Costruisci un lettore di volume del serbatoio in meno di $ 30 utilizzando ESP32: 5 passaggi (con immagini)

2024 Autore: John Day | [email protected]. Ultima modifica: 2024-01-30 10:01

L'Internet delle cose ha portato molte applicazioni per dispositivi precedentemente complesse nelle case di molti produttori di birra ed enologi. Le applicazioni con sensori di livello sono utilizzate da decenni nelle grandi raffinerie, negli impianti di trattamento delle acque e negli impianti chimici. Con il calo dei prezzi dei sensori, ora sia l'industria che il fai da te possono monitorare il volume di qualsiasi serbatoio, barile o contenitore.

I sensori disponibili sul mercato aperto possono rilevare quasi tutto e sono classificati di conseguenza. I sensori utilizzati per misurare l'umidità sono chiamati sensori di umidità, sensori di pressione chiamati sensori di pressione, sensori di distanza sono chiamati sensori di posizione e così via. In modo simile, il sensore utilizzato per la misurazione dei livelli dei fluidi è chiamato sensore di livello.

I sensori di livello sono utilizzati per misurare il livello delle sostanze a flusso libero. Tali sostanze includono liquidi come acqua, olio, fanghi, ecc., nonché solidi in forma granulare/polvere (solidi che possono scorrere). Queste sostanze tendono a depositarsi nei serbatoi dei contenitori per gravità e mantengono il loro livello in stato di riposo. In questa guida imparerai come costruire il tuo sensore di livello, temperatura e umidità fatto in casa. Sono incluse anche le istruzioni per i dati appena raccolti da utilizzare tramite Ubidots, una piattaforma di abilitazione delle applicazioni.

Passaggio 1: requisiti

• ESP32
• Sensore a ultrasuoni - HC-SR04
• Sensore DHT11
• Custodia di protezione in plastica
• Cavi per ponticelli
• Cavo micro USB
• Arduino IDE 1.8.2 o superiore
• Account Ubidots - o - Licenza STEM

Passaggio 2: cablaggio e rivestimento

Il sensore HC-SR04 (Ultrasonic Sensor) funziona con logica 5V. Si prega di seguire le tabelle e lo schema per effettuare i collegamenti corretti tra l'ESP32 e il sensore a ultrasuoni, anche tra l'ESP32 e il sensore DHT11 (Sensore di temperatura e umidità).

Ho costruito un piccolo prototipo con un serbatoio in scala per mostrare le funzioni del sensore, ma un prototipo finale con la custodia dovrebbe assomigliare a quello sopra.

Come puoi vedere il sensore a ultrasuoni dovrebbe essere nella parte superiore del serbatoio, quindi con esso saremo in grado di misurare la distanza tra la parte superiore del serbatoio e l'estremità della sostanza Quindi, posizionare la temperatura e l'umidità sensori per monitorare l'ambiente.

Passaggio 3: per programmare il dispositivo connesso, connettiti con l'IDE Arduino

Prima di iniziare con ESP32, configura la tua scheda con l'IDE Arduino. Se non hai familiarità con una configurazione della scheda, fai riferimento all'articolo seguente e segui passo passo fino a quando non hai compilato la scheda:

Collega ESP32-DevKitC a Ubidots

Una volta che la tua scheda è stata compilata, installa le librerie necessarie per eseguire i sensori: "PubSubClient" e "DHT:"

Vai su Schizzo/Programma -> Includi libreria -> Gestore libreria e installa la libreria PubSubClient. Per trovare semplicemente la libreria corretta, cerca PubSubClient nella barra di ricerca

2. Vai al repository della libreria per scaricare la libreria DHT. Per scaricare la libreria clicca sul pulsante verde chiamato "Clona o scarica" e seleziona "Scarica ZIP".

3. Ora, di nuovo nell'IDE Arduino, fai clic su Schizzo -> Includi libreria -> Aggiungi libreria. ZIP

4. Seleziona il file. ZIP di DHT e poi “Accetta” o “Scegli”

5. Chiudi l'IDE Arduino e riaprilo. Il riavvio è necessario; per favore non saltare questo passaggio.

Ora è il momento di iniziare a codificare:) Copia il codice qui sotto e incollalo nell'IDE di Arduino.

Si prega di andare al seguente link per trovare il codice.

Quindi, assegna i parametri: nome e password Wi-Fi, oltre al tuo TOKEN Ubidots univoco. Se non sai come individuare il tuo TOKEN Ubidots, fai riferimento a questo articolo di seguito.

Come ottenere i tuoi TOKEN Ubidots

Dopo aver incollato il codice e assegnato il wifi appropriato, verifica nell'IDE di Arduino. Per verificare, nell'angolo in alto a sinistra del nostro IDE Arduino vedrai le icone sottostanti. Scegli l'icona del segno di spunta per verificare qualsiasi codice. Una volta verificato, riceverai un messaggio "Compilazione completata" nell'IDE di Arduino.

Quindi, carica il codice nel tuo ESP32. Scegli l'icona della freccia a destra accanto all'icona del segno di spunta da caricare. Una volta caricato, riceverai un messaggio "Caricamento completato" nell'IDE di Arduino.

Con questo, il tuo sensore sta inviando i dati a Ubidots Could!

Passaggio 4: Gestione dei dati in Ubidots

Se il tuo dispositivo è connesso correttamente vedrai un nuovo dispositivo creato nella sezione del tuo dispositivo nella tua applicazione Ubidots. Il nome del dispositivo sarà "esp32", inoltre all'interno del dispositivo vedrai le variabili distanza, umidità e temperatura:

Se desideri cambiare il tuo dispositivo e i nomi delle variabili con uno più amichevole, fai riferimento a questo articolo:

Come regolare il nome del dispositivo e il nome della variabile

Successivamente, per calcolare il volume delle sostanze a flusso libero nel serbatoio, è necessario creare una variabile derivata per calcolare un valore di volume.

La Variabile Derivata ci permette di costruire operazioni utilizzando le variabili di default, quindi in questo caso applicheremo la formula del volume con la caratteristica di un serbatoio cilindrico dove:

• Pi = Il rapporto tra la circonferenza di un cerchio e il suo diametro (costante)
• r = Il raggio del serbatoio
• h = L'altezza del serbatoio

Fare clic su "Aggiungi variabile" e selezionare "Derivato". Come puoi vedere nella nuova finestra devi allegare la formula nel campo.

Una volta allegata la formula con le caratteristiche della tua vasca, seleziona la variabile "distanza".

Con la tua formula inserita, il tuo volume inizierà a leggere nella tua applicazione Ubidots.

Passaggio 5: risultati

Ora il tuo sensore è pronto per iniziare a lavorare! Sopra puoi vedere la funzione del sensore di livello a diversi volumi.

Per saperne di più sui widget e gli eventi di Ubidots, dai un'occhiata a questi tutorial video.