Monitor de dipòsit d’oli WiFi: 6 passos (amb imatges)

2024 Autora: John Day | [email protected]. Última modificació: 2024-01-30 08:10

Hi ha diverses maneres de comprovar la quantitat de combustible que queda al dipòsit de gasoil. La forma més senzilla és utilitzar una vareta de nivell, molt precisa, però poc divertida en un fred dia d’hivern. Alguns tancs estan equipats amb un tub de visió, que torna a donar una indicació directa del nivell d’oli, però el tub es groga amb l’edat que dificulta la lectura. Pitjor encara, poden ser causa de fuites de petroli si no estan aïllats. Un altre tipus d'indicador utilitza un flotador que acciona un dial. No és particularment precís i el mecanisme es pot aprofitar amb el pas del temps.

Els que tenen butxaques profundes poden comprar un sensor remot que es pot veure a l'interior de la casa. Un sensor alimentat per bateria, generalment per ultrasons, transmet la profunditat de l'oli a un receptor de la casa. Es pot utilitzar un receptor autònom alimentat per la xarxa per veure el nivell d’oli o el receptor es pot connectar a Internet per supervisar-lo a distància. envieu recordatoris per correu electrònic quan el nivell d’oli disminueix. Aquest dispositiu es descriu en aquest document instructiu. Un sensor mesura la profunditat de l'oli temporitzant el temps que triga la llum a reflectir-se des de la superfície de l'oli. Cada poques hores, un mòdul ESP8266 examina el sensor i transmet les dades a Internet. El servei gratuït ThingSpeak s’utilitza per mostrar el nivell d’oli i enviar un correu electrònic de recordatori quan el nivell d’oli sigui baix.

Subministraments

A continuació es detallen els components principals utilitzats en aquest projecte. L’element més car és el sensor de profunditat, un mòdul VL53L1X que es pot trobar en línia per uns 6 dòlars. Aneu amb compte de no seleccionar la generació anterior VL53L0X, tot i que és més barata, té un rendiment inferior i requereix programari diferent. L’altre element clau és el mòdul ESP8266. Les versions amb reguladors de tensió incorporats i interfície USB són sens dubte més fàcils d’utilitzar, però amb una intensitat superior d’espera, no ideals per al funcionament de la bateria. En lloc d’això, el mòdul bàsic ESP-07 s’utilitza amb l’opció d’una antena externa per a un rang addicional. Els components utilitzats en aquest projecte són:

• Porta bateries AA
• Mòdul d’interval VL53L1X
• Diodo Shottky BAT43
• 2N2222 transistor o similar
• Condensador 100nF
• 2 x 5k resistències
• 1 x 1k resistència
• 2 resistències de 470 Ohm
• Mòdul adaptador sèrie FT232RL
• Bateria de clorur de tionil de liti de mida AA
• Mòdul de microcontrolador ESP-07
• Articles diversos, filferro, caixa, etc.

Pas 1: elecció del sensor

Els sensors d’ultrasons s’utilitzen generalment per a la mesura del nivell d’oli, tant comercialment com en projectes de bricolatge. L’HC-SR04 d’ultrasons fàcilment disponible o el nou HS-100 s’utilitzen sovint en monitors casolans amb un cost d’uns $ 1 aproximadament. Van treballar bé al banc, però van fer lectures aleatòries quan van apuntar cap avall la canonada de sortida del tanc de petroli per localitzar la superfície del petroli. Probablement es degué a les reflexions de les diferents superfícies del tanc d’acer, ja que un tanc de plàstic podria funcionar millor. Com a alternativa, es va provar un sensor òptic VL53L1X Time of Flight. Les lectures del tanc van ser molt més estables i, per tant, es va seguir aquest tipus de sensor com a alternativa. L’ús d’un temps de mostreig de 200 ms proporciona una resolució d’uns mm. Sens dubte, els números de la fitxa tècnica es van prendre en les millors condicions possibles de laboratori, de manera que es va fer una prova ràpida al sensor per comprovar la resolució. El sensor es va col·locar sobre la canonada de ventilació del tanc d'oli i es van registrar uns quants milers de lectures amb un pressupost de temps de 200 ms. Un gràfic de distribució de les lectures al dipòsit confirma que aquest sensor pot mesurar el nivell d’oli amb una resolució d’uns +/- 2 mm. Durant un període de temps més llarg, hi ha una tendència diària en què el nivell d’oli baixa uns quants mm durant la nit i es recupera durant el dia. La causa més probable és que el petroli es contraiga, ja que es refredava durant la nit i es tornava a expandir durant la calor del dia. Potser la història sobre la compra d’oli per volum en un dia fred és certa al cap i a la fi.

