE Arduino.

Cu aceasta, senzorul dvs. trimite acum datele către Ubidots Could!

Pasul 4: Gestionarea datelor în Ubidots

Dacă dispozitivul dvs. este conectat corect, veți vedea un dispozitiv nou creat în secțiunea dispozitivului în aplicația Ubidots. Numele dispozitivului va fi „esp32”, de asemenea, în interiorul dispozitivului veți vedea variabilele distanță, umiditate și temperatură:

Dacă doriți să schimbați numele dispozitivelor și variabilelor cu unul mai prietenos, vă rugăm să consultați acest articol:

Cum să vă reglați numele dispozitivului și numele variabilei

Apoi, pentru a calcula volumul substanțelor cu curgere liberă din rezervor, trebuie să creăm o variabilă derivată pentru a calcula o valoare a volumului.

Variabila derivată ne permite să construim operații folosind variabilele implicite, așa că, în acest caz, vom aplica formula volumului cu caracteristica unui rezervor cilindric unde:

• Pi = Raportul dintre circumferința unui cerc și diametrul acestuia (constantă)
• r = raza rezervorului
• h = Înălțimea rezervorului

Faceți clic pe „Adăugare variabilă” și selectați „Derivat”. După cum puteți vedea în noua fereastră, trebuie să atașați formula în câmp.

După ce ați atașat formula cu caracteristicile rezervorului dvs., selectați variabila „distanță”.

Odată introdusă formula dvs., volumul dvs. va începe să fie citit în aplicația dvs. Ubidots.

Pasul 5: Rezultate

Acum senzorul dvs. este gata să înceapă să funcționeze! Deasupra puteți vedea funcția senzorului de nivel la volume diferite.

Pentru a afla mai multe despre widgeturile și evenimentele Ubidots, consultați aceste tutoriale video.