Bygg en tankvolymläsare på under $ 30 med ESP32: 5 steg (med bilder)

2024 Författare: John Day | [email protected]. Senast ändrad: 2024-01-30 12:41

Internet of Things har tagit med många tidigare komplexa apparapplikationer till hemmet hos många hantverksbryggare och vinproducenter. Applikationer med nivåsensorer har använts i decennier i stora raffinaderier, vattenreningsverk och kemiska anläggningar. Eftersom sensorpriserna sjunker kan både industri och DIY göra övervakning av volymen på alla tankar, fat eller behållare.

Sensorerna som finns på den öppna marknaden kan känna av det mesta och klassificeras i enlighet därmed. Sensorer som används för att mäta luftfuktighet kallas fuktsensor, tryck kallas trycksensor, avstånd kallas positionssensorer och så vidare. På liknande sätt kallas sensorn som används för mätning av vätskenivåer en nivåsensor.

Nivåsensorerna används för att mäta nivån på de fritt flödande ämnena. Sådana ämnen inkluderar vätskor som vatten, olja, uppslamningar, etc samt fasta ämnen i granulat/pulverform (fasta ämnen som kan flöda). Dessa ämnen tenderar att fastna i behållartankarna på grund av gravitationen och behålla sin nivå i viloläge. I den här guiden lär du dig hur du bygger din egen hemgjorda nivå-, temperatur- och fuktsensor. Innehåller också instruktioner för dig nyligen insamlad data som kan användas via Ubidots, en plattform för applikationsaktivering.

Steg 1: Krav

• ESP32
• Ultraljudssensor - HC -SR04
• DHT11 -sensor
• Plastskyddsfodral
• Jumper Wires
• Micro USB -kabel
• Arduino IDE 1.8.2 eller högre

• Ubidots konto - eller - STEM -licens

Steg 2: Kabeldragning och hölje

Sensorn HC-SR04 (ultraljudssensor) fungerar med 5V logik. Följ tabellerna och diagrammet för att göra rätt anslutningar mellan ESP32 och ultraljudssensorn, även mellan ESP32 och DHT11 -sensorn (temperatur- och fuktighetssensor).

Jag byggde en liten prototyp med en skalstorlekstank för att visa sensorns funktioner, men en sista prototyp med väskan ska se ut som den ovan.

Som du kan se bör ultraljudssensorn vara högst upp i tanken, så med det kommer vi att kunna mäta avståndet mellan tankens uppdel och ämnets slutpunkt. Placera sedan temperaturen och luftfuktigheten sensorer för att övervaka miljön.

Steg 3: För att programmera din anslutna enhet, anslut med Arduino IDE

Innan du börjar med ESP32, konfigurera ditt kort med Arduino IDE. Om du inte är bekant med en kortinställning, hänvisa till artikeln nedan och följ steg-för-steg tills du har sammanställt kortet:

Anslut ESP32-DevKitC till Ubidots

När ditt kort har sammanställts installerar du de bibliotek som krävs för att köra sensorerna: "PubSubClient" och "DHT:"

Gå till Sketch/Program -> Inkludera bibliotek -> Library Manager och installera PubSubClient -biblioteket. För att helt enkelt hitta rätt bibliotek, sök i PubSubClient i sökfältet

2. Gå till biblioteksförvaret för att ladda ner DHT -biblioteket. För att ladda ner biblioteket, klicka på den gröna knappen "Klona eller ladda ner" och välj "Ladda ner ZIP".

3. Nu, tillbaka i Arduino IDE, klicka på Sketch -> Inkludera bibliotek -> Lägg till. ZIP -bibliotek

4. Välj. ZIP -filen för DHT och sedan "Acceptera" eller "Välj"

5. Stäng Arduino IDE och öppna den igen. Omstart krävs; snälla hoppa inte över det här steget.

Nu är det dags att börja koda:) Kopiera koden nedan och klistra in den i Arduino IDE.

Gå till följande länk för att hitta koden.

Tilldela sedan parametrarna: Wi-Fi-namn och lösenord plus ditt unika Ubidots TOKEN. Om du inte vet hur du hittar dina Ubidots TOKEN, hänvisar du till den här artikeln nedan.

Hur får du dina Ubidots TOKEN

När du har klistrat in din kod och tilldelat rätt wifi kontrollerar du i Arduino IDE. För att verifiera, i det övre vänstra hörnet av vår Arduino IDE kommer du att se ikonerna nedan. Välj ikonen Markera för att verifiera vilken kod som helst. När det har verifierats får du ett "Färdig kompileringsmeddelande" i Arduino IDE.

Ladda sedan upp koden till din ESP32. Välj högerpilen bredvid bockmarkeringsikonen för att ladda upp. När du har laddat upp får du ett "Klar överföring" -meddelande i Arduino IDE.

Med detta skickar din sensor nu data till Ubidots Could!

Steg 4: Hantering av data i Ubidots

Om din enhet är korrekt ansluten ser du en ny enhet skapad i enhetsdelen i din Ubidots -applikation. Enhetens namn kommer att vara "esp32", även inuti enheten ser du variablerna avstånd, luftfuktighet och temperatur:

Om du vill ändra din enhets- och variabelnamn till ett mer vänligt namn, hänvisa till denna artikel:

Hur du justerar ditt enhetsnamn och variabelnamn

För att sedan beräkna volymen av fritt flödande ämnen i tanken måste vi skapa en härledd variabel för att beräkna ett volymvärde.

Den härledda variabeln låter oss bygga operationer med hjälp av standardvariablerna, så i det här fallet kommer vi att tillämpa volymformeln med egenskapen för en cylindrisk tank där:

• Pi = Förhållandet mellan en cirkels omkrets och dess diameter (konstant)
• r = Tankens radie
• h = Tankens höjd

Klicka på "Addvariable" och välj "Derived". Som du kan se i det nya fönstret måste du bifoga formeln i fältet.

När du har bifogat formeln med tankens egenskaper väljer du variabeln "avstånd".

När din formel har angetts börjar din volym läsa i din Ubidots -applikation.

Steg 5: Resultat

Nu är din sensor redo att börja arbeta! Ovan kan du se nivåsensorns funktion vid olika volymer.

För att lära dig mer om Ubidots widgets och evenemang, kolla in dessa videohandledning.