Pas 2: diagrama del circuit

El diagrama del circuit mostra com està connectat el mòdul ESP-07 al VL53L1X. Un adaptador USB FT242 està connectat temporalment a l'ESP-07 per carregar el programari i comprovar el funcionament. Quan l’ESP-07 es posa en repòs profund, el corrent cau fins a uns 20 uA, un senyal de despert es reinicia el dispositiu a través del díode. És possible posar el sensor en espera mitjançant el pin XSHUT, però va resultar més fàcil alimentar el el sensor s'encén i s'apaga mitjançant un transistor. Quan l’ESP-07 es desperta, el sensor s’encén i, a continuació, s’apaga una vegada que es fa una lectura. Això també té l’avantatge d’eliminar el corrent d’espera VL53L1X. Quan es tracta de carregar un programa nou, cal tenir una resistència de 5 k entre terra i GPIO0, ja que la unitat s’alimenta per entrar en mode flash. Després de penjar el codi, engegueu i apagueu el dispositiu perquè funcioni amb normalitat.

Pas 3: alimentació de la bateria

Per alimentar aquest projecte s’utilitza una bateria de clorur de liti-tionil (Li-SOCI2) de mida AA única. Si cerqueu a Internet, hauríeu de trobar proveïdors d’aquest tipus de bateries per només 2 $ cadascun. El gran avantatge d’aquestes bateries és la resistència estable de 3,6 V sobre la vida útil de la bateria, ideal per alimentar el xip ESP8266 sense necessitat de regulació de la tensió addicional. dia com a màxim. Les mesures en un monitor complet van donar un corrent de son profund de 22uA. La forma d’ona de voltatge a través d’una resistència de 0,5 Ohm al circuit de la bateria indicava un corrent mitjà de 75 mA durant 6,9 segons quan està despert. Al llarg d’un any, el circuit utilitzarà 193 mAh en mode de repòs. Si es prenen mesures del nivell d’oli cada 7 hores, s’utilitzen 180 mAh cada any. Sobre aquesta base, una bateria de 2600 mAh durarà més de 6 anys.

Pas 4: programari

La biblioteca Pololu Arduino VL53L1X s’utilitza per inicialitzar el sensor d’abast i accedir a les lectures de distància. El codi per enviar dades a ThingSpeak prové del seu exemple de sensor d’humitat i alguns codis addicionals condueixen el transistor que alimenta el sensor. L'ESP8266 només pot dormir profundament fins a 70 minuts i despertar-se. Per solucionar aquest problema, es permet que el xip es desperti i el torneu a dormir immediatament, mantenint un recompte a la memòria. A mesura que el monitor es connecta a la vostra xarxa WiFi, haureu d’incloure el vostre SSID WiFi i la vostra contrasenya al codi. A més, si utilitzeu ThingSpeak, afegiu el vostre codi API. L’esbós d’Arduino per carregar-lo s’adjunta al fitxer de text. Necessitarà una còpia al vostre IDE Arduino. Abans d’encendre el codi, connecteu GPIO0 a terra mitjançant una resistència de 5 k abans d’engegar-lo. El codi per connectar l’ESP-07 a la xarxa WiFI s’utilitza àmpliament en altres projectes. En aquest cas, es necessitava un temps molt més llarg al bucle de connexió per comprovar que es realitzés una connexió. Generalment s’utilitzen uns 500 ms, però es necessitaven 5000 ms en aquesta configuració de WiFi, val la pena ajustar-los si hi ha problemes de connexió. Els detalls sobre la recepció de recordatoris de correu electrònic de ThingSpeak es descriuen al monitor de sal de descalcificador d’aigua que es pot instruir.

Pas 5: Muntatge

Els components del monitor estan connectats a l'estil de "niu d'ocells" al voltant del mòdul ESP-07, que contenen qualsevol cosa que pugui resultar curta. El mòdul es fa malbé fàcilment per massa calor i, per tant, aquestes connexions necessiten soldar-se una vegada i ràpidament. El monitor es munta en dues etapes. En primer lloc, el sensor i l'ESP-07 estan connectats amb un adaptador USB temporal per programar l'ESP-07 mitjançant l'IDE Arduino. Utilitzar un curt temps de repòs de 10 segons aviat mostrarà si el xip es connecta a la xarxa WiFi i envia lectures a ThingSpeak. Un cop tot funciona correctament, el xip es reprograma amb els temps de son desitjats. El LED vermell s’ha d’apagar del mòdul per minimitzar el consum de corrent. A més, si hi ha una antena externa connectada, l’enllaç de l’antena ceràmica també s’ha de retirar. No feu servir el xip sense antena, ja que l’alimentació fregirà el xip en lloc d’anar a l’espai. La segona etapa consisteix a treure l’adaptador USB i muntar els components en una caixa. mantenir separats els separadors. Assegureu-vos que el sensor tingui una visió clara de la superfície de l’oli, sense fulles, teranyines ni aranyes. A més, mantingueu el cable de connexió lluny del sensor per evitar reflexions falses.

Pas 6: Instal·lació

Es torna a col·locar el tap de ventilació al dipòsit d'oli assegurant-se que està a nivell i que no hi hagi cap obstrucció del sensor a la superfície de l'oli. El monitor està muntat al costat de la ventilació, s’utilitzaven petits imants per mantenir la caixa al seu lloc. Això no funcionarà amb els dipòsits de plàstic. Ara seieu i comproveu el nivell d’oli des de la comoditat de casa vostra.

Feu clic per veure el nivell del meu dipòsit de petroli.