Bygg en tankvolumleser på under $ 30 ved bruk av ESP32: 5 trinn (med bilder)

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sist endret: 2024-01-30 11:22

Internet of Things har brakt mange tidligere komplekse enhetsapplikasjoner inn i hjemmene til mange håndverksbryggerier og vinprodusenter. Applikasjoner med nivåsensorer har blitt brukt i flere tiår i store raffinerier, vannbehandlingsanlegg og kjemiske anlegg. Når sensorprisene faller, kan nå både industrielle og DIY gjøre det mulig å overvåke volumet på hvilken som helst tank, fat eller beholder.

Sensorene som er tilgjengelige på det åpne markedet kan fornemme det meste og klassifiseres deretter. Sensor som brukes til å måle fuktighet kalles fuktighetssensor, trykk som kalles trykksensor, avstand kalles posisjonssensorer og så videre. På lignende måte kalles sensoren som brukes til måling av væskenivåer en nivåsensor.

Nivåsensorene brukes til å måle nivået på de frittflytende stoffene. Slike stoffer inkluderer væsker som vann, olje, slurry, etc samt faste stoffer i granulat/pulverform (faste stoffer som kan strømme). Disse stoffene har en tendens til å sette seg i containertankene på grunn av tyngdekraften og opprettholde nivået i hviletilstand. I denne guiden lærer du hvordan du bygger din egen hjemmelagde nivå-, temperatur- og fuktighetssensor. Det følger også med instruksjoner for hvordan du nyinnsamlede data kan brukes via Ubidots, en plattform for applikasjonsaktivering.

Trinn 1: Krav

• ESP32
• Ultralydsensor - HC -SR04
• DHT11 -sensor
• Veske av plast
• Jumper Wires
• Micro USB -kabel
• Arduino IDE 1.8.2 eller høyere

• Ubidots konto - eller - STEM -lisens

Trinn 2: Kabling og foringsrør

Sensoren HC-SR04 (Ultrasonic Sensor) fungerer med 5V logikk. Følg tabellene og diagrammet for å lage de riktige forbindelsene mellom ESP32 og ultralydsensoren, også mellom ESP32 og DHT11 -sensoren (temperatur- og fuktighetssensor).

Jeg bygde en liten prototype med en tank i målestørrelse for å vise sensorens funksjoner, men en siste prototype med saken skal se ut som den ovenfor.

Som du kan se, bør ultralydssensoren være på toppen av tanken, så med den skal vi kunne måle avstanden mellom den øvre delen av tanken og endepunktet for stoffet. Plasser deretter temperaturen og fuktigheten sensorer for å overvåke miljøet.

Trinn 3: For å programmere den tilkoblede enheten, koble til med Arduino IDE

Før du begynner med ESP32, konfigurer brettet ditt med Arduino IDE. Hvis du ikke er kjent med et brettoppsett, kan du se artikkelen nedenfor og følge trinn-for-trinn til du har samlet brettet:

Koble ESP32-DevKitC til Ubidots

Når brettet ditt er samlet, installerer du bibliotekene som kreves for å kjøre sensorene: "PubSubClient" og "DHT:"

Gå til Sketch/Program -> Include Library -> Library Manager og installer PubSubClient -biblioteket. For å finne det riktige biblioteket, søk i PubSubClient i søkefeltet

2. Gå til bibliotekets depot for å laste ned DHT -biblioteket. For å laste ned biblioteket, klikk på den grønne knappen "Klon eller last ned" og velg "Last ned ZIP".

3. Nå, tilbake i Arduino IDE, klikk på Sketch -> Include Library -> Add. ZIP Library

4. Velg. ZIP -filen til DHT og deretter "Godta" eller "Velg"

5. Lukk Arduino IDE og åpne den igjen. Omstart er påkrevd; vennligst ikke hopp over dette trinnet.

Nå er det på tide å begynne å kode:) Kopier koden nedenfor og lim den inn i Arduino IDE.

Gå til følgende lenke for å finne koden.

Tilordne deretter parametrene: Wi-Fi-navn og passord, pluss ditt unike Ubidots TOKEN. Hvis du ikke vet hvordan du finner Ubidots TOKEN, kan du se denne artikkelen nedenfor.

Slik får du Ubidots TOKEN

Når du har limt inn koden din og tilordnet riktig wifi, må du bekrefte det i Arduino IDE. For å bekrefte vil du se ikonene nedenfor i øverste venstre hjørne av vår Arduino IDE. Velg hake -ikonet for å bekrefte hvilken som helst kode. Når du er bekreftet, vil du motta en "Ferdig kompilering" -melding i Arduino IDE.

Last deretter opp koden til ESP32. Velg høyre pilikon ved siden av haken for å laste opp. Når den er lastet opp, mottar du en "Ferdig opplasting" -melding i Arduino IDE.

Med dette sender sensoren din nå dataene til Ubidots Could!

Trinn 4: Håndtering av dataene i Ubidots

Hvis enheten er riktig tilkoblet, vil du se en ny enhet opprettet i enhetsdelen i Ubidots -applikasjonen din. Navnet på enheten vil være "esp32", også inne i enheten vil du se variablene avstand, fuktighet og temperatur:

Hvis du ønsker å endre enheten og variabelnavnene til et mer vennlig navn, kan du referere til denne artikkelen:

Slik justerer du enhetsnavn og variabelnavn

For å beregne volumet av frittflytende stoffer i tanken, må vi lage en avledet variabel for å beregne en volumverdi.

Den avledede variabelen lar oss bygge operasjoner ved hjelp av standardvariablene, så i dette tilfellet skal vi bruke volumformelen med egenskapen til en sylindrisk tank der:

• Pi = Forholdet mellom en sirkels omkrets og dens diameter (konstant)
• r = Radiusen til tanken
• h = Tankens høyde

Klikk på "Addvariable" og velg "Derived". Som du kan se i det nye vinduet, må du legge ved formelen i feltet.

Når du har festet formelen med tankens egenskaper, velger du variabelen "avstand".

Når formelen er angitt, begynner volumet å lese i Ubidots -applikasjonen din.

Trinn 5: Resultater

Nå er sensoren din klar til å begynne å jobbe! Over kan du se funksjonen til nivåsensoren ved forskjellige volumer.

For å lære mer om Ubidots -widgets og hendelser, sjekk ut disse videoopplæringene.