WiFi ნავთობის სატანკო მონიტორი: 6 ნაბიჯი (სურათებით)

2024 ავტორი: John Day | [email protected]. ბოლოს შეცვლილი: 2024-01-30 10:15

რამდენიმე გზა არსებობს იმის შესამოწმებლად, თუ რამდენი საწვავია დარჩენილი გათბობის ზეთის ავზში. უმარტივესი გზაა გამოიყენოთ საძილე, ძალიან ზუსტი, მაგრამ არც ისე სახალისო ზამთრის ცივ დღეს. ზოგიერთი ტანკი აღჭურვილია მხედველობის მილით, რომელიც კვლავ პირდაპირ მიუთითებს ზეთის დონეს, მაგრამ ასაკთან ერთად მილები ყვითლდება, რაც კითხვას ართულებს. უფრო უარესი, ისინი შეიძლება იყოს ნავთობის გაჟონვის მიზეზი, თუ ისინი იზოლირებული არ არიან. სხვა ტიპის ლიანდაგი იყენებს float- ს, რომელიც მართავს ციფერბლატს. არ არის განსაკუთრებით ზუსტი და მექანიზმი შეიძლება დროთა განმავლობაში დაიჭიროს.

მათ, ვისაც ღრმა ჯიბეები აქვთ, შეუძლიათ შეიძინონ დისტანციური სენსორი, რომლის ნახვაც შესაძლებელია სახლის შიგნით. ბატარეაზე ორიენტირებული სენსორი, ჩვეულებრივ ულტრაბგერითი, ზეთის სიღრმეს გადასცემს მიმღებს სახლში. დამოუკიდებელი მაგისტრალური მიმღები შეიძლება გამოყენებულ იქნას ზეთის დონის სანახავად ან მიმღები შეიძლება იყოს ინტერნეტთან დისტანციური მონიტორინგისთვის. რაც საჭიროა არის ბატარეაზე ორიენტირებული WiFi დაკავშირებული სენსორი, რომელსაც შეუძლია ერთდროულად აკონტროლოს ავზი წლების განმავლობაში და გააგზავნოს ელ.ფოსტის შეხსენებები, როდესაც ზეთის დონე მცირდება. ასეთი მოწყობილობა აღწერილია ამ ინსტრუქციებში. სენსორი ზომავს ზეთის სიღრმეს იმ დროით, რამდენ ხანს სჭირდება სინათლის ზეთის ზონიდან დაბრუნება. ყოველ რამდენიმე საათში ESP8266 მოდული გამოკითხავს სენსორს და გადასცემს მონაცემებს ინტერნეტში. უფასო ThingSpeak სერვისი გამოიყენება ზეთის დონის საჩვენებლად და შეხსენების ელ.ფოსტის გასაგზავნად, როდესაც ზეთის დონე დაბალია.

მარაგები

ამ პროექტში გამოყენებული ძირითადი კომპონენტები ჩამოთვლილია ქვემოთ. ყველაზე ძვირადღირებული ნივთი არის სიღრმის სენსორი, VL53L1X მოდული, რომელიც ინტერნეტში შეგიძლიათ ნახოთ დაახლოებით 6 დოლარად. ფრთხილად იყავით, რომ არ შეარჩიოთ წინა თაობის VL53L0X, თუმცა უფრო იაფია, მას აქვს დაბალი შესრულება და მოითხოვს სხვადასხვა პროგრამულ უზრუნველყოფას. სხვა ძირითადი ელემენტია ESP8266 მოდული. ვერსიები საბორტო ძაბვის რეგულატორებით და USB ინტერფეისით, რა თქმა უნდა, უფრო ადვილია გამოსაყენებლად, მაგრამ უფრო მაღალი დენის დონით, რაც არ არის იდეალური ბატარეის მუშაობისთვის. ამის ნაცვლად, ძირითადი ESP-07 მოდული გამოიყენება გარე დიაპაზონის გარე ანტენის ვარიანტით. ამ პროექტში გამოყენებული კომპონენტებია:

