Postavte čtečku objemu nádrže za méně než 30 USD pomocí ESP32: 5 kroků (s obrázky)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy změněno: 2024-01-30 08:21

Internet věcí přinesl mnoho dříve složitých aplikací zařízení do domácností mnoha řemeslných pivovarů a vinařů. Aplikace s hladinovými senzory se používají po celá desetiletí ve velkých rafinériích, úpravnách vody a chemických závodech. S klesajícími cenami senzorů mohou nyní průmyslové i domácí kutily sledovat objem jakéhokoli tanku, sudu nebo kanystru.

Senzory dostupné na volném trhu dokážou vycítit téměř cokoli a jsou podle toho klasifikovány. Senzor používaný k měření vlhkosti se nazývá snímač vlhkosti, tlak se nazývá snímač tlaku, vzdálenost se nazývá snímače polohy atd. Podobným způsobem se senzor používaný pro měření hladin tekutin nazývá hladinový senzor.

Senzory hladiny se používají k měření hladiny volně tekoucích látek. Mezi takové látky patří kapaliny, jako je voda, olej, kaše atd., Jakož i pevné látky v granulované/práškové formě (pevné látky, které mohou proudit). Tyto látky se díky gravitaci obvykle usazují v nádržích a udržují si hladinu v klidovém stavu. V této příručce se naučíte, jak si vytvořit vlastní domácí čidlo hladiny, teploty a vlhkosti. Rovněž jsou zahrnuty pokyny pro nově shromážděná data, která mají být použita prostřednictvím Ubidots, platformy umožňující aplikace.

Krok 1: Požadavky

• ESP32
• Ultrazvukový senzor - HC -SR04
• Senzor DHT11
• Plastové ochranné pouzdro
• Propojovací dráty
• Micro USB kabel
• Arduino IDE 1.8.2 nebo vyšší

• Účet Ubidots - nebo - licence STEM

Krok 2: Zapojení a plášť

Senzor HC-SR04 (ultrazvukový senzor) pracuje s logikou 5V. Dodržujte prosím tabulky a diagramy, abyste vytvořili správná spojení mezi ESP32 a ultrazvukovým senzorem, také mezi ESP32 a snímačem DHT11 (snímač teploty a vlhkosti).

Postavil jsem malý prototyp s nádrží velikosti měřítka, abych ukázal funkce senzoru, ale konečný prototyp s pouzdrem by měl vypadat jako ten výše.

Jak vidíte, ultrazvukový senzor by měl být v horní části nádrže, takže s ním budeme moci změřit vzdálenost mezi horní částí nádrže a koncovým bodem látky. Poté umístěte teplotu a vlhkost senzory pro monitorování prostředí.

Krok 3: Chcete -li naprogramovat připojené zařízení, připojte se pomocí Arduino IDE

Než začnete s ESP32, nastavte desku pomocí Arduino IDE. Pokud nejste obeznámeni s nastavením desky, nahlédněte do níže uvedeného článku a postupujte krok za krokem, dokud desku nezkompilováte:

Připojte ESP32-DevKitC k Ubidots

Jakmile je vaše deska zkompilována, nainstalujte knihovny potřebné ke spuštění senzorů: „PubSubClient“a „DHT:“

Přejděte na Sketch/Program -> Include Library -> Library Manager a nainstalujte knihovnu PubSubClient. Chcete -li jednoduše najít správnou knihovnu, prohledejte PubSubClient ve vyhledávacím panelu

2. Přejděte do úložiště knihovny a stáhněte si knihovnu DHT. Chcete -li stáhnout knihovnu, klikněte na zelené tlačítko s názvem „Klonovat nebo stáhnout“a vyberte „Stáhnout ZIP“.

3. Nyní zpět do Arduino IDE klikněte na Sketch -> Include Library -> Add. ZIP Library

4. Vyberte soubor. ZIP DHT a poté „Přijmout“nebo „Vybrat“

5. Zavřete Arduino IDE a znovu jej otevřete. Je vyžadován restart; tento krok prosím nepřeskočte.

Nyní je čas začít s kódováním:) Zkopírujte níže uvedený kód a vložte jej do Arduino IDE.

Kód najdete na následujícím odkazu.

Dále přiřaďte parametry: název a heslo Wi-Fi a vaše jedinečné Ubidots TOKEN. Pokud nevíte, jak najít Ubidots TOKEN, podívejte se prosím na tento článek níže.

Jak získat Ubidots TOKEN

Jakmile vložíte kód a přiřadíte příslušnou wifi, ověřte v Arduino IDE. Chcete -li to ověřit, v levém horním rohu našeho Arduino IDE uvidíte níže uvedené ikony. Chcete -li ověřit libovolný kód, vyberte ikonu zaškrtnutí. Po ověření obdržíte v IDE Arduino zprávu „Hotovo kompilace“.

Poté nahrajte kód do svého ESP32. Nahrajte kliknutím na ikonu se šipkou vpravo vedle ikony zatržítka. Po nahrání obdržíte v IDE Arduino zprávu „Hotovo nahrávání“.

Díky tomu nyní váš senzor odesílá data do Ubidots Could!

Krok 4: Správa dat v Ubidots

Pokud je vaše zařízení správně připojeno, uvidíte nové zařízení vytvořené v sekci zařízení ve vaší aplikaci Ubidots. Název zařízení bude „esp32“, také uvnitř zařízení uvidíte proměnné vzdálenost, vlhkost a teplota:

Pokud chcete změnit názvy zařízení a proměnných na přívětivější, nahlédněte do tohoto článku:

Jak upravit název zařízení a název proměnné

Dále pro výpočet objemu volně tekoucích látek v nádrži potřebujeme vytvořit odvozenou proměnnou pro výpočet hodnoty objemu.

Odvozená proměnná nám umožňuje vytvářet operace pomocí výchozích proměnných, takže v tomto případě použijeme objemový vzorec s charakteristikou válcové nádrže, kde:

• Pi = Poměr obvodu kruhu k jeho průměru (konstantní)
• r = poloměr nádrže
• h = Výška nádrže

Klikněte na „Přidat proměnnou“a vyberte „Odvozeno“. Jak vidíte v novém okně, musíte do pole připojit vzorec.

Jakmile připojíte vzorec s charakteristikami nádrže, vyberte proměnnou „vzdálenost“.

Když zadáte vzorec, váš objem začne číst ve vaší aplikaci Ubidots.

Krok 5: Výsledky

Nyní je váš senzor připraven začít pracovat! Nahoře vidíte funkci snímače hladiny při různých hlasitostech.

Chcete -li se dozvědět více o widgetech a událostech Ubidots, podívejte se na tyto video tutoriály.