WiFi -olietankmonitor: 6 trin (med billeder)

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sidst ændret: 2024-01-30 08:25

Der er flere måder at kontrollere, hvor meget brændstof der er tilbage i fyringsolietanken. Den enkleste måde er at bruge en målepind, meget præcis, men ikke meget sjov på en kold vinterdag. Nogle tanke er udstyret med et sigtrør, hvilket igen giver en direkte indikation af oliestand, men røret guler med alderen, hvilket gør læsningen vanskelig. Endnu værre er det, at de kan være årsag til olielækager, hvis de ikke er isoleret. En anden type måler bruger en flyder, der driver en urskive. Ikke særlig præcis, og mekanismen kan gribe op over tid.

Dem med dybe lommer kan købe en fjernbetjent sensor, der kan ses inde i huset. En batteridrevet sensor, normalt ultralyd, overfører oliedybden til en modtager i huset. En stand-alone netdrevet modtager kan bruges til at se oliestanden, eller modtageren kan være forbundet til internettet til fjernovervågning. e -mail -påmindelser, når oliestanden bliver lav. En sådan anordning er beskrevet i denne Instructable. En sensor måler oliedybden ved at timing, hvor lang tid det tager for lys at reflektere tilbage fra olieoverfladen. Hvert par timer undersøger et ESP8266 -modul sensoren og sender dataene til internettet. Den gratis ThingSpeak -service bruges til at vise oliestanden og sende en påmindelses -e -mail, når oliestanden er lav.

Forbrugsvarer

Hovedkomponenterne i dette projekt er angivet nedenfor. Den dyreste vare er dybdesensoren, et VL53L1X -modul, som kan findes online for omkring $ 6. Vær forsigtig med ikke at vælge den tidligere generation VL53L0X, selvom den er billigere, har den ringere ydeevne og kræver anden software. Det andet centrale element er ESP8266 -modulet. Versionerne med indbyggede spændingsregulatorer og USB -interface er bestemt lettere at bruge, men med en præmie på højere standbystrøm, ikke ideel til batteridrift. I stedet bruges det grundlæggende ESP-07-modul med mulighed for en ekstern antenne for ekstra rækkevidde. Komponenterne, der bruges i dette projekt, er:

• AA batteriholder
• VL53L1X -modul
• BAT43 Shottky -diode
• 2N2222 transistor eller lignende
• 100nF kondensator
• 2 x 5k modstande
• 1 x 1k modstand
• 2 x 470 Ohm modstande
• FT232RL serielt adapter modul
• AA -størrelse litiumthionylchloridbatteri
• ESP-07 mikrokontroller modul
• Diverse, wire, kasse osv.

Trin 1: Valg af sensor

Ultralydssensorer bruges generelt til måling af oliestand både kommercielt og i byggeprojekter. Den let tilgængelige ultralyd HC-SR04 eller den nyere HS-100 bruges ofte i hjemmelavede skærme til en pris på omkring $ 1 eller deromkring. De fungerede fint på bænken, men gav tilfældige aflæsninger, når de pegede ned i olietankens udluftningsrør for at lokalisere olieoverfladen. Dette skyldtes sandsynligvis refleksioner fra de forskellige overflader i ståltanken, en plasttank fungerer muligvis bedre. Som et alternativ blev en VL53L1X Time of Flight optisk sensor forsøgt i stedet. Aflæsningerne fra tanken var meget mere stabile, og derfor blev denne type sensorer forfulgt som alternativet. Databladet til VL53L1X giver oplysninger om opløsning af denne sensor under forskellige måleforhold, se billedet. Brug af en prøveudtagningstid på 200 ms giver en opløsning på et par mm. Ingen tvivl om, at databladnumrene blev taget under de bedst mulige laboratorieforhold, og derfor fik sensoren en hurtig test for at kontrollere opløsningen. Sensoren blev placeret over olietankens udluftningsrør og et par tusinde aflæsninger logget ved hjælp af et tidsbudget på 200 ms. Et fordelingsdiagram af aflæsningerne i tanken bekræfter, at denne sensor kan måle oliestanden med en opløsning på ca. i løbet af dagen. Den mest sandsynlige årsag er, at olien trækker sig sammen, da den afkøles natten over og ekspanderer igen i varmen om dagen. Måske er historien om at købe olie i volumen på en kold dag trods alt sand.

Trin 2: Kredsløbsdiagram

Kredsløbsdiagrammet viser, hvordan ESP-07-modulet er forbundet til VL53L1X. En FT242 USB-adapter er midlertidigt forbundet til ESP-07 for at uploade softwaren og kontrollere driften. Når ESP-07 sættes i dyb søvn, falder strømmen til omkring 20 uA, et vække-signal nulstiller enheden via dioden. Det er muligt at sætte sensoren i standby ved hjælp af XSHUT-stiften, men det viste sig lettere at tænde for strømmen sensor til og fra ved hjælp af en transistor. Når ESP-07 vågner, tændes sensoren og slukkes derefter, når en måling er taget. Dette har også fordelen ved at fjerne VL53L1X standbystrømmen. Når det kommer til at uploade et nyt program, skal en 5k modstand holde mellem jorden og GPIO0, da enheden tændes for at gå ind i flash -tilstand. Efter at have uploadet koden, tænd og sluk enheden for at køre normalt.

