Изградете четец на обем на резервоара под $ 30 с помощта на ESP32: 5 стъпки (със снимки)

2025 Автор: John Day | [email protected]. Последно модифициран: 2025-01-23 14:36

Интернет на нещата донесе много предишни сложни приложения за устройства в домовете на много занаятчии и винопроизводители. Приложения със сензори за ниво се използват от десетилетия в големи рафинерии, пречиствателни станции за води и химически заводи. Тъй като цените на сензорите падат, сега и промишлеността, и DIY могат да наблюдават обема на всеки резервоар, варел или контейнер.

Сензорите, налични на свободния пазар, могат да усетят почти всичко и са класифицирани съответно. Сензорите, използвани за измерване на влажност, се наричат сензор за влажност, налягане, наречено сензор за налягане, разстояние се наричат сензори за положение и т.н. По подобен начин сензорът, използван за измерване на нивата на течности, се нарича сензор за ниво.

Сензорите за ниво се използват за измерване на нивото на свободно течащите вещества. Такива вещества включват течности като вода, масло, суспензии и т.н., както и твърди частици под формата на гранули/прах (твърди вещества, които могат да текат). Тези вещества са склонни да се утаяват в резервоарите на контейнера поради гравитацията и да поддържат нивото си в състояние на покой. В това ръководство ще научите как да създадете свой собствен домашен сензор за ниво, температура и влажност. Включени са и инструкции за наскоро събрани данни, които да използвате чрез Ubidots, платформа за активиране на приложения.

Стъпка 1: Изисквания

• ESP32
• Ултразвуков сензор - HC -SR04
• Сензор DHT11
• Пластмасов защитен калъф
• Джъмперни проводници
• Микро USB кабел
• Arduino IDE 1.8.2 или по -висока

• Профил на Ubidots - или - STEM лиценз

Стъпка 2: Окабеляване и корпус

Сензорът HC-SR04 (ултразвуков сензор) работи с 5V логика. Моля, следвайте таблиците и диаграмата, за да направите правилните връзки между ESP32 и ултразвуковия сензор, също и между ESP32 и сензора DHT11 (сензор за температура и влажност).

Изградих малък прототип с резервоар с мащаб, който да показва функциите на сензора, но последният прототип с неговия случай трябва да изглежда като този по-горе.

Както можете да видите, ултразвуковият сензор трябва да е в горната част на резервоара, така че с него ще можем да измерим разстоянието между горната част на резервоара и крайната точка на веществото След това поставете температурата и влажността сензори за наблюдение на околната среда.

Стъпка 3: За да програмирате свързаното си устройство, свържете се с Arduino IDE

Преди да започнете с ESP32, настройте дъската си с Arduino IDE. Ако не сте запознати с настройката на платката, моля, прегледайте статията по-долу и следвайте стъпка по стъпка, докато не компилирате платката:

Свържете ESP32-DevKitC към Ubidots

След като дъската ви бъде компилирана, инсталирайте библиотеките, необходими за стартиране на сензорите: "PubSubClient" и "DHT:"

Отидете на Sketch/Program -> Include Library -> Library Manager и инсталирайте библиотеката PubSubClient. За да намерите просто правилната библиотека, потърсете PubSubClient в лентата за търсене

2. Отидете в хранилището на библиотеката, за да изтеглите библиотеката DHT. За да изтеглите библиотеката, щракнете върху зеления бутон, наречен „Клониране или изтегляне“и изберете „Изтегляне на ZIP“.

3. Сега, обратно в Arduino IDE, щракнете върху Sketch -> Include Library -> Add. ZIP Library

4. Изберете. ZIP файла на DHT и след това „Приемам“или „Избирам“

5. Затворете Arduino IDE и го отворете отново. Изисква се рестартиране; моля, не пропускайте тази стъпка.

Сега е време да започнете кодирането:) Копирайте кода по -долу и го поставете в IDE на Arduino.

Моля, отидете на следната връзка, за да намерите кода.

След това задайте параметрите: Wi-Fi име и парола, плюс вашия уникален Ubidots TOKEN. Ако не знаете как да намерите вашия Ubidots TOKEN, моля, прегледайте тази статия по -долу.

Как да получите своя Ubidots TOKEN

След като поставите кода си и зададете подходящ wifi, проверете в Arduino IDE. За да проверите, в горния ляв ъгъл на нашата Arduino IDE ще видите иконите по -долу. Изберете иконата за отметка, за да потвърдите всеки код. След като бъде проверен, ще получите съобщение „Готово компилиране“в Arduino IDE.

След това качете кода във вашия ESP32. Изберете иконата със стрелка надясно до иконата на отметка за качване. След като бъде качен, ще получите съобщение „Готово качване“в Arduino IDE.

С това вашият сензор сега изпраща данните до Ubidots Could!

Стъпка 4: Управление на данните в Ubidots

Ако устройството ви е правилно свързано, ще видите ново устройство, създадено в раздела за вашето устройство в приложението Ubidots. Името на устройството ще бъде „esp32“, също така вътре в устройството ще видите променливите разстояние, влажност и температура:

Ако искате да промените имената на вашето устройство и променлива на по -приятелски, моля, направете справка в тази статия:

Как да настроите името на устройството и името на променливата

След това, за да изчислим обема на свободно течащите вещества в резервоара, трябва да създадем производна променлива за изчисляване на стойността на обема.

Производната променлива ни позволява да изграждаме операции, използвайки променливите по подразбиране, така че в този случай ще приложим формулата за обем с характеристиката на цилиндричен резервоар, където:

• Pi = Отношението на обиколката на окръжност към нейния диаметър (константа)
• r = Радиусът на резервоара
• h = Височината на резервоара

Кликнете върху „Променлива“и изберете „Извлечено“. Както можете да видите в новия прозорец, трябва да прикачите формулата в полето.

След като прикачите формулата с характеристиките на резервоара си, изберете променливата „разстояние“.

С въведената формула обемът ви ще започне да се чете във вашето приложение Ubidots.

Стъпка 5: Резултати

Сега вашият сензор е готов за работа! По -горе можете да видите функцията на сензора за ниво при различна сила на звука.

За да научите повече за джаджите и събитията на Ubidots, разгледайте тези видео уроци.