• AA ბატარეის დამჭერი
• VL53L1X დაწყებული მოდული
• BAT43 შოტკის დიოდი
• 2N2222 ტრანზისტორი ან მსგავსი
• 100nF კონდენსატორი
• 2 x 5k რეზისტორები
• 1 x 1k რეზისტორი
• 2 x 470 Ohm რეზისტორები
• FT232RL სერიული ადაპტერის მოდული
• AA ზომის ლითიუმის თიონილის ქლორიდის ბატარეა
• ESP-07 მიკროკონტროლის მოდული
• სანთურები, მავთულები, ყუთი და ა.

ნაბიჯი 1: სენსორის არჩევანი

ულტრაბგერითი სენსორები ზოგადად გამოიყენება ზეთის დონის გაზომვისთვის როგორც კომერციულად, ასევე წვრილმანი პროექტებისთვის. ადვილად ხელმისაწვდომი ულტრაბგერითი HC-SR04 ან ახალი HS-100 ხშირად გამოიყენება ხელნაკეთ მონიტორებში, დაახლოებით 1 დოლარის ღირებულებით. ისინი მშვენივრად მუშაობდნენ სკამზე, მაგრამ შემთხვევით კითხულობდნენ ზეთის ავზის გამწოვი მილის ქვემოთ ნავთობის ზედაპირის დასადგენად. ეს ალბათ გამოწვეული იყო ფოლადის ავზში არსებული სხვადასხვა ზედაპირის ამრეკლებით, პლასტმასის ავზმა შეიძლება უკეთ იმუშაოს. როგორც ალტერნატივა, მის ნაცვლად სცადეს VL53L1X დროის ფრენის ოპტიკური სენსორი. სატანკოდან კითხვები ბევრად უფრო სტაბილური იყო და ამიტომ ამ ტიპის სენსორი გამოიყენებოდა ალტერნატივად. VL53L1X– ის მონაცემთა ფურცელი იძლევა ინფორმაციას ამ სენსორის გარჩევადობის შესახებ გაზომვის სხვადასხვა პირობებში, იხილეთ სურათი. შერჩევის დროს 200ms იძლევა გარჩევადობას რამდენიმე მმ. ეჭვგარეშეა, რომ მონაცემების ფურცელი აღებულია საუკეთესო ლაბორატორიულ პირობებში და ამიტომ სენსორს გადაეცა სწრაფი ტესტი რეზოლუციის შესამოწმებლად. სენსორი განლაგებული იყო ნავთობის ავზის გამწოვი მილის თავზე და რამდენიმე ათასი კითხვა იყო ჩაწერილი დროის ბიუჯეტის გამოყენებით 200 ms. სატანკოში კითხვის განაწილების ნაკვეთი ადასტურებს, რომ ამ სენსორს შეუძლია ზეთის დონის გაზომვა დაახლოებით +/- 2 მმ. უფრო დიდი ხნის განმავლობაში, ყოველდღიური ტენდენციაა, როდესაც ზეთის დონე მცირდება ღამით რამდენიმე მმ-ით და აღდგება დღის განმავლობაში. ყველაზე სავარაუდო მიზეზი ნავთობის შეკუმშვაა, რადგან ის გაცივდა ღამით და კვლავ გაფართოვდა დღის სიცხეში. ალბათ, სიცივეში ნავთობის მოცულობის ყიდვის ამბავი ბოლოს და ბოლოს სიმართლეა.