Trin 3: Batteristrøm

Et enkelt lithium-thionylchlorid (Li-SOCI2) batteri i AA-størrelse bruges til at drive dette projekt. Søgning på internettet bør finde leverandører af denne type batteri for så lidt som $ 2 hver. Den store fordel ved disse batterier er den stabile 3,6V over batteriets levetid, ideel til strømforsyning af ESP8266 -chippen uden at kræve ekstra spændingsregulering. En tank fyringsolie holder i mange måneder, og derfor skal oliestanden kun kontrolleres et par gange en gang højst dagen. Målinger på en færdig monitor gav en dyb søvnstrøm på 22uA. Spændingsbølgeformen over en 0,5 Ohm modstand i batterikredsløbet angav en gennemsnitlig strøm på 75 mA i 6,9 sekunder, når den var vågen. Over et år vil kredsløbet bruge 193 mAh i dvaletilstand. Hvis der foretages målinger af olieniveau hver 7. time, bruges 180 mAh hvert år. På dette grundlag holder et 2600 mAh batteri over 6 år.

Trin 4: Software

Pololu Arduino VL53L1X -biblioteket bruges til at initialisere afstandssensoren og få adgang til afstandsmålingerne. Kode til afsendelse af data til ThingSpeak kommer fra deres Moisture Sensor -eksempel, og nogle ekstra kode driver transistoren, der driver sensoren. ESP8266 kan kun sove dybt i op til 70 minutter og vække sig selv. Vejen rundt om dette problem er at tillade chippen at vågne op og straks sætte den i dvale og holde en tælling i hukommelsen. Når skærmen opretter forbindelse til dit WiFi -netværk, skal du inkludere dit WiFi SSID og adgangskode i koden. Hvis du også bruger ThingSpeak, skal du tilføje din API -kode. Arduino -skitsen til upload er vedhæftet i tekstfilen. Det skal kopieres til din Arduino IDE. Inden koden blinker, skal GPIO0 forbindes til jorden via en 5k-modstand, før den tændes. Koden til tilslutning af ESP-07 til WiFI-netværket bruges i vid udstrækning i andre projekter. I dette tilfælde var der brug for meget længere tid i forbindelsesløkken for at kontrollere, at der blev foretaget en forbindelse. Cirka 500 ms bruges generelt, men 5000 ms var påkrævet i denne WiFi -opsætning, værd at justere, hvis der er forbindelsesproblemer. Detaljer om modtagelse af e -mail -påmindelser fra ThingSpeak er beskrevet i vandblødgøringssaltmonitoren instruerbar.

Trin 5: Montering

Komponenterne til skærmen er tilsluttet "fuglereden" -stil rundt om ESP-07-modulet, der indeholder alt, hvad der kan blive kort. Modulet er let beskadiget af for meget varme, og derfor skal disse forbindelser loddes en gang og hurtigt. Skærmen samles i to trin. Først og fremmest er sensoren og ESP-07 forbundet med en midlertidig USB-adapter til programmering af ESP-07 ved hjælp af Arduino IDE. Brug af en kort hviletid på 10 sekunder viser snart, om chippen opretter forbindelse til WiFi -netværket og sender aflæsninger til ThingSpeak. Når alt fungerer korrekt, omprogrammeres chippen med de ønskede søvntider. Den røde LED skal fjernes fra modulet for at minimere strømforbruget. Hvis der er tilsluttet en ekstern antenne, skal det keramiske antennelink også fjernes. Betjen ikke chippen uden en antenne, strømmen vil stege chippen frem for at gå ud i rummet. Den anden fase involverer at fjerne USB -adapteren og montere komponenterne i en boks. VL53L1X -modulet blev monteret inde i tankens udluftningshætte ved hjælp af to nylon skille afstandsstykker fra. Sørg for, at sensoren har frit udsyn til olieoverfladen, ingen blade, spindelvæv eller edderkopper i vejen. Hold også tilslutningskablet godt væk fra sensoren for at forhindre falske refleksioner.

Trin 6: Installation

Udluftningshætten udskiftes på olietanken og sørger for, at den er plan og ingen forhindringer fra sensoren til olieoverfladen. Skærmen er monteret ved siden af ventilationsåbningen, små magneter blev brugt til at holde kassen på plads. Dette fungerer ikke med plasttanke! Læn dig nu tilbage og tjek oliestanden hjemmefra.

Klik for at se mit olietankniveau.