Rakenna säiliön tilavuuslukija alle 30 dollarilla käyttämällä ESP32: 5 vaihetta (kuvilla)

2024 Kirjoittaja: John Day | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2024-01-30 09:01

Esineiden internet on tuonut paljon aiemmin monimutkaisia laiteohjelmia monien käsityöläisten panimoiden ja viininvalmistajien koteihin. Pinta -antureilla varustettuja sovelluksia on käytetty vuosikymmenien ajan suurissa jalostamoissa, vedenpuhdistamoissa ja kemiantehtaissa. Anturien hintojen laskiessa nyt sekä teollisuus että DIY voivat seurata minkä tahansa säiliön, tynnyrin tai säiliön tilavuutta.

Avoimilla markkinoilla saatavilla olevat anturit voivat aistia melkein mitä tahansa ja ne luokitellaan sen mukaan. Kosteuden mittaamiseen käytettäviä antureita kutsutaan kosteusanturiksi, painetta kutsutaan paineanturiksi, etäisyyttä kutsutaan sijaintianturiksi jne. Samalla tavalla nestetasojen mittaamiseen käytettyä anturia kutsutaan tasoanturiksi.

Pinta-antureita käytetään mittaamaan vapaasti virtaavien aineiden tasoa. Tällaisia aineita ovat nesteet, kuten vesi, öljy, lietteet jne. Sekä rakeisessa/jauhemaisessa muodossa olevat kiinteät aineet (kiinteät aineet, jotka voivat virrata). Näillä aineilla on taipumus laskeutua säiliön säiliöihin painovoiman vuoksi ja säilyttää tasonsa lepotilassa. Tässä oppaassa opit rakentamaan oman kotitekoisen pinta-, lämpötila- ja kosteusanturin. Mukana on myös ohjeet äskettäin kerätyille tiedoille, joita voit käyttää sovellusten käyttöönottoalustan Ubidotsin kautta.

Vaihe 1: Vaatimukset

• ESP32
• Ultraäänianturi - HC -SR04
• DHT11 -anturi
• Muovinen suojakotelo
• Hyppyjohdot
• Micro -USB -kaapeli
• Arduino IDE 1.8.2 tai korkeampi

• Ubidots -tili - tai - STEM -lisenssi

Vaihe 2: Johdotus ja kotelo

Anturi HC-SR04 (ultraäänianturi) toimii 5 V: n logiikalla. Noudata taulukoita ja kaaviota tehdäksesi oikeat liitännät ESP32: n ja ultraäänianturin välillä, myös ESP32: n ja DHT11 -anturin (lämpötila- ja kosteusanturi) välillä.

Rakensin pienen prototyypin, jossa oli asteikon kokoinen säiliö anturin toimintojen näyttämiseksi, mutta lopullisen prototyypin kotelon kanssa pitäisi näyttää yllä olevan mallilta.

Kuten näette, ultraäänianturin pitäisi olla säiliön yläosassa, joten sen avulla voimme mitata säiliön yläosan ja aineen päätepisteen välisen etäisyyden. Aseta sitten lämpötila ja kosteus anturit ympäristön valvontaan.

Vaihe 3: Jos haluat ohjelmoida liitetyn laitteen, muodosta yhteys Arduino IDE: hen

Ennen kuin aloitat ESP32: n käytön, asenna levy Arduino IDE: llä. Jos et tunne levyn asetuksia, tutustu alla olevaan artikkeliin ja seuraa vaihe vaiheelta, kunnes olet koonnut levyn:

Liitä ESP32-DevKitC Ubidotsiin

Kun korttisi on koottu, asenna anturien suorittamiseen tarvittavat kirjastot: "PubSubClient" ja "DHT:"

Valitse Luonnos/Ohjelma -> Sisällytä kirjasto -> Kirjastohallinta ja asenna PubSubClient -kirjasto. Jos haluat löytää oikean kirjaston, etsi PubSubClient hakupalkista

2. Lataa DHT -kirjasto siirtymällä kirjaston arkistoon. Lataa kirjasto napsauttamalla vihreää painiketta "Kloona tai lataa" ja valitsemalla "Lataa ZIP".

3. Nyt, takaisin Arduino IDE: hen, napsauta Luonnos -> Sisällytä kirjasto -> Lisää. ZIP -kirjasto

4. Valitse DHT: n. ZIP -tiedosto ja sitten "Hyväksy" tai "Valitse"

5. Sulje Arduino IDE ja avaa se uudelleen. Uudelleenkäynnistys vaaditaan; älä ohita tätä vaihetta.

Nyt on aika aloittaa koodaus:) Kopioi alla oleva koodi ja liitä se Arduino IDE: hen.

Siirry seuraavaan linkkiin löytääksesi koodin.

Määritä seuraavaksi parametrit: Wi-Fi-nimi ja salasana sekä ainutlaatuiset Ubidots TOKEN. Jos et tiedä kuinka löytää Ubidots TOKEN, katso tämä artikkeli alla.

Kuinka saada Ubidots TOKEN

Kun olet liittänyt koodisi ja määrittänyt sopivan wifi -yhteyden, vahvista se Arduino IDE: ssä. Vahvistaaksesi Arduino IDE: n vasemmassa yläkulmassa näet alla olevat kuvakkeet. Vahvista koodi valitsemalla valintamerkkikuvake. Kun olet vahvistanut, saat "Valmis kokoaminen" -viestin Arduino IDE: ssä.

Lataa seuraavaksi koodi ESP32 -laitteeseesi. Valitse ladattava valintamerkkikuvakkeen vieressä oleva nuoli oikealle. Kun olet ladannut, saat "Valmis lataus" -viestin Arduino IDE: hen.

Tämän avulla olet anturi lähettää nyt tiedot Ubidots Can!

Vaihe 4: Tietojen hallinta Ubidotsissa

Jos laitteesi on kytketty oikein, näet uuden laitteen, joka on luotu Ubidots -sovelluksesi laiteosioon. Laitteen nimi on "esp32", myös laitteen sisällä näet muuttujat etäisyys, kosteus ja lämpötila:

Jos haluat vaihtaa laitteen ja muuttujan nimen ystävällisempään, tutustu tähän artikkeliin:

Laitteen nimen ja muuttujan nimen säätäminen

Seuraavaksi, jotta voidaan laskea vapaasti virtaavien aineiden tilavuus säiliössä, meidän on luotava johdettu muuttuja tilavuusarvon laskemiseksi.

Johdetun muuttujan avulla voimme rakentaa toimintoja oletusmuuttujien avulla, joten tässä tapauksessa aiomme soveltaa tilavuuskaavaa, jolla on lieriömäisen säiliön ominaisuus, jossa:

• Pi = ympyrän kehän suhde halkaisijaan (vakio)
• r = säiliön säde
• h = säiliön korkeus

Napsauta "Lisää muuttuja" ja valitse "Johdettu". Kuten näet uudessa ikkunassa, sinun on liitettävä kaava kenttään.

Kun olet liittänyt kaavan säiliön ominaisuuksiin, valitse muuttuja "etäisyys".

Kun kaava on syötetty, volyymi alkaa lukea Ubidots -sovelluksessasi.

Vaihe 5: Tulokset

Anturi on nyt valmis toimimaan! Yllä näet tasoanturin toiminnan eri äänenvoimakkuuksilla.

Lisätietoja Ubidots -widgeteistä ja tapahtumista on näissä video -opetusohjelmissa.