Byg en tankvolumenlæser på under $ 30 ved hjælp af ESP32: 5 trin (med billeder)

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sidst ændret: 2024-01-30 08:27

Internet of Things har bragt en masse tidligere komplekse apparatapplikationer ind i hjemmet hos mange håndværksbryggerier og vinproducenter. Applikationer med niveausensorer har været brugt i årtier i store raffinaderier, vandbehandlingsanlæg og kemiske anlæg. Når sensorpriserne falder, kan både industrielle og byggematerialer nu overvåge mængden af enhver tank, tønde eller beholder.

De sensorer, der er tilgængelige på det åbne marked, kan fornemme det meste og er klassificeret i overensstemmelse hermed. Sensor, der bruges til måling af luftfugtighed, betegnes fugtighedsføler, tryk kaldet trykføler, afstand kaldes positionssensorer og så videre. På lignende måde kaldes den sensor, der bruges til måling af væskeniveauer, en niveausensor.

Niveausensorerne bruges til at måle niveauet af de fritstrømmende stoffer. Sådanne stoffer omfatter væsker som vand, olie, opslæmninger osv. Samt faste stoffer i granulat/pulverform (faste stoffer, der kan flyde). Disse stoffer har en tendens til at sætte sig i containertankene på grund af tyngdekraften og opretholde deres niveau i hviletilstand. I denne guide lærer du, hvordan du bygger din egen hjemmelavede niveau-, temperatur- og fugtighedsføler. Der er også instruktioner til, hvordan du nyligt indsamlede data kan bruges via Ubidots, en platform til aktivering af applikationer.

Trin 1: Krav

• ESP32
• Ultralydssensor - HC -SR04
• DHT11 sensor
• Plastik beskyttelsesetui
• Jumper Wires
• Micro USB kabel
• Arduino IDE 1.8.2 eller højere

• Ubidots -konto - eller - STEM -licens

Trin 2: Ledningsføring og kabinet

Sensoren HC-SR04 (ultralydssensor) fungerer med 5V logik. Følg venligst tabellerne og diagrammet for at foretage de korrekte forbindelser mellem ESP32 og ultralydssensoren, også mellem ESP32 og DHT11 -sensoren (temperatur- og fugtighedsføler).

Jeg byggede en lille prototype med en tank i målestok for at vise sensorens funktioner, men en sidste prototype med etui skal ligne ovenstående.

Som du kan se, skal ultralydssensoren være øverst i tanken, så med det vil vi være i stand til at måle afstanden mellem den øvre del af tanken og slutpunktet for stoffet. Derefter placeres temperaturen og fugtigheden sensorer til at overvåge miljøet.

Trin 3: For at programmere din tilsluttede enhed skal du forbinde med Arduino IDE

Inden du begynder med ESP32, skal du konfigurere dit board med Arduino IDE. Hvis du ikke er bekendt med en boardopsætning, kan du læse artiklen herunder og følge trin for trin, indtil du har sammensat tavlen:

Tilslut ESP32-DevKitC til Ubidots

Når dit board er kompileret, skal du installere de nødvendige biblioteker til at køre sensorerne: "PubSubClient" og "DHT:"

Gå til Sketch/Program -> Include Library -> Library Manager og installer PubSubClient -biblioteket. For blot at finde det korrekte bibliotek skal du søge i PubSubClient i søgelinjen

2. Gå til bibliotekets arkiv for at downloade DHT -biblioteket. For at downloade biblioteket skal du klikke på den grønne knap kaldet "Klon eller download" og vælge "Download ZIP".

3. Nu, tilbage i Arduino IDE, skal du klikke på Skitse -> Inkluder bibliotek -> Tilføj. ZIP -bibliotek

4. Vælg. ZIP -filen for DHT og derefter "Acceptér" eller "Vælg"

5. Luk Arduino IDE, og åbn den igen. Genstart er påkrævet; spring venligst ikke over dette trin.

Nu er det tid til at begynde at kode:) Kopier koden herunder og indsæt den i Arduino IDE.

Gå til følgende link for at finde koden.

Tildel derefter parametrene: Wi-Fi-navn og adgangskode plus dit unikke Ubidots TOKEN. Hvis du ikke ved, hvordan du finder dit Ubidots TOKEN, henvises til denne artikel nedenfor.

Sådan får du dine Ubidots TOKEN

Når du har indsat din kode og tildelt den relevante wifi, skal du kontrollere i Arduino IDE. For at verificere, i øverste venstre hjørne af vores Arduino IDE vil du se nedenstående ikoner. Vælg afkrydsningsfeltet for at bekræfte enhver kode. Når den er bekræftet, modtager du en "Udført kompilering" -meddelelse i Arduino IDE.

Upload derefter koden til din ESP32. Vælg højre-pilikonet ved siden af afkrydsningsikonet for at uploade. Når den er uploadet, modtager du en "Udført upload" -meddelelse i Arduino IDE.

Med dette sender din sensor nu dataene til Ubidots Could!

Trin 4: Håndtering af data i Ubidots

Hvis din enhed er korrekt tilsluttet, vil du se en ny enhed oprettet i din enhedsafdeling i din Ubidots -applikation. Enhedens navn vil være "esp32", også inde i enheden vil du se variablerne afstand, fugtighed og temperatur:

Hvis du ønsker at ændre din enheds- og variabelnavne til et mere venligt navn, kan du henvise til denne artikel:

Sådan justeres du enhedsnavn og variabelnavn

For at beregne mængden af fritstrømmende stoffer i tanken skal vi derefter oprette en afledt variabel for at beregne en volumenværdi.

Den afledte variabel lader os bygge operationer ved hjælp af standardvariablerne, så i dette tilfælde vil vi anvende volumenformlen med karakteristikken for en cylindrisk tank, hvor:

• Pi = Forholdet mellem en cirkels omkreds og dens diameter (konstant)
• r = Tankens radius
• h = Tankens højde

Klik på "Tilføj variabel", og vælg "Afledt". Som du kan se i det nye vindue, skal du vedhæfte formlen i feltet.

Når du har vedhæftet formlen med egenskaberne for din tank, skal du vælge variablen "afstand".

Når din formel er indtastet, begynder din volumen at læse i din Ubidots -applikation.

Trin 5: Resultater

Nu er din sensor klar til at begynde at arbejde! Ovenfor kan du se niveausensors funktion ved forskellige volumener.

Hvis du vil vide mere om Ubidots -widgets og begivenheder, kan du tjekke disse video -selvstudier.