WiFi Oil Tank Monitor: 6 քայլ (նկարներով)

2024 Հեղինակ: John Day | [email protected]. Վերջին փոփոխված: 2024-01-30 09:45

Կան մի քանի եղանակներ `ստուգելու, թե որքան վառելիք է մնացել ջեռուցման յուղի բաքում: Ամենապարզ միջոցը ձմռան ցուրտ օրը մի ցուցիչ օգտագործելն է, շատ ճշգրիտ, բայց ոչ այնքան զվարճալի: Որոշ տանկերի վրա տեղադրված է տեսողության խողովակ, որը կրկին ուղղակիորեն նշում է յուղի մակարդակը, սակայն տարիքով խողովակը դեղնում է, ինչը դժվարացնում է ընթերցումը: Ավելի վատ, դրանք կարող են լինել նավթի արտահոսքի պատճառ, եթե դրանք չմեկուսացվեն: Չափիչի մեկ այլ տեսակ օգտագործում է բոց, որը հավաքում է հավաքիչը: Առանձնապես ճշգրիտ չէ, և մեխանիզմը կարող է ժամանակի ընթացքում բռնել:

Խորը գրպաններ ունեցողները կարող են հեռավոր սենսոր գնել, որը կարելի է դիտել տան ներսում: Մարտկոցով աշխատող սենսորը, սովորաբար ուլտրաձայնային, յուղի խորությունը փոխանցում է տան ընդունիչին: Յուղի մակարդակը դիտելու համար կարող է օգտագործվել առանձին էլեկտրական ընդունիչ, կամ ընդունիչը միացված է ինտերնետին ՝ հեռակա մոնիտորինգի համար: Այն, ինչ անհրաժեշտ է, մարտկոցով աշխատող WiFi միացված սենսոր է, որը կարող է տարիներ շարունակ վերահսկել բաքը և ուղարկել փոստի հիշեցումներ, երբ նավթի մակարդակը ցածր է դառնում: Նման սարքը նկարագրված է սույն Հրահանգում: Սենսորը չափում է յուղի խորությունը ՝ ժամանակի սահմանելով, թե որքան ժամանակ է պահանջվում, որ լույսը հետադարձվի նավթի մակերեսից: Մի քանի ժամը մեկ ESP8266 մոդուլը հարցում է կատարում սենսորից և տվյալները փոխանցում ինտերնետին: Անվճար ThingSpeak ծառայությունն օգտագործվում է յուղի մակարդակը ցուցադրելու և հիշեցման նամակ ուղարկելու համար, երբ նավթի մակարդակը ցածր է:

Պարագաներ

Այս նախագծում օգտագործված հիմնական բաղադրիչները թվարկված են ստորև: Ամենաթանկ իրը խորության տվիչն է ՝ VL53L1X մոդուլը, որը կարելի է առցանց գտնել մոտ 6 դոլարով: Carefulգույշ եղեք, որ չընտրեք նախորդ սերնդի VL53L0X- ը, չնայած ավելի էժան է, այն ունի ստորադաս կատարում և պահանջում է այլ ծրագրակազմ: Մյուս առանցքային տարրը ESP8266 մոդուլն է: Ինքնաթիռի լարման կարգավորիչներով և USB ինտերֆեյսով տարբերակներն, անշուշտ, ավելի հեշտ են օգտագործել, բայց ավելի բարձր սպասման հոսանքով, որը իդեալական չէ մարտկոցի աշխատանքի համար: Փոխարենը, հիմնական ESP-07 մոդուլը օգտագործվում է լրացուցիչ տիրույթի արտաքին ալեհավաքի տարբերակով: Այս նախագծում օգտագործվող բաղադրիչներն են.

• AA մարտկոցի կրիչ
• VL53L1X տատանվող մոդուլ
• BAT43 Շոթքի դիոդ
• 2N2222 տրանզիստոր կամ նմանատիպ
• 100nF կոնդենսատոր
• 2 x 5k դիմադրիչներ
• 1 x 1k դիմադրություն
• 2 x 470 Օմ դիմադրություն
• FT232RL սերիական ադապտերային մոդուլ
• AA չափի Lithium Thionyl Chloride մարտկոց
• ESP-07 միկրոկառավարիչի մոդուլ
• Արևային ամաններ, մետաղալարեր, տուփ և այլն:

Քայլ 1: Սենսորի ընտրություն:

