Creeu un lector de volum de tanc en menys de 30 dòlars amb ESP32: 5 passos (amb imatges)

2024 Autora: John Day | [email protected]. Última modificació: 2024-01-30 08:12

L'Internet de les coses ha portat moltes aplicacions de dispositius que abans eren complexes a casa de molts fabricants de cervesa artesana i fabricants de vi. Les aplicacions amb sensors de nivell s’utilitzen des de fa dècades a grans refineries, plantes de tractament d’aigües i plantes químiques. Amb la caiguda dels preus dels sensors, ara tant els industrials com els bricolatge poden controlar el volum de qualsevol tanc, barril o pot.

Els sensors disponibles al mercat lliure poden detectar la majoria de qualsevol cosa i es classifiquen en conseqüència. Els sensors que s’utilitzen per mesurar la humitat s’anomenen sensor d’humitat, el sensor de pressió anomenat sensor, la distància s’anomena sensors de posició, etc. De manera similar, el sensor utilitzat per mesurar els nivells de fluids s’anomena sensor de nivell.

Els sensors de nivell s’utilitzen per mesurar el nivell de les substàncies de flux lliure. Aquestes substàncies inclouen líquids com aigua, oli, purins, etc., així com sòlids en forma de granulat / pols (sòlids que poden fluir). Aquestes substàncies tendeixen a assentar-se als dipòsits dels contenidors a causa de la gravetat i mantenen el seu nivell en estat de repòs. En aquesta guia aprendràs a construir el teu propi sensor de nivell, temperatura i humitat fet a casa. També s’inclouen les instruccions perquè les dades recopilades s’utilitzin a través d’Ubidots, una plataforma d’habilitació d’aplicacions.

Pas 1: requisits

• ESP32
• Sensor d'ultrasons - HC-SR04
• Sensor DHT11
• Estoig de protecció de plàstic
• Filferros de pont
• Cable micro USB
• Arduino IDE 1.8.2o superior
• Compte Ubidots o llicència STEM

Pas 2: cablejat i carcassa

El sensor HC-SR04 (sensor d'ultrasons) funciona amb lògica de 5 V. Seguiu les taules i el diagrama per establir les connexions correctes entre l'ESP32 i el sensor d'ultrasons, també entre l'ESP32 i el sensor DHT11 (sensor de temperatura i humitat).

Vaig construir un petit prototip amb un tanc de mida bàsica per mostrar les funcions del sensor, però un prototip final amb la funda hauria de ser semblant al de dalt.

Com podeu veure, el sensor d'ultrasons hauria d'estar a la part superior del tanc, de manera que, amb ell, podrem mesurar la distància entre la part superior del tanc i el punt final de la substància. A continuació, col·loqueu la temperatura i la humitat sensors per controlar l'entorn.

Pas 3: per programar el dispositiu connectat, connecteu-vos amb l'IDE Arduino

Abans de començar amb l'ESP32, configureu la vostra placa amb l'IDE Arduino. Si no esteu familiaritzat amb la configuració del tauler, consulteu l'article següent i seguiu pas a pas fins que hàgiu compilat el tauler:

Connecteu l'ESP32-DevKitC a Ubidots

Un cop s'hagi compilat el tauler, instal·leu les biblioteques necessàries per executar els sensors: "PubSubClient" i "DHT:"

Aneu a Sketch / Program -> Include Library -> Library Manager i instal·leu la biblioteca PubSubClient. Per trobar simplement la biblioteca correcta, cerqueu PubSubClient a la barra de cerca

2. Aneu al dipòsit de la biblioteca per descarregar la biblioteca DHT. Per descarregar la biblioteca, feu clic al botó verd anomenat "Clona o descarrega" i seleccioneu "Descarregar ZIP".

3. Ara, de nou a l'IDE Arduino, feu clic a Sketch -> Include Library -> Add. ZIP Library

4. Seleccioneu el fitxer. ZIP de DHT i després "Accepta" o "Tria"

5. Tanqueu l'IDE Arduino i torneu-lo a obrir. Cal reiniciar; si us plau, no ometeu aquest pas.

Ara és hora de començar a codificar:) Copieu el codi següent i enganxeu-lo a l'IDE Arduino.

Aneu al següent enllaç per trobar el codi.

A continuació, assigneu els paràmetres: nom i contrasenya de Wi-Fi, a més del vostre Ubidots TOKEN únic. Si no sabeu com localitzar el vostre Ubidots TOKEN, consulteu aquest article a continuació.

Com aconseguir que els vostres Ubidots TOKEN

Un cop hàgiu enganxat el codi i assignat el wifi adequat, verifiqueu-lo a l'IDE d'Arduino. Per verificar-ho, a l'extrem superior esquerre del nostre IDE Arduino veureu les icones següents. Trieu la icona de marca de verificació per verificar qualsevol codi. Un cop verificat, rebreu un missatge "Compilació feta" a l'IDE Arduino.

A continuació, pengeu el codi al vostre ESP32. Trieu la icona de la fletxa dreta al costat de la icona de marca de verificació per penjar-la. Un cop carregat, rebreu un missatge "Fet la càrrega" a l'IDE d'Arduino.

Amb això, el sensor està enviant les dades a Ubidots Could!

Pas 4: Gestió de les dades a Ubidots

Si el dispositiu està correctament connectat, veureu un dispositiu nou creat a la secció de dispositius a la vostra aplicació Ubidots. El nom del dispositiu serà "esp32", també a l'interior del dispositiu veureu les variables distància, humitat i temperatura:

Si voleu canviar els noms dels vostres dispositius i variables a un altre més amable, consulteu aquest article:

Com es pot ajustar el nom del dispositiu i el nom de la variable

A continuació, per calcular el volum de substàncies de flux lliure al dipòsit, hem de crear una variable derivada per calcular un valor de volum.

La variable derivada ens permet construir operacions amb les variables per defecte, de manera que en aquest cas aplicarem la fórmula del volum amb la característica d’un dipòsit cilíndric on:

• Pi = La proporció de la circumferència d'un cercle al seu diàmetre (constant)
• r = El radi del tanc
• h = L'altura del tanc

Feu clic a "Afegeix variable" i seleccioneu "Derivat". Com podeu veure a la nova finestra, heu d'adjuntar la fórmula al camp.

Un cop hàgiu adjuntat la fórmula amb les característiques del vostre tanc, seleccioneu la variable "distància".

Amb la fórmula introduïda, començareu a llegir el volum a la vostra aplicació Ubidots.

Pas 5: Resultats

Ara el vostre sensor està a punt per començar a funcionar. A la part superior es pot veure la funció del sensor de nivell a diferents volums.

Per obtenir més informació sobre els widgets i esdeveniments d’Ubidots, consulteu aquests videotutorials.