ნაბიჯი 2: სქემის დიაგრამა

წრიული დიაგრამა გვიჩვენებს, თუ როგორ არის დაკავშირებული ESP-07 მოდული VL53L1X- თან. FT242 USB ადაპტერი დროებით უკავშირდება ESP-07 პროგრამული უზრუნველყოფის ატვირთვას და ოპერაციის შემოწმებას. როდესაც ESP-07 ღრმა ძილში ჩადის, დენი ეცემა დაახლოებით 20 uA– მდე, გაღვიძების სიგნალი აყენებს მოწყობილობას დიოდის საშუალებით. შესაძლებელია სენსორის ლოდინის რეჟიმში დაყენება XSHUT pin– ის გამოყენებით, მაგრამ ეს უფრო ადვილი აღმოჩნდა სენსორი ჩართულია და გამორთულია ტრანზისტორის გამოყენებით. როდესაც ESP-07 იღვიძებს, სენსორი იკვებება და შემდეგ გამორთულია კითხვის მიღების შემდეგ. ამას ასევე აქვს VL53L1X ლოდინის დენის აღმოფხვრის უპირატესობა. ახალი პროგრამის ატვირთვისას, 5k რეზისტორს სჭირდება ადგილზე და GPIO0- ს შორის გამართვა, რადგან ერთეული იკვებება ფლეშ რეჟიმში შესასვლელად. კოდის ატვირთვის შემდეგ ჩართეთ და გამორთეთ მოწყობილობა, რომ ნორმალურად იმუშაოს.

ნაბიჯი 3: ბატარეის სიმძლავრე

ამ პროექტის შესანარჩუნებლად გამოიყენება ერთი AA ზომის ლითიუმ-თიონილ ქლორიდის (Li-SOCI2) ბატარეა. ინტერნეტის ძებნისას უნდა მოძებნოთ ამ ტიპის ბატარეის მომწოდებლები, სულ რაღაც 2 დოლარად. ამ ბატარეების დიდი უპირატესობა არის სტაბილური 3.6V ბატარეის ხანგრძლივობაზე, იდეალურია ESP8266 ჩიპის დასაყენებლად დამატებითი ძაბვის რეგულაციის გარეშე. გათბობის ზეთის ავზი გრძელდება მრავალი თვე და ამიტომ ზეთის დონეს მხოლოდ რამდენჯერმე სჭირდება შემოწმება დღე მაქსიმუმ. დასრულებულ მონიტორზე გაზომვები აძლევდა ღრმა ძილის დენს 22uA. ძაბვის ტალღის ფორმულა ბატარეის წრეში 0.5 Ohm რეზისტორზე მიუთითებს საშუალო დენის 75 mA 6.9 წამის განმავლობაში, როდესაც გაღვიძებულია. წელიწადში, წრე გამოიყენებს 193 mAh ძილის რეჟიმში. თუ ზეთის დონის გაზომვა ხდება ყოველ 7 საათში, მაშინ ყოველწლიურად გამოიყენება 180 mAh. ამის საფუძველზე 2600 mAh ბატარეა ძლებს 6 წელზე მეტ ხანს.

ნაბიჯი 4: პროგრამული უზრუნველყოფა

Pololu Arduino VL53L1X ბიბლიოთეკა გამოიყენება დიაპაზონის სენსორის ინიციალიზაციისთვის და მანძილის კითხვებზე წვდომისათვის. ThingSpeak– ზე მონაცემების გაგზავნის კოდი მოდის მათი ტენიანობის სენსორის მაგალითიდან და ზოგიერთი დამატებითი კოდი ამოძრავებს ტრანზისტორს, რომელიც აძლიერებს სენსორს. ESP8266– ს შეუძლია მხოლოდ ღრმა ძილი 70 წუთამდე და გაიღვიძოს. ამ პრობლემის გადასაჭრელად არის ჩიპის გაღვიძების შესაძლებლობა და მისი დაუყოვნებლივ დაძინება, მეხსიერების დათვლა. როგორც მონიტორი უკავშირდება თქვენს WiFi ქსელს, თქვენ უნდა შეიყვანოთ თქვენი WiFi SSID და პაროლი კოდში. ასევე, თუ თქვენ იყენებთ ThingSpeak- ს, მაშინ დაამატეთ თქვენი API კოდი. ატვირთვის Arduino ესკიზი თან ერთვის ტექსტურ ფაილს. მას დასჭირდება კოპირება თქვენს Arduino IDE– ში. სანამ კოდს აანთებთ, ჩართეთ GPIO0 მიწასთან 5k რეზისტორის საშუალებით ჩართვამდე. ESP-07 WiFI ქსელთან დაკავშირების კოდი ფართოდ გამოიყენება სხვა პროექტებში. ამ შემთხვევაში, გაცილებით მეტი დრო იყო საჭირო დამაკავშირებელ მარყუჟში კავშირის შესამოწმებლად. დაახლოებით 500 ms ჩვეულებრივ გამოიყენება, მაგრამ 5000 ms იყო საჭირო ამ WiFi კონფიგურაციაში, ღირს შესწორება, თუ არსებობს კავშირის პრობლემები. ThingSpeak– დან ელ.ფოსტის შეხსენებების მიღების დეტალები აღწერილია წყლის შემამსუბუქებელ მარილის მონიტორში Instructable.

ნაბიჯი 5: შეკრება

მონიტორის კომპონენტები დაკავშირებულია „ფრინველთა ბუდის“სტილით ESP-07 მოდულის ირგვლივ, იჭერს ყველაფერს, რაც შეიძლება მოკლედ აღმოჩნდეს. მოდული ადვილად ზიანდება ზედმეტი სიცხის გამო და ამიტომ ეს კავშირები საჭიროებს შედუღებას ერთხელ და სწრაფად. მონიტორი იკრიბება ორ ეტაპად. უპირველეს ყოვლისა, სენსორი და ESP-07 დაკავშირებულია დროებითი USB ადაპტერით ESP-07– ის დასაპროგრამებლად Arduino IDE– ს გამოყენებით. 10 წამიანი ძილის მოკლე დროის გამოყენება მალე გამოჩნდება, უკავშირდება თუ არა ჩიპი WiFi ქსელს და კითხვებს უგზავნის ThingSpeak- ს. მას შემდეგ რაც ყველაფერი სწორად მუშაობს, ჩიპი ხელახლა დაპროგრამდება სასურველი ძილის დროით. წითელი LED უნდა იყოს მოდულირებული, რომ მინიმუმამდე დაიყვანოს მიმდინარე მოხმარება. ასევე, თუ გარე ანტენა არის დაკავშირებული, კერამიკული ანტენის ბმული ასევე უნდა მოიხსნას. არ იმუშაოთ ჩიპით ანტენის გარეშე, ენერგია უფრო მეტად გახეხავს ჩიპს, ვიდრე კოსმოსში მიდის. მეორე ეტაპი მოიცავს USB ადაპტერის ამოღებას და კომპონენტების ყუთში დამონტაჟებას. VL53L1X მოდული დამონტაჟდა სატანკო გამწოვის თავში ორი ნეილონის გამოყენებით დავდგეთ შუასადებები. დარწმუნდით, რომ სენსორს აქვს მკაფიო ხედი ზეთის ზედაპირზე, არ აქვს ფოთლები, ობობები და ობობები. ასევე, შეინახეთ დამაკავშირებელი მავთული სენსორისგან, რათა თავიდან აიცილოთ ყალბი ასახვა.

ნაბიჯი 6: ინსტალაცია

სავენტილაციო თავსახური იცვლება ზეთის ავზზე, რათა დარწმუნდეთ, რომ ის თანაბარია და არ არსებობს დაბრკოლებები სენსორიდან ზეთის ზედაპირამდე. მონიტორი დამონტაჟებულია გამწოვის გვერდით, მცირე მაგნიტები გამოიყენეს ყუთის შესანარჩუნებლად. ეს არ იმუშავებს პლასტმასის ავზებთან! ახლა დაჯექით და შეამოწმეთ ზეთის დონე თქვენი სახლის კომფორტიდან.

დააწკაპუნეთ, რომ ნახოთ ჩემი ნავთობის ავზის დონე.