Ուլտրաձայնային տվիչները հիմնականում օգտագործվում են նավթի մակարդակի չափման համար ինչպես առևտրային, այնպես էլ DIY նախագծերում: Հասանելի ուլտրաձայնային HC-SR04- ը կամ ավելի նոր HS-100- ը հաճախ օգտագործվում են տնական մոնիտորներում `մոտ $ 1 կամ ավելի գնով: Նրանք լավ էին աշխատում նստարանի վրա, բայց պատահական ընթերցումներ էին կատարում, երբ նավթի տանկի օդափոխման խողովակն ուղղում էին ներքև ՝ նավթի մակերեսը գտնելու համար: Դա, հավանաբար, պայմանավորված էր պողպատե տանկի տարբեր մակերևույթների արտացոլումներով, պլաստիկ բաքը կարող է ավելի լավ աշխատել: Որպես այլընտրանք, դրա փոխարեն փորձարկվեց VL53L1X Time of Flight օպտիկական տվիչը: Տանկից ընթերցումները շատ ավելի կայուն էին, ուստի այս տեսակի սենսորները հետապնդվում էին որպես այլընտրանք: VL53L1X- ի տվյալների թերթիկը տեղեկատվություն է տալիս չափման տարբեր պայմաններում այս սենսորի լուծման մասին, տես նկարը: 200 մ նմուշառման ժամանակի օգտագործումը տալիս է մի քանի մմ լուծաչափ: Անկասկած տվյալների թերթի համարները վերցվել են հնարավոր լավագույն լաբորատոր պայմաններում և, հետևաբար, տվիչին տրվել է արագ փորձարկում ՝ լուծաչափը ստուգելու համար: Սենսորը տեղադրված էր նավթի տանկի օդափոխման խողովակի վրա և մի քանի հազար ընթերցումներ գրանցված `օգտագործելով 200 մգ ժամանակաչափ: Տանկի ընթերցումների բաշխման սյուժեն հաստատում է, որ այս սենսորը կարող է չափել նավթի մակարդակը մոտ +/- 2 մմ լուծույթով: Ավելի երկար ժամանակաշրջանում կա ամենօրյա միտում, երբ նավթի մակարդակը մեկ գիշերվա ընթացքում իջնում է մի քանի մմ-ով և վերականգնվում օրվա ընթացքում. Ամենահավանական պատճառը նավթի կծկումն է, քանի որ այն սառչում է մեկ գիշերվա ընթացքում և նորից ընդլայնվում ցերեկային տաքության պայմաններում: Թերևս ցուրտ օրերին նավթ ծավալով նավթ գնելու մասին պատմությունը, ի վերջո, ճշմարիտ է:

Քայլ 2: Շղթայի դիագրամ

Շղթայի դիագրամը ցույց է տալիս, թե ինչպես է ESP-07 մոդուլը միացված VL53L1X- ին: FT242 USB ադապտերը ժամանակավորապես միացված է ESP-07- ին `ծրագրակազմը վերբեռնելու և գործողությունը ստուգելու համար: Երբ ESP-07- ը խոր քուն է մտնում, հոսանքը նվազում է մինչև 20 uA, արթնացման ազդանշանը սարքը վերականգնում է դիոդի միջոցով: Հնարավոր է սենսորը դնել սպասման մեջ ՝ օգտագործելով XSHUT քորոցը, բայց դա ավելի հեշտ էր միացնել տվիչը միացված և անջատված ՝ օգտագործելով տրանզիստոր: Երբ ESP-07- ն արթնանում է, սենսորը սնվում է, այնուհետև անջատվում է ընթերցում կատարելուց հետո: Սա նաև առավելություն ունի VL53L1X սպասման հոսանքը վերացնելու մեջ: Երբ խոսքը վերաբերում է նոր ծրագիր վերբեռնելուն, 5k դիմադրիչին անհրաժեշտ է պահել գետնին և GPIO0- ին, քանի որ միավորը սնուցվում է ՝ ֆլեշ ռեժիմ մտնելու համար: Կոդը վերբեռնելուց հետո սարքը միացրեք և անջատեք ՝ նորմալ աշխատելու համար:

Քայլ 3: Մարտկոցի հզորություն

Այս նախագիծը սնուցելու համար օգտագործվում է մեկ չափի AA լիթիում-թիոնիլքլորիդ (Li-SOCI2) մարտկոց: Համացանցի որոնման դեպքում մարտկոցի այս տեսակի մատակարարներ պետք է գտնվեն յուրաքանչյուրի համար ընդամենը 2 դոլարով: Այս մարտկոցների մեծ առավելությունը կայուն 3.6 Վ մարտկոցի կյանքի ընթացքում է, որը իդեալական է ESP8266 չիպը սնուցելու համար ՝ առանց լրացուցիչ լարման կարգավորումը պահանջելու: heatingեռուցման յուղի բաքը տևում է շատ ամիսներ, ուստի նավթի մակարդակը միայն մի քանի անգամ ստուգման կարիք ունի: օր առավելագույնը: Ավարտված մոնիտորի վրա չափումները տվեցին 22uA խոր քնի հոսանք: Մարտկոցի միացումում 0.5 Օմ ռեզիստորի լարման ալիքի ձևը արթուն վիճակում ցույց է տալիս միջին հոսանքը 75 մԱ 6.9 վայրկյան: Մեկ տարվա ընթացքում միացման ռեժիմը 193 մԱ / ժ կկիրառի քնի ռեժիմում: Եթե նավթի մակարդակի չափումներ են կատարվում ամեն 7 ժամը մեկ, ապա ամեն տարի օգտագործվում է 180 մԱ / ժ: Այս հիմքի վրա 2600 մԱ / ժ մարտկոցը կաշխատի 6 տարուց ավելի:

