WiFi -öljysäiliön valvonta: 6 vaihetta (kuvilla)

2024 Kirjoittaja: John Day | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2024-01-30 08:59

On useita tapoja tarkistaa, kuinka paljon polttoainetta on jäljellä lämmitysöljysäiliössä. Yksinkertaisin tapa on käyttää mittatikkua, erittäin tarkka, mutta ei kovin hauskaa kylmänä talvipäivänä. Jotkut säiliöt on varustettu tähtäinputkella, joka taas osoittaa suoraan öljyn tason, mutta putki muuttuu keltaiseksi iän myötä, mikä vaikeuttaa lukemista. Vielä pahempaa on, että ne voivat aiheuttaa öljyvuotoja, jos niitä ei eristetä. Toinen mittari käyttää kelluketta, joka ajaa valitsinta. Ei erityisen tarkka ja mekanismi voi tarttua ajan myötä.

Ne, joilla on syvät taskut, voivat ostaa etäanturin, jota voidaan katsella talon sisällä. Paristokäyttöinen anturi, yleensä ultraääni, lähettää öljyn syvyyden talon vastaanottimeen. Öljymäärän tarkasteluun voidaan käyttää erillistä verkkovirta-vastaanotinta tai vastaanotin voidaan yhdistää Internetiin etävalvontaa varten. Tarvitaan paristokäyttöinen WiFi-liitetty anturi, joka voi seurata säiliötä vuosia kerrallaan ja lähettää sähköpostimuistutukset, kun öljymäärä laskee. Tällainen laite on kuvattu tässä ohjeessa. Anturi mittaa öljyn syvyyttä ajoituksella, kuinka kauan kestää valon heijastuminen takaisin öljyn pinnalta. ESP8266 -moduuli kyselee anturia muutaman tunnin välein ja lähettää tiedot Internetiin. Ilmaista ThingSpeak -palvelua käytetään näyttämään öljymäärä ja lähettämään muistutusviesti, kun öljymäärä on alhainen.

Tarvikkeet

Tässä projektissa käytetyt pääkomponentit on lueteltu alla. Kallein tuote on syvyysanturi, VL53L1X -moduuli, joka löytyy verkosta noin 6 dollarilla. Ole varovainen, ettet valitse edellisen sukupolven VL53L0X -laitetta, vaikka se on halvempi, mutta sen suorituskyky on huonompi ja vaatii eri ohjelmiston. Toinen keskeinen kohde on ESP8266 -moduuli. Versiot, joissa on jännitteensäätimet ja USB -liitäntä, ovat varmasti helpompia käyttää, mutta korkeammalla valmiustilalla, eivät ole ihanteellisia akkukäyttöön. Sen sijaan ESP-07-perusmoduulia käytetään lisävarusteena ulkoisen antennin kanssa. Tässä projektissa käytetyt komponentit ovat:

• AA -paristopidike
• VL53L1X -mittausmoduuli
• BAT43 Shottky -diodi
• 2N2222 -transistori tai vastaava
• 100nF kondensaattori
• 2 x 5k vastukset
• 1 x 1k vastus
• 2 x 470 ohmin vastukset
• FT232RL sarjasovitinmoduuli
• AA -kokoinen litiumtionyylikloridiakku
• ESP-07-mikrokontrollerimoduuli
• Sekalaiset, lanka, laatikko jne.

Vaihe 1: Anturin valinta

Ultraääni -antureita käytetään yleensä öljymäärän mittaamiseen sekä kaupallisesti että DIY -projekteissa. Helposti saatavilla olevaa ultraääni-HC-SR04: ää tai uudempaa HS-100: ta käytetään usein kotitekoisissa näytöissä noin 1 dollarin hinnalla. He toimivat hyvin penkillä, mutta antoivat satunnaisia lukemia, kun ne osoittivat öljysäiliön tuuletusputkea öljyn pinnan paikantamiseksi. Tämä johtui todennäköisesti heijastuksista terässäiliön eri pinnoista, muovisäiliö voi toimia paremmin. Vaihtoehtoisesti sen sijaan kokeiltiin optista VL53L1X Time of Flight -anturia. Säiliön lukemat olivat paljon vakaampia, joten tämän tyyppistä anturia etsittiin vaihtoehtoisena. Käyttämällä näytteenottoaikaa 200 ms saadaan muutaman millimetrin resoluutio. Tietolomakkeen numerot otettiin epäilemättä parhaissa mahdollisissa laboratorio -olosuhteissa, joten anturille tehtiin pikatesti tarkkuuden tarkistamiseksi. Anturi sijoitettiin öljysäiliön tuuletusputken päälle ja muutama tuhat lukemaa kirjattiin 200 ms: n ajoitusbudjetilla. Säiliön lukemien jakauma vahvistaa, että tämä anturi voi mitata öljytasoa noin +/- 2 mm: n tarkkuudella. Pidemmällä aikavälillä on päivittäinen suuntaus, jossa öljytaso laskee muutaman millimetrin yön yli ja palautuu päivän aikana. Todennäköisin syy on öljyn supistuminen, kun se jäähtyi yön yli ja laajeni jälleen päiväsaikaan. Ehkä tarina öljyn ostamisesta tilavuudesta kylmänä päivänä pitää paikkansa.

Vaihe 2: Piirikaavio

Kytkentäkaavio osoittaa, kuinka ESP-07-moduuli on kytketty VL53L1X-laitteeseen. FT242-USB-sovitin on tilapäisesti kytketty ESP-07: een ohjelmiston lataamista ja toiminnan tarkistamista varten. Kun ESP-07 asetetaan syvään uneen, virta laskee noin 20 uA: een, herätyssignaali nollaa laitteen diodin kautta. Anturi voidaan asettaa valmiustilaan XSHUT-nastan avulla, mutta anturi päälle ja pois transistorin avulla. Kun ESP-07 herää, anturi käynnistyy ja sammuu sitten, kun lukema on otettu. Tällä on myös se etu, että se poistaa VL53L1X -valmiusvirran. Kun on kyse uuden ohjelman lataamisesta, 5k: n vastusta on pidettävä maan ja GPIO0: n välissä, kun laite on kytketty päälle, jotta se siirtyy salama -tilaan. Koodin lataamisen jälkeen kytke laite päälle ja pois päältä, jotta se toimii normaalisti.

Vaihe 3: Akkuvirta

Tätä projektia käytetään yhdellä AA-kokoisella litium-tionyylikloridiparistolla (Li-SOCI2). Internetistä etsimisen pitäisi löytää tämän tyyppisten akkujen toimittajia vain 2 dollarilla. Näiden paristojen suuri etu on vakaa 3,6 V koko akun käyttöiän ajan, ihanteellinen ESP8266 -sirun virtalähteeksi ilman lisäjännitteen säätöä. korkeintaan päivä. Mittaukset valmiilla näytöllä antoivat 22uA syvän unen virran. Akkupiirin 0,5 ohmin vastuksen jänniteaaltomuoto ilmaisi keskimääräisen virran ollessa 75 mA 6,9 sekunnin ajan hereillä. Vuoden aikana piiri käyttää 193 mAh lepotilassa. Jos öljymäärän mittaukset tehdään 7 tunnin välein, käytetään 180 mAh vuosittain. Tämän perusteella 2600 mAh: n akku kestää yli 6 vuotta.

Vaihe 4: Ohjelmisto

Pololu Arduino VL53L1X -kirjastoa käytetään aluetunnistimen alustamiseen ja etäisyyslukujen käyttämiseen. Tietojen lähettämiskoodi ThingSpeakiin tulee heidän kosteusanturiesimerkistään, ja jokin ylimääräinen koodi ajaa anturia antavaa transistoria. ESP8266 voi nukkua vain 70 minuuttia syvään ja herätä. Tämän ongelman tapa on antaa sirun herätä ja laittaa se heti takaisin nukkumaan, pitäen lukeman muistissa. Kun näyttö muodostaa yhteyden WiFi -verkkoon, sinun on sisällytettävä WiFi SSID ja salasana koodiin. Jos käytät ThingSpeakia, lisää myös sovellusliittymäkoodisi. Arduino -luonnos lataamista varten on liitetty tekstitiedostoon. Se tarvitsee kopioida Arduino IDE -laitteeseesi. Ennen kuin käynnistät koodin, kytke GPIO0 maahan 5k-vastuksen kautta ennen virran kytkemistä. ESP-07: n WiFI-verkkoon liittämisen koodia käytetään laajasti muissa projekteissa. Tässä tapauksessa liitäntäsilmukkaan tarvittiin paljon pidempi aika yhteyden tarkistamiseksi. Yleensä käytetään noin 500 ms, mutta tässä WiFi -asennuksessa vaadittiin 5000 ms, joka kannattaa säätää, jos yhteysongelmia ilmenee. Lisätietoja ThingSpeakin sähköpostimuistutusten vastaanottamisesta on kuvattu Water Softener Salt Monitor Instructable -ohjelmassa.

Vaihe 5: Kokoonpano

Näytön komponentit on kytketty lintujen pesä-tyyliin ESP-07-moduulin ympärille, ja niissä on kaikki, mikä voi aiheuttaa oikosulun. Moduuli vaurioituu helposti liiallisesta lämmöstä, joten nämä liitännät tarvitsevat juottamisen kerran ja nopeasti. Näyttö kootaan kahdessa vaiheessa. Ensinnäkin anturi ja ESP-07 on kytketty väliaikaiseen USB-sovittimeen ESP-07: n ohjelmoimiseksi Arduino IDE: n avulla. Lyhyen 10 sekunnin uniajan käyttäminen näyttää pian, onko siru yhteydessä WiFi -verkkoon ja lähettääkö lukemat ThingSpeakille. Kun kaikki toimii oikein, siru ohjelmoidaan uudelleen halutut uniajat. Punainen LED on poistettava moduulista virrankulutuksen minimoimiseksi. Jos ulkoinen antenni on liitetty, myös keraaminen antennilinkki on poistettava. Älä käytä sirua ilman antennia, virta paistaa sirun eikä mene avaruuteen. Toinen vaihe sisältää USB -sovittimen poistamisen ja komponenttien kiinnittämisen laatikkoon. erottele välikappaleet. Varmista, että anturilla on selkeä näkymä öljyn pinnalle, ettei siinä ole lehtiä, hämähäkinseittejä tai hämähäkkejä. Pidä myös liitäntäjohto kaukana anturista välttääksesi väärät heijastukset.

Vaihe 6: Asennus

Ilmansuodattimen korkki on asetettu takaisin öljysäiliöön ja varmistettu, että se on vaakasuorassa eikä siinä ole esteitä anturilta öljypinnalle. Näyttö on asennettu tuuletusaukon viereen, pieniä magneetteja käytettiin pitämään laatikko paikallaan. Tämä ei toimi muovisäiliöiden kanssa! Nyt istu alas ja tarkista öljytaso kotisi mukavuudesta.

Napsauta nähdäksesi öljysäiliön tason.