„WiFi“alyvos bako monitorius: 6 žingsniai (su nuotraukomis)

2024 Autorius: John Day | [email protected]. Paskutinį kartą keistas: 2024-01-30 10:44

Yra keli būdai patikrinti, kiek degalų liko šildymo alyvos bake. Paprasčiausias būdas yra naudoti matuoklį, labai tikslų, bet ne itin smagų šaltą žiemos dieną. Kai kuriuose rezervuaruose yra matymo vamzdelis, kuris vėl rodo tiesioginį alyvos lygį, tačiau vamzdis su amžiumi tampa geltonas, todėl sunku skaityti. Dar blogiau, jie gali būti naftos nutekėjimo priežastis, jei jie nėra izoliuoti. Kitas matuoklio tipas naudoja plūdę, kuri valdo ratuką. Ne itin tikslus ir laikui bėgant mechanizmas gali sugriebti.

Tie, kurie turi gilias kišenes, gali nusipirkti nuotolinį jutiklį, kurį galima peržiūrėti namuose. Baterija varomas jutiklis, dažniausiai ultragarsinis, perduoda alyvos gylį į namų imtuvą. Alyvos lygiui peržiūrėti gali būti naudojamas autonominis imtuvas, valdomas iš tinklo, arba imtuvas gali būti prijungtas prie interneto nuotoliniam stebėjimui. Reikalingas baterija valdomas „WiFi“prijungtas jutiklis, kuris gali stebėti baką metų metus ir siųsti el. pašto priminimai, kai alyvos lygis nusileidžia. Toks prietaisas aprašytas šioje instrukcijoje. Jutiklis matuoja alyvos gylį, nustatydamas laiką, per kurį šviesa atsispindi nuo alyvos paviršiaus. Kas kelias valandas ESP8266 modulis apklausia jutiklį ir perduoda duomenis į internetą. Nemokama „ThingSpeak“paslauga naudojama norint parodyti alyvos lygį ir išsiųsti priminimo el. Laišką, kai alyvos lygis yra žemas.

Prekės

Pagrindiniai šiame projekte naudojami komponentai yra išvardyti žemiau. Brangiausias elementas yra gylio jutiklis, VL53L1X modulis, kurį galima rasti internete už maždaug 6 USD. Būkite atsargūs, kad nesirinktumėte ankstesnės kartos VL53L0X, nors jis yra pigesnis, tačiau jo našumas yra prastesnis ir jam reikalinga kitokia programinė įranga. Kitas svarbus elementas yra ESP8266 modulis. Versijas su įmontuotais įtampos reguliatoriais ir USB sąsaja tikrai lengviau naudoti, tačiau už didesnę budėjimo srovę jie nėra idealūs akumuliatoriaus veikimui. Vietoj to, pagrindinis ESP-07 modulis naudojamas su išorine antena papildomam diapazonui. Šiame projekte naudojami komponentai yra šie:

• AA baterijos laikiklis
• VL53L1X diapazono modulis
• BAT43 „Shottky“diodas
• 2N2222 tranzistorius arba panašus
• 100nF kondensatorius
• 2 x 5k rezistoriai
• 1 x 1k rezistorius
• 2 x 470 omų rezistoriai
• FT232RL nuoseklaus adapterio modulis
• AA dydžio ličio tionilchlorido baterija
• ESP-07 mikrovaldiklio modulis
• Kiti daiktai, viela, dėžė ir kt.

1 žingsnis: jutiklio pasirinkimas

Ultragarsiniai jutikliai paprastai naudojami alyvos lygiui matuoti tiek komerciškai, tiek „pasidaryk pats“projektuose. Lengvai prieinamas ultragarsinis HC-SR04 arba naujesnis HS-100 dažnai naudojami naminiuose monitoriuose, kurių kaina yra apie 1 USD. Jie puikiai dirbo ant suoliuko, tačiau rodė atsitiktinius rodmenis, nukreiptus žemyn į alyvos bako išleidimo vamzdį, kad surastų alyvos paviršių. Tai tikriausiai lėmė atspindžiai iš skirtingų plieninio bako paviršių, plastikinis bakas gali veikti geriau. Kaip alternatyva buvo išbandytas optinis jutiklis „VL53L1X Flight Time“. Bako rodmenys buvo daug stabilesni, todėl šio tipo jutiklis buvo pasirinktas kaip alternatyva. VL53L1X duomenų lape pateikiama informacija apie šio jutiklio skiriamąją gebą skirtingomis matavimo sąlygomis, žr. Paveikslėlį. Naudojant 200 ms mėginių ėmimo laiką, gaunama kelių mm skiriamoji geba. Be abejo, duomenų lapo numeriai buvo paimti geriausiomis įmanomomis laboratorinėmis sąlygomis, todėl jutikliui buvo atliktas greitas testas, skirtas patikrinti skiriamąją gebą. Jutiklis buvo išdėstytas virš alyvos bako išleidimo vamzdžio ir užregistruoti keli tūkstančiai rodmenų, naudojant 200 ms laiko biudžetą. Bako rodmenų pasiskirstymo grafikas patvirtina, kad šis jutiklis gali išmatuoti alyvos lygį maždaug +/- 2 mm skiriamąja geba. Per ilgesnį laiką kasdien yra tendencija, kai alyvos lygis per naktį nukrenta keliais mm ir atsistato per dieną. Labiausiai tikėtina priežastis yra alyvos susitraukimas, nes ji naktį atvėso ir vėl plečiasi dienos šiluma. Galbūt istorija apie naftos pirkimą pagal tūrį šaltą dieną yra tiesa.

2 žingsnis: grandinės schema

Grandinės schema rodo, kaip ESP-07 modulis prijungtas prie VL53L1X. FT242 USB adapteris laikinai prijungtas prie ESP-07, kad būtų galima įkelti programinę įrangą ir patikrinti veikimą. Kai ESP-07 įjungiamas gilus miegas, srovė sumažėja iki maždaug 20 uA, pažadinimo signalas iš naujo nustato įrenginį per diodą. Jutiklį galima įjungti į budėjimo režimą naudojant XSHUT kaištį, tačiau buvo lengviau įjungti maitinimą jutiklis įjungiamas ir išjungiamas naudojant tranzistorių. Kai ESP-07 atsibunda, jutiklis įjungiamas ir išjungiamas, kai tik nuskaitoma. Tai taip pat turi pranašumą pašalindama VL53L1X budėjimo srovę. Įkeliant naują programą, 5k rezistorius turi būti laikomas tarp žemės ir GPIO0, nes įrenginys įjungtas, kad įjungtų blykstės režimą. Įkėlę kodą, įjunkite ir išjunkite įrenginį, kad jis veiktų normaliai.

3 žingsnis: akumuliatoriaus energija

Šiam projektui maitinti naudojama viena AA dydžio ličio tionilchlorido (Li-SOCI2) baterija. Ieškodami internete turėtumėte rasti tokio tipo akumuliatorių tiekėjus vos už 2 USD. Didelis šių akumuliatorių privalumas yra stabilus 3,6 V per visą baterijos tarnavimo laiką, idealiai tinkantis maitinti ESP8266 lustą nereikalaujant papildomos įtampos reguliavimo. Šildymo alyvos bakas tarnauja daugelį mėnesių, todėl alyvos lygį reikia patikrinti tik kelis kartus daugiausiai dieną. Matavimai baigtame monitoriuje davė 22uA gilaus miego srovę. Įtampos bangos forma per 0,5 omo rezistorių akumuliatoriaus grandinėje nurodė vidutinę 75 mA srovę 6,9 sekundės, kai ji atsibunda. Per metus grandinė miego režimu naudos 193 mAh. Jei alyvos lygis matuojamas kas 7 valandas, tada kasmet sunaudojama 180 mAh. Tuo remiantis 2600 mAh talpos baterija tarnaus daugiau nei 6 metus.

4 žingsnis: programinė įranga

„Pololu Arduino VL53L1X“biblioteka naudojama diapazono jutikliui inicijuoti ir pasiekti atstumo rodmenims. Duomenų siuntimo į „ThingSpeak“kodas yra iš jų drėgmės jutiklio pavyzdžio, o kai kurie papildomi kodai valdo jutiklį maitinantį tranzistorių. ESP8266 gali giliai miegoti tik iki 70 minučių ir pabusti. Šios problemos sprendimas yra leisti lustui pabusti ir nedelsiant jį vėl užmigdyti, išlaikant skaičių atmintyje. Kai monitorius prisijungia prie jūsų „WiFi“tinklo, į kodą turėsite įtraukti „WiFi“SSID ir slaptažodį. Be to, jei naudojate „ThingSpeak“, pridėkite savo API kodą. „Arduino“eskizas įkėlimui yra pridėtas teksto faile. Jį reikės nukopijuoti į „Arduino IDE“. Prieš įjungdami kodą, prieš įjungdami prijunkite GPIO0 prie žemės per 5k rezistorių. ESP-07 prijungimo prie „WiFI“tinklo kodas plačiai naudojamas kituose projektuose. Šiuo atveju jungiamojoje kilpoje reikėjo daug ilgesnio laiko patikrinti, ar ryšys buvo užmegztas. Paprastai naudojamas apie 500 ms, tačiau šiai „WiFi“sąrankai reikėjo 5000 ms, verta koreguoti, jei kyla ryšio problemų. Išsami informacija apie el. Pašto priminimų gavimą iš „ThingSpeak“aprašyta instrukcijoje „Vandens minkštiklio druskos monitorius“.

5 žingsnis: Surinkimas

Monitoriaus komponentai yra sujungti „paukščių lizdo“stiliumi aplink ESP-07 modulį, atveriant viską, kas gali sutrikti. Modulis lengvai sugadinamas dėl per didelio karščio, todėl šias jungtis reikia greitai ir greitai lituoti. Monitorius surenkamas dviem etapais. Pirmiausia jutiklis ir ESP-07 yra prijungti prie laikino USB adapterio, kad būtų galima programuoti ESP-07 naudojant „Arduino IDE“. Trumpas 10 sekundžių miego laikas netrukus parodys, ar lustas jungiasi prie „WiFi“tinklo ir siunčia rodmenis į „ThingSpeak“. Kai viskas veikia tinkamai, lustas perprogramuojamas pagal norimą miego laiką. Raudonas šviesos diodas turi būti nuleistas nuo modulio, kad būtų sumažintos srovės sąnaudos. Be to, jei prijungta išorinė antena, taip pat reikia pašalinti keraminę antenos jungtį. Nenaudokite lusto be antenos, maitinimas pakeps mikroschemą, o ne išeis į kosmosą. Antrasis etapas apima USB adapterio pašalinimą ir komponentų montavimą dėžutėje. VL53L1X modulis buvo sumontuotas bako išleidimo angos dangtelio viduje, naudojant du nailonus atsistoti tarpiklius. Įsitikinkite, kad jutiklis gerai mato alyvos paviršių, netrukdo lapai, voratinkliai ar vorai. Taip pat laikykite jungiamąjį laidą toli nuo jutiklio, kad išvengtumėte klaidingų atspindžių.

6 žingsnis: diegimas

Ant alyvos bako uždedamas išleidimo angos dangtelis, įsitikinant, kad jis yra lygus ir nėra kliūčių nuo jutiklio iki alyvos paviršiaus. Monitorius sumontuotas šalia ventiliacijos angos, kad būtų laikoma dėžutė, buvo naudojami maži magnetai. Tai neveiks su plastikinėmis talpyklomis! Dabar atsisėskite ir patikrinkite alyvos lygį patogiai namuose.

Spustelėkite norėdami pamatyti mano alyvos bako lygį.