Քայլ 4: Softwareրագրակազմ

Pololu Arduino VL53L1X գրադարանը օգտագործվում է միջակայքի տվիչը նախաստորագրելու և հեռավորության ընթերցումներին մուտք գործելու համար: ThingSpeak- ին տվյալների ուղարկման կոդը գալիս է նրանց խոնավության ցուցիչի օրինակից, և որոշ լրացուցիչ կոդ մղում է սենսորին սնուցող տրանզիստորը: ESP8266- ը կարող է միայն խորը քնել մինչև 70 րոպե և արթնանալ ինքն իրեն: Այս խնդրի շուրջ ճանապարհն այն է, որ չիպը թույլ տա արթնանալ և անմիջապես նորից քնել ՝ հիշողությունը պահելով հիշողության մեջ: Քանի որ մոնիտորը միանում է ձեր WiFi ցանցին, ապա պետք է ծածկագրում ներառեք ձեր WiFi SSID- ն ու գաղտնաբառը: Բացի այդ, եթե օգտագործում եք ThingSpeak- ը, ապա ավելացրեք ձեր API կոդը: Վերբեռնման Arduino էսքիզը կցված է տեքստային ֆայլում: Այն պետք է պատճենվի ձեր Arduino IDE- ում: Մինչև ծածկագիրը թարթելը, միացնելուց առաջ միացրեք GPIO0- ը գետնին 5k դիմադրության միջոցով: ESP-07- ը WiFI ցանցին միացնելու կոդը լայնորեն օգտագործվում է այլ նախագծերում: Այս դեպքում միացման հանգույցում շատ ավելի երկար ժամանակ էր անհրաժեշտ կապի հաստատման ստուգման համար: Ընդհանուր առմամբ օգտագործվում է մոտ 500 ms, սակայն WiFi- ի այս տեղադրման մեջ պահանջվում էր 5000 ms, որը պետք է ճշգրտվի, եթե կան կապի խնդիրներ: ThingSpeak- ից էլ. Փոստի հիշեցումներ ստանալու վերաբերյալ մանրամասն նկարագրված է Water Softener Salt Monitor Instructable- ում:

Քայլ 5: Հավաքում

Մոնիտորի բաղադրիչները միացված են «թռչունների բույն» ոճով ESP-07 մոդուլի շուրջը ՝ ծածկելով այն, ինչը կարող է կարճ լինել: Մոդուլը հեշտությամբ վնասվում է չափազանց մեծ ջերմության պատճառով, ուստի այդ միացումներին անհրաժեշտ է միանգամից և արագ զոդել: Մոնիտորը հավաքվում է երկու փուլով: Առաջին հերթին սենսորը և ESP-07- ը միացված են ժամանակավոր USB ադապտերով `ESP-07- ը Arduino IDE- ի միջոցով ծրագրավորելու համար: 10 վայրկյան տևողությամբ կարճ քնի ժամանակը ցույց կտա, արդյոք չիպը միանում է WiFi ցանցին և ընթերցումներ է ուղարկում ThingSpeak- ին: Երբ ամեն ինչ ճիշտ է աշխատում, չիպը նորից ծրագրավորվում է ցանկալի քնի ժամերով: Կարմիր LED- ը պետք է անջատվի մոդուլից `ընթացիկ սպառումը նվազագույնի հասցնելու համար: Բացի այդ, եթե արտաքին ալեհավաքը միացված է, կերամիկական ալեհավաքի կապը նույնպես պետք է հեռացվի: Մի աշխատեք չիպը առանց ալեհավաքի, էներգիան չի տապակի, քան տիեզերք գնա: Երկրորդ փուլը ներառում է USB ադապտերների հեռացումը և բաղադրիչների տեղադրումը տուփի մեջ: VL53L1X մոդուլը տեղադրված էր տանկի օդափոխման գլխիկի ներսում `օգտագործելով երկու նեյլոնե կանգնել անջատիչների վրա: Համոզվեք, որ սենսորը ունի յուղի մակերևույթի հստակ տեսք, դրանում ոչ մի տերև, սարդոստայն կամ սարդ: Բացի այդ, միացնող մետաղալարը լավ հեռու պահեք սենսորից `կեղծ արտացոլումները կանխելու համար:

Քայլ 6: Տեղադրում

Օդափոխիչի կափարիչը փոխարինվում է նավթի բաքի վրա `համոզվելով, որ այն հարթ է և սենսորից մինչև յուղի մակերես խոչընդոտներ չկան: Մոնիտորը տեղադրված է օդանցքի կողքին, տուփը տեղում պահելու համար օգտագործվել են փոքր մագնիսներ: Պլաստիկ տանկերի հետ սա չի աշխատի: Այժմ նստեք և ձեր տան հարմարավետությունից ստուգեք յուղի մակարդակը:

Կտտացրեք ՝ նավթի բաքի մակարդակը տեսնելու համար: